CC BY
6
Актуальн проблеми сучасно! медицини
УДК 616-092;616-001;611.08;615.036
ТРАВМАТИЧНЕ УШКОДЖЕННЯ МОЗКУ ЗА УМОВ ЕКСПЕРИМЕНТУ: ХАРАКТЕРИСТИКА М0ДЕЛ1
Щербаков Т.В., Мироненко Т.В.
Луганський державний медичний уыверситет
Наведет дат експерименталъних досл{дженъ з вивчення особливостей модел{ мехатчног черепно-мозковг травми (ЧМТ). При цъому вивчали динамту змти руховог активност{, виражетстъ емоцшног, агресивног та стереотипног поведтки. Показано, що за вказаних умов у щур{в в1дбу-ваетъся виражена змта досл{джуваних титв поведтки протягом 35 д{б тслятравматичного перюду, яка характеризуешься зменшенням показнитв горизонталъног та вертикалъног руховог активност{ щур{в в тест{ «в{дкрите поле», пригтченням емоцшног та стереотипног поведтки. За досл{дних умов спричиняетъся тдсилення вираженост{ агресивно-захисног поведтки. Окр{м цъого, було виявлено розвиток спонтанних судом в тварин упродовж тслятравматичного перюду. Робитъся висновок про те, що моделъ мехатчног ЧМТ за виявленими поведтковими по-рушеннями е адекватною в{дпов{дному кл{тчному стану, за умов яког в подалъшому дощлъно досл{дувати патоф{зюлог{чн мехатзми розвитку вказаног патологи з метою розробки компле-ксних метод{в патогенетично обгрунтованого лтування траматичного ураження мозку або профшактики тдукованого ЧМТ судомного синдрому.
Ключов1 слова: черепно-мозкова травма, рухова активнють, емоцмна поведЫка, агресивна поведЫка, спонтаны судоми, пато-фЬюлопчж мехаызми.
дослщи повинш бути проведен! ¡з застосуванням адекватно!' модел1 ЧМТ [13]. Метою роботи було дослщження адекватносп експериментальноТ модел1 травматично'! ЧМТ вщповщному ключному стану.
Вступ
Проблема травматизму за останш роки набула соц1ально1 значущосп, що обумовлено перева-жним ураженням оаб працездатного вку - вщ 20 до 49 рош [1-5]. За даними ВООЗ, впродовж останшх 20 рош показники смертносл через травматизм у свт займають трете мюце та перше - серед оаб молодого вку [6]. В загальнш структур! травматизму найчаопше уражуеться череп та головний мозок [7]. Черепно-мозкова травма (ЧМТ) е одним ¡з найчаопших уражень головного мозку. Щор1чно в свт вщ ЧМТ гине 1,5 млн оаб, ¡нвалщами стають 2,4 млн [3, 5, 6, 8]. Ураження головного мозку е одними ¡з голо-вних причин смертнооп та ¡нвалщ1заци населения Укра'ши. Висок1 статистичы показники черепно-мозгового травматизму [1-3], висока леталь-нють та показники ¡нвалщ1заци постраждалих [2, 6, 9], суттеве зростання випадш нейротравми [7, 10, 11], змша соц1ального складу постраждалих та невт1шы дан1 довгострокових прогноз1в надають проблем! травматизму прюритетного значения [1, 4, 12]. Отже, актуальними постають завдання пщвищення ефективносп надання спец1ал1зовано1 медичноТ допомоги патентам ¡з ЧМТ, для чого необхщними е першочергов1 фун-даментальш дослщження, спрямоваш на вивчення патоф1зюлопчних мехашзм1в розвитку травматичного ушкодження мозку. Небезпечни-ми при цьому едва чинники: безпосередня ЧМТ, а також ¡ндуковаш нею комплексы патоф1зюлоп-чш, морфолопчш та патох1м1чы процеси, як1 в головному мозку та в оргаызм1 в цтому спричи-няють розвиток дизрегуляторних процеав в ЦНС [6, 7, 9, 11, 12]. Зважаючи на це, актуальним за-вданням постае експериментальне дослщження патоф1зюлопчних мехаызм1в ЧМТ з розробкою на пщстав1 виявлених даних нових вдосконале-них схем та метод1в лкування вказаноТ патологи. Виходячи ¡з загальнотеоретичних положень, так1
Матер1ал та методи дослщження.
Дослщи були проведен! за умов хрошчного експерименту на щурах-самцях лшп Вютар ма-сою вщ 170 до 220 г. Щур1в мютили у стацюнар-них умовах з природ ною 12-год змшою св1тла та темряви, волопстю 60% \ температурою 22+1 °С. 3 експериментальними тваринами працювали дотримуючись загальноприйнятих вимог по проведению лабораторних та ¡нших дослав з учас-тю тварин. За 3 доби до початку дослав тварин утримували в пластикових експериментальних боксах з метою якомога скор1шоТ адаптаци та починали привчати до рук дослщнимв [14]. Те-пер1шню роботу було ухвалено ком1аею ЛДМУ з бюетики проведения еспериментальних дослн джень.
ЧМТ у щур1в вщтворювали шляхом впливу па-даючого груза масою 50 гз висоти 50 см на по-тилично-т1м'яну частину черепа щура, якого в умовах еф1рного рауш-наркозу фксували таким чином, що траектор1я падшня вантажу була перпендикулярною до поверхы черепа тварини [15]. Ударна площина при цьому становила приблиз-но 3,5 см2. Пюля цього тварин дослщжували впродовж 60 д1б, причому протягом перших 28 д1б ретельно дослщжували поведшку щур1в. Ру-хову та дослщницьку активнють тварин оцшю-вали в тесп "вщкритого поля", визначаючи кть-к1сть перес1чених квадрат1в, утримань вертика-льних ст1йок та зазирань в отвори у пщлоз1 [16]. Оцшювали також наявн1сть стереотипних ком-понент1в повед1нки [17]. Виражен1сть агресивно-захисноТ повед1нки (АЗП) визначали за характером поведшковоТ в1дпов1д1 щур1в при намаганш
* Робота виконана в межах НДР кафедри неврологи Луганського державного медичного ун1верситету "Динамжа нейрове-гетативних розлад^в у ликвидаторе насл^дтв аварн на ЧАЕС в резидуальному пер1одГ (№ держреестрацИ' 0106У001145.
В1СНИК Украгнсъког медичног стожатологЬчног академш
взяти IX у долош та виражали в балах за шкалою, що було запропоновано в робот! [18]. У щур1в реестрували розвиток спонтанних судом, оцшюючи IX ¡нтенсивнють та латентний перюд виникнення. Контрольш дослщи проводили з ви-користанням ложнотравмованих щур1в. Вказаш вище типи поведшку тварин реестрували через 1, 7, 14, 21, 28 та 35 д1б з моменту вщтворення ЧМТ з послщуючим анал1зом та оцшкою поведн нки кожного щура.
Отримаш дан1 обчислювали статистично ¡з за-стосуванням параметричних та непараметрич-них критерпв. Р<0.05 обирали як критерш в1роп-дностк
Результати та 1х обговорення
Псевдотравмоваш щури переакали в серед-ньому 20-24 квадрати, демонстрували в серед-
Вплив ЧМТ на динамку зм
ньому 4-5 вертикальних стшок та 2-3 рази зази-рали до отвор1в в пщлоз1 «вщкритого поля» впродовж 2 хв. У тварин, як1 перенесли ЧМТ, через 1 добу з моменту и нанесення вщзначалося бтьш ыж дворазове зниження числа переаче-них квадрат1в пор1вняно з групою контролю (Р<0,001) (таблиця 1). За таких умов вщзнача-еться також триразове зменшення числа вертикальних стшок та чотириразове зменшення числа зазирань до отвор1в в пщлоз1 «вщкритого поля» пор1вняно з аналопчними даними в контро-льних дослщах (Р<0,001). В таблиц! 1 можна простежити, що суттеве зменшення руховоТ горизонтально! та вертикально! активносп у щур1в пюля мехаычноТ ЧМТ тривало впродовж 35 д1б вщ моменту и нанесення (Р<0,05).
Таблиця
показнишв руховоТ активности щур1в в тест! «в1дкрите поле»
Групи тварин Число переснених квадрата Число вертикальних ст1-йок Число зазирань у отвори пщлоги
1-а доба п/сля ЧМТ
Контроль, п=9 22.2±2.4 4.5±0.6 2.24±0.23
ЧМТ, п=15 8.8±1.5*** 1.5±0.3*** 0.50±0.05***
7-а доба теля ЧМТ
Контроль, п=9 20.9±3.4 3.9±0.6 3.02±0.38
ЧМТ, п=15 8.7±1.4*** 1.2±0.3*** 0.60±0.06***
14-а доба п'юля ЧМТ
Контроль, п=9 21.8±2.7 3.8±0.5 2.86±0.34
ЧМТ, п=14 9.4±1.4** 1.1 ±0.2*** 0.57±0.07***
21-а доба теля ЧМТ
Контроль, п=9 20.8±3.1 3.9±0.4 2.96±0.27
ЧМТ, п=14 9.9±1.4** 1.0±0.2*** 0.88±0.09***
28-а доба шспя ЧМТ
Контроль, п=9 20.9±3.1 3.9±0.7 3.03±0.41
ЧМТ, п=14 10.3±1.4** 1.4±0.5** 1.18+0.12***
35-а доба теля ЧМТ
Контроль, п=9 21.3±2.4 4.0±0.4 3.00±0.40
ЧМТ, п=14 12.6±1.4** 1.7±0.6* 1.48±0.12**
Примаки: * - Р<0.05, ** - Р<0.01 \ *** - Р<0.001- в1ропды розе нотравмованих щур1в (статистичний критерш АЫОУА).
Через 1 добу пюля нанесення мехашчноТ ЧМТ в щур1в в 3 та 2. 5 рази зменшилися показники грумшга (стереотипна поведшка) та дефекацп пор1вняно з вщповщними даними в контрольних спостереженнях (Р<0,01; Рис. 1). В подальшому суттев1 розб1жност1 дослщжуваних показниш емоцшноТ поведшки в травмованих щур1в зберн глися до 21 доби дослщу (Р<0,01), пюля чого суттевоТ в1рогщносп до кшця спостережень (до 35 доби) набували лише показники грумшга (Р<0,05).
Травмоваш щури демонстрували також розла-ди АОП - вже за 24 години з моменту вщтво-рення ЧМТ вираженють АЗП в них дор1внювала 4 балам , що значно перевищувало вщповщы контрольш показники (Р<0,05; Рис. 2). Щури аг-ресивно реагували на наближаючи долоню до-слщника та намагалися вкусити впродовж 21 доби пюля нанесення ЧМТ (Р<0,05), пюля чого показники IX АЗП не вщр1знялися вщ тако'Г в контрольних спостереженнях.
\ дослщжуваного показника поршняно з вщповщними у лож-
Рис. 1. Вплив ЧМТ на динамку змЫи показниив емоцшноТ поведЫки в щур1в.
Позначення: за вюсю абсцис - доби з моменту вщтворення ЧМТ. За вюсю ординат - абсолюты дан1, вираженють дослщжуваних показниив
Примаки: * - Р<0.05 \ ** - Р<0.01 - в1рогщж розб1жност1 дослщжуваного показника пороняно з вщповщними до вщтворення ЧМТ (статистичний критерм АЫОУА).
Актуальт проблеми сучасно! медицини
/
I-Í----Is-
/
N
Рис. 2. Вплив ЧМТ на динамку змЫи показниив агресивно-захисноТ поведЫки в щурщ.
Позначення: за вюсю абсцис - доби з моменту вщтворення ЧМТ.
За вюсю ординат - абсолюты даы, вираженють дослщжуваних показниив
Примаки: * - P<0.05 - BiporiflHi розб1жност1 дослщжуваного показника пороняно з вщповщними до вщтворення ЧМТ (статистичний критерм ANOVA).
Через 52-57 fli6 в середньому у 6 щур1в ¡з 32 були зареестроваш спонтаны кпошчш скорочен-ня м'яз1в передых та задшх кшц1вок, як1 за зага-льноприйнятою шкалою оцшки судом прир1вню-ються до судом ¡нтенсивнютю в 2 бали. Спон-таны судоми мали тривалють в середньому не бтьше 70-90 сек, етзоди Т'х виникнення варш-вали в1д 1 у 1 щура до 4-5 на добу - в решт1 щу-piB. Загалом ми реестрували спонтанш судоми в щур1в впритул до 64 доби пюля вщтворення ме-хаычноТ ЧМТ.
Таким чином, проведен! дослщження та отри-ман1 дан1 свщчать про те, що у щур1в пюля нанесення im мехашчноТ травми до потилично-т1м'яноТ дтянки розвився комплекс поведшкових порушень, як1 проявлялися наступним чином. В щур1в вщзначалося суттеве зменшення показни-KiB вертикально! та горизонтально! руховоТ активное^ в тест1 «вщкрите поле». В щур1в ¡з ЧМТ суттево пригшчувалася емоцшна поведшка, а також зростала вираженють АЗП. Bei дослщжу-ван1 порушення поведшки тривали впродовж як-найменше 35 д1б, що е нагадуе аналопчний клн шчний стан. Окр1м цього, важпивою вщзнакою ми вважаемо факт розвитку спонтанних судом в щур1в через 52-57 д1б пюля нанесення травматичного ушкодження головного мозку. Слщ за-значити, що отримаш дат узгоджуються з вщповщними кп1н1чними результатами, що св1дчить про високу кл1н1чну адекватн1сть обраноТ нами модел1 ЧМТ. 1ншою позитивною рисою на ко-ристь експериментальною модел1 ЧМТ, яку ми обрали, е незначна летальн1сть, яка за наших умов становила 3%.
Висновки
1. У щур1в п1сля механ1чно'| ЧМТ розвиваеться комплекс повед1нкових порушень, як1 характери-зуються принаймн1 зменшенням показниюв горизонтально! та вертикально! руховоТ активносп щур1в в тест1 «вщкрите поле», пригн1ченням
емоц1йноТта стереотипноТ поведшки.
2. За досл1дних умов спричиняеться п1дсилен-ня вираженост1 агресивно-захисноТ поведшки.
3. Bei виявлеы порушення поведшки тривали впродовж якнайменше 35 fli6.
4. В щур1в протягом посттравматичного nepi-оду розвиваються спонтанн1 вщетрочеш судоми.
5. Модель механ1чноТ ЧМТ за летальнютю тварин та виявленими повед1нковими порушеннями е адекватною вщповщному кл1н1чному стану, за умов якоТ в подальшому доц1льно дослщувати патоф1з1олог1чн1 механ1зми розвитку вказаноТ патологи з метою розробки комплексних метод1в патогенетично обгрунтованого л1кування трама-тичного ураження мозку або профтактики ¡нду-кованого ЧМТ судомного синдрому.
Л1тература
1. Курако Ю.Л. Легкая закрытая черепно-мозговая травма / Ю.Л.Курако, В.В. Букина. -Киев : Здоров'я, 1989. - 136 с.
2. Лихтерман Л.Б. Клиническая кпасификация и концептуальные подходы к лечению последствий ЧМТ / Л.Б. Лихтерман, А.А. Потапов, А.Д. Кравчук [и др.] // Журн. вопр. нейрохир. - 1999. - №3. - С. 3-6.
3. Макаров А.Ю. Последствия ЧМТ и их классификация / А.Ю. Макаров // Неврол. журн. - 2001. - Т.6, №2. - С. 3842.
4. Никифоров А.С. Клиническая неврология / А.С. Никифоров, А.Н. Коновалов, Е.И. Гусев. - [Учебник. В 3 томах]. -T.II. - М. : Медицина, 2002. — 792 с.
5. Bullock R. Head injuries-surgical management: Traumatic intracranial hematomas / R. Bullock, G.M. Teasdale // R. Bra-akman (Ed.) Vinken and Bruyn's Handbook of Clinical Neurology, Head Injury. - Vol. 24. - Amsterdam : Elsevier, 1991.
- P. 249-298.
6. Карахан В.Б. Травматические поражения центральной нервной системы / В.Б. Карахан, В.В. Крылов, В.В. Лебедев // Н.Н.Яхно, Д.Р.Штульман (ред.) Болезни нервной системы. - М. : Медицина, 2001. - 744 с.
7. Курако Ю.Л. Морфофункциональные соотношения в патогенезе сотрясения головного мозга / Ю.Л. Курако, В.В. Букина, А.В. Перькова // Неврология и психиатрия. - Киев : Здоров'я, 1989. - С. 9-11.
8. Mcintosh T.K. Novel pharmacologic therapies in the treatment of experimental traumatic brain injury: a review / T.K. Mcintosh // J. Neurotrauma. - 1993. - Vol.10. - P. 215-261.
9. Мякотных B.C. Клинические, патофизиологические и морфологические аспекты отдаленного периода закрытой ЧМТ / B.C. Мякотных, Н.З. Тачанкина, Т.А. Боровкова // Журн. неврол. психиатр. им. Корсакова. - 2002. - Т.102, №4. - С. 61-65.
10. Babb T.L. Metabolic, morphologic and electrophysiologic profiles of human temporal lobe foci: An attempt at correlation / T.L. Babb // Adv. Exp. Med. Biol. - 1986. - Vol.203. -P. 115-125.
11. Gaetz M. The neurophysiology if brain injury / M. Gaetz // Clin. Neurophysiol. - 2004. - Vol.115. - P. 4-18.
12. Травматическая болезнь /Под ред. И.И. Дерябина, О.С. Насонкина - Л. : Медицна, 1987. - 304 с.
13. Morales D.M. Experimental models of traumatic brain injury: Do we really need to build a beter mousetrap? / D.M. Morales, N. Marklund, D. Lebold [et al.] // Neurosci. - 2005.
- Vol.136. - P. 971-989.
14. Буреш Я. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения / Я. Буреш, О. Бурешова, Д. Хьюстон. - М. : Высшая школа, 1991. - 400 с.
15. Finnie J. Animal models of traumatic brain injury: a review / J. Finnie // Aust. Vet. J. - 2001. - Vol.79, N9. - P. 628-633.
16. Александрова Ж.Г. Индивидуальные особенности поведения, обучения и адаптации крыс к экстремальным воздействиям / Ж.Г. Александрова, Н.Б. Суворов, Ю.Н.
4
7
14
21
28
35
BtCHHK Украгнсъког медичног стожатологЬчног академш
UlanMH [m flp.j // 0M3Mon. w. CCCP - 1984. - T.70, №9. - C. 1294-1300.
17. Ree J.M. Behavioral approach to the study of the brain / J.M. Ree, D. de Weid // Duscuss. Neurol. - 1988. - Vol.5, N1. -P. 1-60.
18. Post R.M. The effect of amygdala kindling on spontaneous and cocaine-induced motor activity and lidocaine seizures / R.M. Post, K.M. Squillace, A. Pert [[et al.] // Psychopharma-col. (Berl). - 1981. - Vol.72, №2. - P. 189-196.
Реферат
ТРАВМАТИЧЕСКОЕ ПОВРЕЖДЕНИЕ МОЗГА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ: ХАРАКТЕРИСТИКА МОДЕЛИ\ Щербаков T.B., Мироненко Т.В.
Ключевые слова: черепно-мозговая травма, двигательная активность, емоциональное поведение, агрессивное поведение, спонтанные судороги, патофизиологические механизмы.
Представлены данные экспериментальных исследований по изучению особенностей модели механической черепно-мозговой травмы (ЧМТ). При этом исследовали динамику изменений двигательной активности, выраженность эмоционального, агрессивного и стереотипного поведения. Показано, что в данных условиях у крыс существенным образом изменяется выраженность исследованных типов поведения в течение 35 дней посттравматического периода, что характеризуется снижением показателей горизонтальной та вертикальной двигательной активности крыс в тесте «открытое поле», угнетением эмоционального и стереотипного поведения. При этом усиливается выраженность агрессивно-оборонительного поведения. Кроме того, в течение посттравматического периода у части крыс было отмечено развитие спонтанных судорог. Авторы делают вывод о том, что модель механической ЧМТ по выявленным нарушениям поведения является адекватной соответствующему клиническому состоянию, в условиях которой в дальнейшем целесообразно исследовать патофизиологические механизмы развития указанной патологии с целью разработки комплексных методов патогенетически обоснованного лечения травматического повреждения мозга или профилактики вызванного ЧМТ судорожного синдрома.
Summary
EXPERIMENTAL BRAIN TRAUMATIC INJURY: CHARACTERISTIC OF MODEL Shcherbakov T.V., Mironenko T.V.
Key words: brain trauma, motor activity, emotional behavior, aggressive behavior, spontaneous seizures, pathophysiological mechanisms.
The paper represents the experimental data referring to the mechanical brain trauma (BT) peculiarities. Motor activity, emotional, aggressive and stereotype behavior dynamic throughout the 35 days of posttraumatic period was studied. It has been shown that under these conditions the rats dramatically changed the intensity of the above mentioned behavioral types for the 35 days of post-traumatic period that characterized by "open field' horizontal and vertical motor activity indexes decrease, both emotional and stereotype behavior suppression. This coincides with the aggressive behavior increase. Moreover during this period some rats demonstrates the occurrence of spontaneous convulsions. The authors have concluded that mechanical BT model is relevant to clinical condition that allows to investigate its pathophysiological mechanisms aiming to elaborate new schemes of pathogenetically proved treatment of brain injuries and the BT-induced spontaneous seizures prevention.
