Морфофункциональная характеристика межнейрональных взаимоотношений в центральной нервной системе при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила

Размещено на http://www.allbest.ru/

Морфофункциональная характеристика межнейрональных взаимоотношений в центральной нервной системе при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

В настоящее время одной из актуальных медицинских проблем является лихорадка Западного Нила (ЛЗН), что обусловлено расширением ареала болезни, ростом заболеваемости среди населения в России, странах Европы, Азии, Африки, Северной Америки [Львов Д.К. с соавт., 2004; Crichlow R., Bailey J., 2004; Goody R.J., 2008; Siddharthan V., 2009]. Вспышки лихорадки Западного Нила протекают в большинстве случаев с развитием серозного менингоэнцефалита и охватывают в короткий срок значительные группы населения [Писарев В.Б. с соавт., 2004; Львов Д. К. с соавт., 2004; Шмидт М.В., 2006; Писарев В.Б., Бутенко А. М., 2007].

С 1999 года на территории Волгоградской области стали регестрироваться многочисленные случаи заболеваемости лихорадкой Западного Нила [Писарев В.Б. с соавт., 2004; Савченко С.Т., Лобанов А.Н., 2007]. Несмотря на неравномерное снижение заболеваемости лихорадкой Западного Нила, в течение последних десяти лет антигены вируса Западного Нила регулярно обнаруживаются в пробах комаров и клещей [Петров В.А., 2005; Львов Д.К., Бутенко А.М., 2007]. Актуальность изучения морфогенеза лихорадки Западного Нила на сегодняшний день связана также с развитием трансплантологии и гемотрансфузиологии, в литературе описаны случаи манифестации западно-нильского энцефалита у больных с иммуносупрессорной терапией [Cushing M.M., 2004; Costa A.N., 2008; Allain J.P, Stramer S L., 2009].

При исследовании аутопсийного материала [Григорьева Н.В., 2005; Dai J., Wang P., 2008] обнаружены морфологические изменения, которые характеризовались очаговым некрозом тканей головного мозга с последующим формированием участков изоморфного и анизоморфного глиоза и образования кистозных полостей.

При экспериментальном моделировании лихорадки Западного Нила путём внутрибрюшинного заражения мышей [Белик Т.А., 2006; Шмидт М.В., 2006; Shrestha В., 2003; Verma S., Lo Y., 2009] в различных отделах головного мозга, на светооптическом уровне обнаружены выраженные дистрофические изменения в нейронах и глиальных клетках, наблюдалось повреждение гематоэнцефалического барьера с увеличением его проницаемости, что вело к появлению вторичных изменений во всех структурах головного мозга. Считается, что модель подкожного инфицирования вирусом Западного Нила более приближена к природному заражению [Nemeth N.M., 2006; Allain J.P., 2009]. Несмотря на накопленный материал по данной проблеме, многие вопросы этиологии, патогенеза, выраженности морфофункциональных изменений в различных отделах ЦНС при подкожном инфицировании вирусом Западного Нила остаются малоизученными.

Цель исследования

Охарактеризовать закономерности морфофункциональных изменений в нейронах различных отделов ЦНС при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила.

Задачи исследования

1. Выявить на основе морфологического скринингого анализа области ЦНС с наиболее выраженными изменениями в различные периоды лихорадки Западного Нила на модели подкожного инфицирования.

2. Изучить особенности морфологических изменений нейронов головного мозга мышей при подкожном заражении вирусом Западного Нила в различные периоды инфекционного процесса.

3. Охарактеризовать структурные изменения в нейронах спинного мозга мышей в различные периоды лихорадки Западного Нила на модели подкожного инфицирования.

4. Определить особенности морфологических изменений в центральной нервной системе в зависимости от исходов лихорадки Западного Нила на модели подкожного заражения.

Научная новизна исследования

Дана комплексная структурно-функциональная характеристика изменений в нейронах различных отделов ЦНС с учётом периода лихорадки Западного Нила на модели подкожного заражения.

Впервые охарактеризованы ультраструктурные особенности и дана морфометрическая характеристика нейронов гипоталамуса, продолговатого и спинного мозга мышей при экспериментальном моделировании лихорадки Западного Нила на модели подкожного инфицирования вирусом Западного Нила (штамм Астр 901).

Установлены морфологические изменения в спинном мозге в зависимости от исхода лихорадки Западного Нила на модели подкожного заражения, проявляющиеся у умерших животных выраженными обратимыми и необратимыми изменениями в нейронах на фоне нарушения кровообращения и наличия признаков серозного или серозно-геморрагического воспаления; в группе заболевших животных, выведенных из эксперимента на 14 сутки, отмечено наличие в крупных нейронах вакуолизация цитоплазмы периферических отделов перикариона, при явлениях периваскулярного отёка.

Научно-практическая значимость

На основании данных патоморфологического исследования различных отделов центральной нервной системы животных дана характеристика морфологической картины лихорадки Западного Нила. Полученные данные позволяют расширить имеющиеся представления о развитии заболевания и причинах летальных исходов и могут быть использованы в клинической и патологоанатомической практике для своевременной диагностики, прогноза и разработки новых методов лечения, а также профилактики лихорадки Западного Нила.

Основные положения, выносимые на защиту

1. При экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила на модели подкожного инфицирования выраженность морфологических изменений в центральной нервной системе носит стадийный характер и соответствует периодам инфекционного процесса.

2. При экспериментальном моделировании лихорадки Западного Нила наиболее выраженные обратимые и необратимые изменения обнаруживаются в продолговатом мозге и характеризуются наличием ультраструктурных признаков повреждения в перикарионах нейронов и миелиновых нервных волокнах, начиная со 2 суток экспериментального заражения вирусом Западного Нила (штамм Астр 901), что соответствует инкубационному периоду заболевания.

3. У животных с клиникой лихорадки Западного Нила наиболее выраженные структурные изменения обнаружены в нейронах передних рогов спинного мозга, что сопровождается вакуолизацией цитоплазмы перикарионов, повреждением митохондрий с очаговым лизисом крист, нарастающим по мере прогрессирования заболевания, а так же признаками повреждения миелиновых нервных волокон наиболее выраженных в передних и боковых канатиках.

Апробация работы и публикации

Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на III конференции «Гомеостаз и эндоэкология» ( Хургада, 2005); на Пироговской студенческой научной конференции (Москва, 2006); II Съезде Российского общества патологоанатомов (Москва, 2006); на Всероссийской научно-практической конференции: «Арбовирусы и арбовирусные инфекции» (Астрахань, 2006); 63-64 открытых научно-практических конференциях молодых ученых и студентов Волгоградского государственного медицинского университета (Волгоград, 2005, 2006); XI региональной конференции молодых исследователей (Волгоград, 2006); 66 научно-практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием (Волгоград, 2008); III Съезде Российского общества патологоанатомов (Самара, 2009).

Апробация работы осуществлена на совместном заседании кафедр патологической анатомии, гистологии, цитологии и эмбриологии, анатомии человека, судебной медицины ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет Росздрава» 2 июня 2008 года.

По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, из них три в журналах перечня изданий, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов кандидатских диссертаций.

Реализация и внедрение результатов исследования

Работа выполнена на кафедре патологической анатомии (заведующий кафедрой патологической анатомии ВолГМУ, д.м.н., А.В. Смирнов) ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет Росздрава» и ГУ «Волгоградский научный центр РАМН и Администрации Волгоградской области» (ректор - академик РАМН В.И. Петров) .

Полученные данные по патоморфологическим изменениям в центральной нервной системе при моделировании лихорадки Западного Нила используются в диагностической работе патологоанатомических отделений Волгоградского областного патологоанатомического бюро. Результаты данного исследования внедрены в учебный процесс на кафедре патологической анатомии ГОУ ВПО «Волгоградского государственного медицинского университета Росздрава» и лаборатории морфологии и иммуногистохимии ГУ «Волгоградского научного центра РАМН и Администрации Волгоградской области».

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырёх глав (обзора литературы - 1, материал и методы исследования - 2, результаты собственных исследований - 3, обсуждение полученных результатов - 4, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 187 источников, в том числе 83 отечественных и 105 зарубежных источников). Работа содержит 7 таблиц, иллюстрирована 43 рисунками (38 микрофотографий и 5 диаграмм).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальные исследования проводили в условиях лаборатории биологии и индикации арбовирусов НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского РАМН (заведующий лабораторией профессор А.М. Бутенко).

В работе использовали белых мышей-самцов массой 10±2 г в возрасте 30 суток, которые были заражены вирусом Западного Нила (ЗН), астраханский штамм (Астр 901), подкожно в разведении 10^-2 0,3 мл (50 животных). Контролем служили мыши-самцы (10 животных),

Весь экспериментальный материал был разделен на 6 групп: 1 группа - контрольные ложноинфицированные животные, которым подкожно вводили 0,3 мл 0,9% раствора хлорида натрия (10 животных); 2 группа - животные, инфицированные вирусом Западного Нила и выведенные из эксперимента на 2 сутки ( инкубационный период - 10 животных); 3 группа - животные с клиникой лихорадки Западного Нила, выведенные из эксперимента на 7 сутки ( период разгара - 10 животных); 4 группа - животные, с клиникой лихорадки Западного Нила, умершие в период с 6 по 9 сутки (6 животных); 5 группа - животные с клиникой лихорадки Западного Нила, выведенные из эксперимента на 14 сутки (период реконвалесценции -10 животных); 6 группа - животные, инфицированные вирусом Западного Нила, у которых не отмечалось клинической симптоматики заболевания, выведенные из эксперимента на 14 сутки ( 4 животных).

После заражения мыши содержались в стандартных лабораторных условиях, с обычным режимом кормления, движения, освещения. При уходе за животными, питании и проведении экспериментов руководствовались базисными нормативными документами: Приказом МЗ №750, Рекомендациями комитета по экспериментальной работе с использованием животных при Минздраве России, рекомендациями ВОЗ (Шалимов С.А., с соавт., 1988; Березовская И.В., 1993; Абидов М.Т., 1996; Червонская Г.П., с соавт., 1998; Zutphen L.F., 1993). Животных забивали в различные периоды заболевания под эфирным наркозом в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных».

Образцы головного и спинного мозга фиксировали нейтральным 10% формалином с дальнейшим обезвоживанием в батарее спиртов и изготовлением парафиновых блоков (Меркулов Г.А., 1969; Саркисов Д.С., Перов Ю.Л., 1996). С парафиновых блоков готовили срезы толщиной 4-6 мкм. Их окрашивали по стандартным методикам гематоксилином и эозином (Меркулов Г.А., 1969; Саркисов Д.С., Перов Ю.Л., 1996), тионином по методу Ниссля (Лилли Р., 1969; Меркулов Г.А., 1969).

Микрофотосъемку гистологических препаратов производили на микроскопе «Micros» (Austria) цифровой фотокамерой «Olympus» (Japan).

Фиксацию кусочков головного и спинного мозга для электронно-микроскопического исследования размером до 1 мм³ проводили в течение 12 часов в 4 % растворе параформа на 0,1М какодилатном буфере с последующей постфиксацией в течение 2 часов в 1 % растворе тетраокиси осмия на 0,1М какодилатном буфере (рН = 7,4) при температуре ±4^оС. После промывки в нескольких порциях раствора какодилатного буфера материал подвергали дегидратации в спиртах возрастающей концентрации и заливали в смесь эпона и аралдита. Ультратонкие срезы толщиной 50-90 нм получали на ультрамикротоме LKB-8800 и монтировали на медные сетки. После контрастирования в 2,5%-м растворе уранилацетата на 50^о этаноле в течение 40 минут и 0,3%-м растворе цитрата свинца в течение 20 минут срезы изучались в электронном микроскопе Tesla BS-500 при ускоряющем напряжении 60 кВ. Фотодокументирование производили с использованием фотопластинок «Для ядерных исследований». Электронные микрофотограммы изготавливали на фотографической черно-белой бумаге «Унибром 160 БП».

На фронтальных срезах головного и спинного мозга с помощью системы анализа изображений, программы «Видеотест-Морфо-4» (Россия) определяли следующие стереометрические показатели: удельная площадь перикарионов и ядер нейронов, площадь цитоплазмы и ядерно-цитоплазматическое отношение.

Вариационно-статистическую обработку данных (вычисление средней арифметической величины, среднего квадратичного отклонения, доверительный интервал, асимметрию, эксцесс, коэффициент вариации, дисперсию, ошибки репрезентативности для каждого параметра в исследуемых группах животных, сравнение средних значений по критерию Стьюдента) проводили на ЭВМ IBM-Intel-Celeron-2400 с использованием программы STATISTICA 6.0. Значимыми считали различия, если вероятность ошибки р была меньше 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При моделировании лихорадки Западного Нила (ЛЗН) путём подкожного введения вируса Западного Нила белым беспородным мышам, начиная с 5-6 суток, обнаруживались клинические симптомы заболевания. Отмечалась гипертермия, снижение аппетита, парезы и параличи конечностей, у части животных наблюдались подёргивания и судороги некоторых мышц. В тяжёлых случаях отмечено нарастание общемозговой симптоматики, развитие глубокой мозговой комы. Летальность с 6 по 9 сутки заболевания составила 15%. У выживших животных к 10 - 14 суткам отмечалось постепенное снижение выраженности клинической симптоматики ЛЗН.

На вторые сутки эксперимента у животных не наблюдались клинические проявления ЛЗН, поэтому данный срок эксперимента рассматривался как инкубационный период заболевания. При морфологическом исследовании нейронов различных отделов головного мозга наблюдались признаки перицеллюлярного отёка, отмечалось умеренное набухание перикарионов нейронов с появлением гиперхроматоза в отдельных нейронах коры полушарий большого мозга в лобной и теменной долях. При исследовании белого вещества наблюдались слабовыраженные неспецифические изменения в виде умеренного перицеллюлярного отёка и очагового полнокровия сосудов микроциркуляторного русла.

При морфологическом исследовании нейронов различных отделов спинного мозга на вторые сутки эксперимента отмечались умеренное набухание перикарионов части нейронов, явления слабовыраженного перицеллюлярного и периваскулярного отёка, признаки гиперхроматоза в отдельных нейронах преимущественно в передних и боковых рогах спинного мозга.

У заболевших животных на седьмые сутки эксперимента с клиническими проявлениями лихорадки Западного Нила (период разгара) в различных отделах головного мозга наблюдался выраженный перицеллюлярный отёк. Выявлялись признаки эксудативного (серозного, а в некоторых случаях серозно-геморрагического) и продукивного воспаления. В цитоплазме перикарионов некоторых нейронов коры полушарий большого мозга при окраске по методу Ниссля отмечались явления выраженного гиперхроматоза, что сопровождалось сморщиванием части нейронов, появлением признаков кариопикноза, кариорексиса и кариолизиса. В просвете третьего желудочка в ряде случаев обнаруживался геморрагический экссудат. При исследовании промежуточного мозга выраженные изменения наблюдались в гипоталамусе в виде обратимых и необратимых изменений. В ядрах нейронов ствола головного мозга встречались интенсивно базофильные включения, располагавшиеся свободно и ассоциированные с ядрышком. Обнаруживались выраженные нарушения кровообращения в сосудах микроциркуляторного русла, явления периваскулярного отёка, серозного экссудата в белом и сером веществе, очаги плазматического пропитывания. В единичных случаях отмечались кровоизлияния диапедезного характера, что свидетельствует о развитии серозно-геморрагического воспаления.

При электронно-микроскопическом исследовании головного мозга заболевших животных (7 сутки эксперимента) в нейронах продолговатого мозга выявлялась вакуолизация цитоплазмы перикарионов, более выраженная в вентро-латеральных отделах. Отмечались признаки повреждения митохондрий в перикарионах и аксонах нейронов в виде набухания и очагового лизиса крист. В нейронах часто выявлялась гипертрофия и изменение очертания ядрышек, которые приобретали неправильную форму с преобладанием гранулярного компонента. В ядрах отдельных нейронов отмечались явления кариопикноза и кариорексиса. В миелиновых нервных волокнах отмечалась вакуолизация аксоплазмы различной степени. Встречались аксоны с многочисленными везикулами различного диаметра, ограниченные одной мембраной с содержимым низкой электронной плотности. В некоторых аксонах данные везикулы практически полностью занимали аксоплазму. В более сохранных аксонах в центральных отделах обнаруживались митохондрии округлой формы с ламинарными кристами, а также мелкие везикулы с содержимым умеренной электронной плотности. Миелиновая оболочка в части волокон была разрыхлена, отмечалось увеличение расстояния между ламеллами.

В перикарионах нейронов латеральной гипоталамической области выявлены признаки внутриклеточного отёка, вакуолизации, признаки повреждения митохондрий, что свидетельствует о нарушении энергетического обмена. Отмечено относительное уменьшение количества цистерн гранулярной эндоплазматической сети, появление вакуолей различных размеров с содержимым низкой электронной плотности, представляющих собой резко расширенные цистерны гранулярной и агранулярной эндоплазматической сети. Обнаруживались в значительном количестве свободные рибосомы. В ядрах отдельных нейронов отмечались скопления конденсированного хроматина в периферических отделах. Отмечались менее выраженные неспецифические ультраструктурные изменения в белом веществе.

При морфометрическом исследовании продолговатого мозга отмелось увеличение площади перикарионов нейронов, начиная со 2 сут, по сравнению с контролем на 13,2 %, к 7 суткам отмечалось снижение данного параметра на 64,5 % (p0,001), а к 14 суткам вновь увеличение - на 43,6% (p0,05), что расценивается нами как проявление обратимых и необратимых нарушений в нейронах.

Таблица 1.

Изменения некоторых морфометрических параметров нейронов

продолговатого мозга в различные периоды заражения ЛЗН

Примечание: *p0,05 по сравнению с контролем, ** p0,01 по сравнению с контролем, *** p0,001 по сравнению с контролем.

Согласно литературным данным [Писарев В.Б., Григорьева Н.В., 2005, Белик Т.А., 2006, Шмидт М.В., 2006, Johnson S., Diamond M.S., 2008.] на модели внутрибрюшного заражения морфологические изменения наблюдались в коре головного мозга, продолговатом мозге, гипоталамусе и мозжечке в виде выраженных дистрофических изменений. Результаты нашего исследования, проводимые на модели подкожного инфицирования, выявили наибольшие изменения в головном мозге в гипоталамусе и продолговатом мозге, что в целом свидетельствует об адекватности используемой модели.

У животных, заболевших на седьмые сутки эксперимента от момента инфицирования, с клиническими проявлениями лихорадки Западного Нила в различных отделах спинного мозга наблюдался выраженный перицеллюлярный отёк. Отмечались признаки серозно-геморрагического воспаления в оболочках и веществе мозга. В цитоплазме перикарионов нейронов передних и боковых рогов спинного мозга при окраске по методу Нисля отмечались явления выраженного хроматолиза. Выявлялись признаки гидропической дистрофии. В отдельных нейронов наблюдались явления кариорексиса и кариолизиса. Часть нейронов характеризовалась грубыми нарушениями структуры ядра. Встречались ядра, которые содержали конденсированный гетерохроматин по периферии в виде полулуний при сохранной ядерной оболочке. Обнаруживались выраженные изменения со стороны сосудов микроциркуляторного русла, явления периваскулярного отёка, глиоз, очаговые кровоизлияния диапедезного характера.

При электронно-микроскопическом исследовании нейронов передних рогов спинного мозга заболевших животных (7 сутки эксперимента) в перикарионах наблюдались признаки внутриклеточного отёка, в цитоплазме обнаруживались в значительном количестве свободные рибосомы, выявлялись вакуоли различных размеров с содержимым низкой электронной плотности. В периферической части цитоплазмы перикарионов, вблизи плазматической мембраны имелись очаговые скопления везикул с содержимым низкой электронной плотности. Выявлялись митохондрии различных размеров с признаками набухания, кристы частично сохранены. Обнаруживались явления кариопикноза, увеличение содержания гетерохроматина. Встречались гипертрофированные ядрышки неправильной формы.

В белом веществе в миелиновых волокнах наблюдалась признаки вакуолизации аксоплазмы более выраженные в передних и боковых канатиках. В некоторых аксонах вакуолизация захватывала большую часть аксоплазмы. В более сохранных аксонах в центральных отделах обнаруживались митохондрии округлой формы с ламинарными кристами, а также мелкие везикулы с содержимым умеренной электронной плотности. Отмечалось разрыхление и деструкция миелиновой оболочки в значительной части нервных волокон.

Таблица 2. Изменения некоторых морфометрических параметров нейронов боковых рогов спинного мозга в различные периоды заражения ЛЗН.

Примечание: *p0,05 по сравнению с контролем, ** p0,01 по сравнению с контролем, *** p0,001 по сравнению с контролем.

Обнаруженные нами выраженные изменения в спинном мозге подтверждаются данными о наличии дистрофических изменений в моторных нейронах передних рогов спинного мозга при моделировании ЛЗН [Nemeth N.M., Hahn D.C., 2006; Goody R.J., Schittone S.A., 2008].

При морфометрическом исследовании нейронов спинного мозга в боковых рогах значимое увеличение площади перикарионов нейронов наблюдалось к 7 суткам на 19,4% (p0,001), к 14 суткам отмечалось уменьшение данного параметра на 32,1% (p0,05) по сравнению с контролем.

При проведении регрессионного анализа площади перикарионов, ядер, а также ядерно-цитоплазматического отношения нейронов латерального ретикулярного ядра обнаруживаются статистически значимые прямые корреляционные связи между динамикой роста средней площади перикарионов нейронов и изменением средней площади их ядер. При проведении регрессионного анализа площади перикарионов, ядер, а также ядерно-цитоплазматического отношения нейронов боковых рогов спинного мозга наблюдаются статистически значимые прямые корреляционные связи между динамикой роста средней площади перикарионов нейронов и изменением средней площади их ядер.

У животных умерших в период с 6 по 9 сутки в период разгара заболевания в головном и спинном мозге наблюдались признаки серозного или серозно-геморрагического воспаления, а также признаки обратимых и необратимых изменений на фоне выраженных нарушений кровообращения и реактивных изменений со стороны глиальных элементов.

У заболевших животных, выведенных из эксперимента на 14 сутки (период реконвалесценции), в головном и спинном мозге выявлялись слабовыраженные признаки периваскулярного и перицеллюлярного отёка, наличие в отдельных нейронах вакуолизации цитоплазмы перикарионов, а также периваскулярная лимфоидная инфильтрация и пролиферация эндотелия сосудов микроциркуляторного русла.

В группе животных, инфицированных вирусом Западного Нила, у которых не отмечалось клинической симптоматики заболевания, выведенных из эксперимента на 14 сутки, в нейронах головного и спинного мозга наблюдались признаки перицеллюлярного и периваскулярного отёка, а также признаки обратимых нарушений в перикарионах нейронов.

Обнаруженные нами структурные изменения в различных отделах центральной нервной системы при экспериментальном моделировании лихорадки Западного Нила путем подкожного заражения свидетельствуют о возникновении наиболее выраженных обратимых и необратимых изменений в нейронах спинного и продолговатого мозга у животных с клиникой ЛЗН, умерших с 6 по 9 сутки заболевания (4 группа), а также у животных с клиникой ЛЗН, выведенных из эксперимента на 7 сутки заболевания (3 группа). Результаты нашего исследования согласуются с данными о возможности распространения ВЗН путём ортоградного и ретроградного аксонального транспорта внутри ЦНС [Samuel M.A. et al., 2007]. С другой стороны обнаруженные ультраструктурные изменения в нейронах сочетаются с признаками повреждения гематоэнцефалического и гематоликворного барьеров в различных отделах ЦНС, что согласуется с литературными данными о повреждении гематоэнцефалического барьера мышей при внутрибрюшинном инфицировании [Шмидт М.В., 2006]. Наличие серозно-геморрагического экссудата в головном и спинном мозге рассматривается нами как один из вариантов возможных экссудативных реакций при ЛЗН, что согласуется с результатами C. Cantile [Cantile C., 2000], продемонстрировавшими геморрагический характер воспалительного процесса в спинном мозге при моделировании ЛЗН на мышах. Кроме того, отмеченное уменьшение выраженности воспалительных изменений и признаков повреждения нейронов в восходящем направлении косвенно подтверждается данными о наличии наиболее выраженных структурных изменений в продолговатом мозге по сравнению с другими отделами головного мозга, полученными на модели внутрибрюшинного заражения [Белик Т.А., 2006].

При изучении лихорадки Западного Нила на животных моделях летальность составляет от 30 до 40% [Белик Т.А., 2006], а в человеческой популяции - 1,0-5,4% [Баринский И.Ф., Алимбарова Л.М., 2006]. В нашем исследовании при моделировании лихорадки Западного Нила путём подкожного инфицирования летальность экспериментальных животных составила 15,0 %, что, на наш взгляд, свидетельствует о большей адекватности данного способа моделирования.

Таким образом, при экспериментальном моделировании лихорадки Западного Нила обнаружены выраженные структурные изменения в нейронов ЦНС в различные периоды лихорадки Западного Нила, сопровождающиеся развитием воспалительной реакции.

ВЫВОДЫ

1. На основании скринингового морфологического анализа при подкожном моделировании лихорадки Западного Нила выявлены морфологические изменения различных отделов центральной нервной системы с признаками серозно-геморрагического энцефаломиелита, наиболее выраженными в период разгара заболевания.

2. Наиболее выраженные морфологические изменения в головном мозге при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила наблюдаются в гипоталамусе и продолговатом мозге, соответствуют периоду развёрнутых клинических проявлений заболевания (7 сутки), сопровождаются развитием парезов и параличей, что обусловлено, по-видимому, особенностями нейротропного и эндотелиотропного действия вируса Западного Нила.

3. При исследовании продолговатого мозга в различные периоды лихорадки Западного Нила обнаружен комплекс неспецифических ультраструктурных изменений в нейронах, проявлявшихся вакуолизацией цитоплазмы перикарионов, повреждением митохондрий с очаговым лизисом крист и нараставших по мере прогрессирования заболевания, начиная со 2 суток эксперимента (инкубационный период). Наиболее выраженные структурные изменения обнаружены в нейронах латеральных ретикулярных ядер, обеспечивающих контроль кардиореспираторных функций. В продолговатом мозге отмечается увеличение площади перикарионов нейронов ко 2 суткам по сравнению с контролем на 13 %, к 7суткам наблюдается снижение на 64 % и к 14 суткам отмечается увеличение перикарионов на 43% по сравнению с контролем

4. В период разгара лихорадки Западного Нила в спинном мозге отмечены явления хроматолиза и гидропической дистрофии в перикарионах и отростках нейронов передних рогов в сочетании с ультраструктурными изменениями в миелиновых нервных волокнах, периваскулярным отёком, появлением серозно-геморрагического экссудата, периваскулярной лимфоидной инфильтрации и другими признаками, свидетельствующими о повреждении гематоэнцефалического и гематоликворного барьеров. В нейронах боковых рогов спинного мозга наблюдается увеличение площади перикарионов нейронов к 7 суткам на 19% и к 14 суткам отмечается уменьшение на 32% по сравнению с контролем.

5. При подкожном инфицировании мышей вирусом Западного Нила обнаружены морфологические изменения в различных отделах ЦНС, характеризовавшиеся наибольшей выраженностью в нейронах вентролатеральных отделах спинного мозга и вентральных отделах продолговатого мозга. При исследовании промежуточного мозга выраженные морфологические изменения определялись в латеральной гипоталамической области, которые сопровождались ультраструктурными изменения в миелиновых нервных волокнах, что, по- видимому, свидетельствует о восходящем характере поражения ЦНС.

6. При сравнительном морфологическом анализе у умерших в ходе эксперимента животных с клиникой лихорадки Западного Нила в спинном мозге обнаруживаются в 71,4% случаев признаки серозного воспаления, а в 28,6% - серозно-геморрагического. В перикарионах нейронов встречаются признаки выраженных обратимых и необратимых изменений преимущественно в передних рогах на фоне выраженных нарушений кровообращения и реактивных изменений со стороны глиальных элементов. У заболевших животных, выведенных из эксперимента на 14 сутки (период реконвалесценции) в спинном мозге выявляются слабовыраженные признаки периваскулярного отёка, наличие в отдельных нейронах вакуолизации цитоплазмы перикарионов, отмечается периваскулярная лимфоидная инфильтрация и пролиферация эндотелия сосудов микроциркуляторного русла.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Полученные данные о морфофункциональных изменениях в различных отделах центральной нервной системы можно использовать в учебном процессе для преподавания патологической анатомии в высших медицинских заведениях. Результаты ультраструктурного исследования нейронов различных отделов ЦНС могут быть использованы при проведении научно-исследовательских работ при моделировании арбовирусных инфекций..

СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

лихорадка нейрон инфекционный

1. Морфологическая характеристика нейронов и сосудов микроциркуляторного русла некоторых отделов продолговатого мозга при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила // Материалы 63-й итоговой науч. конф.студентов и мол. ученых ВолГМУ.- Волгоград, 2005. -С. 126-128. (соавт. Шмидт М.В.).

2. Морфологические изменения нейронов в области дна IV желудочка продолговатого мозга при экспериментальном моделировании ВЛЗН у мышей. // Морфология процессов индивидуального развития, адаптации и компенсации: Труды ВолГМУ-Волгоград, 2005г.-Т. 62, выпуск 1.-С. 60-63.

3. Морфологическая характеристика заднего ядра блуждающего нерва при экспериментальном воспроизведении Лихорадки западного Нила.// Фундаментальные исследования - Москва, 2005.- №2.- С. 32. (соавт. Писарев В.Б., Шмидт М.В.).

4. Морфологическая характеристика некоторых ядер продолговатого мозга при моделировании Лихорадки западного Нила.// Современные наукоёмкие технологии.- Москва, 2006.-№ 2.- С.34. (соавт. Смирнов А.В., Беляков М.М.).

5. Морфологические изменения в головном мозге и в лёгких мышей при экспериментальном моделировании лихорадки Западного Нила. // XI региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области.- Волгоград, 2006.- С. 8-9. (соавт. Быхалов Л.С.).

6. Ультраструктурная характеристика нейронов и элементов гематоэнцефалического барьера продолговатого мозга при моделировании вирусного энцефалита // Бюллетень волгоградского научного центра РАМН и Администрации Волгоградской области.- 2006. - №3.-С.11-13. (соавт. Писарев В.Б., Смирнов А.В., Почепцов А.Я., Шмидт М.В.).

7. Морфологические изменения в головном мозге и в лёгких мышей при экспериментальном моделировании лихорадки Западного Нила // Бюллетень волгоградского научного центра РАМН и Администрации Волгоградской области.- 2006 - №4.-С.18-20. (соавт. Писарев В.Б., Смирнов А.В., Шмидт М.В., Быхалов Л.С.).

8. Морфологические изменения в головном мозге и в лёгких мышей при экспериментальном моделировании лихорадки Западного Нила // Астраханский медицинский журнал. -2007.-№2. -С.148. (соавт. Писарев В.Б., Смирнов А.В., Быхалов Л.С.).

9. Ультраструктурная изменения в нейронах головного мозга при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила // Бюллетень волгоградского научного центра РАМН и Администрации Волгоградской области.- 2008.- №1.-С.21-24. (соавт. Писарев В.Б., Бутенко А.М. Смирнов А.В., Хуторецкая Н.В. Почепцов А.Я., Шмидт М.В.).

10. Структурные изменения в продолговатом мозгу и лёгких мышей при подкожном введении возбудителя лихорадки Западного Нила // Морфология. Санкт-Петербург.-2008.-№2.-С.107. (соавт. Писарев В.Б., Бутенко А.М. Смирнов А.В., Хуторецкая Н.В., Ларичев В.Ф., Шмидт М.В., Быхалов Л.С., Кириченко Л.С.).

11. Морфологические изменения в сосудах микроциркуляторного русла в головном мозгу и лёгких мышей при моделировании лихорадки Западного Нила. // Морфология. - Санкт-Петербург.-2008.-№4.-С.88. (соавт. Писарев В.Б., Бутенко А.М. Смирнов А.В., Хуторецкая Н.В., Шмидт М.В., Быхалов Л.С., Кириченко Л.Н.).

12. Ультраструктурные изменения в нейронах гипоталамуса при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила. // 66 научно-практическая конференция молодых ученых и студентов с международным участием.-Волгоград,-2008.-С. 125-127. (соавт. Глубокая Е.И.).

13. Структурные изменения в нейронах гипоталамуса при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила // Вестник Волгоградского гос. мед. ун-та.-2009.-№2(30)-С. 74-76. (Журнал перечня ВАК). (соавт. Смирнов А.В., Шмидт М.В., Бутенко А.М., Хуторецкая Н.В., Ларичев В.Ф.).

Размещено на Allbest.ru