WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Патоморфологические особенности головного мозга при моделировании алиментарного дефицита магния (экспериментальное исследование)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Евсюков Олег Юрьевич

ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ АЛИМЕНТАРНОГО ДЕФИЦИТА МАГНИЯ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.03.02 патологическая анатомия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Волгоград, 2013

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Государственном бюджетном учреждении «Волгоградский медицинский научный центр»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Смирнов Алексей Владимирович

Официальные оппоненты:

Даниленко Виталий Иванович

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой патологической анатомии Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия имени Н.Н. Бурденко» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Туманов Владимир Павлович

доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры патологической анатомии №2 педиатрического факультета Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, лауреат Государственной премии РФ

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт морфологии человека» РАМН (г. Москва)

Защита диссертации состоится «30» сентября 2013 г. в 10:00 на заседании диссертационного совета Д208.008.01 при Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 400131, г. Волгоград, пл. Павших Борцов, 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Автореферат разослан «___» ______________ 2013 года

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор медицинских наук Н.В. Григорьева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Проблема всестороннего изучения дефицита магния является актуальной, поскольку этот макроэлемент играет ключевую роль в физиологических и патологических процессах в нервной системе [Авцын А.П. и др., 1991; Dachtler J. et al., 2011; Torimitsu K. et al., 2012; Palacios-Prado N. et al., 2013; Sah N., Sikdar S.K., 2013; Xiao G. et al., 2013]. Являясь одним из наиболее распространенных внутриклеточных катионов, магний выступает кофактором различных ферментов и участвует практически во всех видах обмена веществ [Тутельян  В.А. и др., 2002; Скальный  А.В. и др., 2004; Иежица И.Н. и др., 2010; Спасов  А.А. и др., 2011; Maier  J.A. et al., 2006; Kimura  M. et al., 2009; Durlach  J. et al., 2010; Rayssiguier Y. et al., 2010], что объясняет многообразие проявлений нарушения гомеостаза этого катиона.

В последние годы активно изучается роль дефицита магния в процессах повреждения и регенерации нейронов [Trapani V. et al., 2011; Kim H.J. et al., 2013; Taniguchi R. et al., 2013], механизмах нейропластичности и связанных с ними процессов обучения и памяти [Kovas R. et al., 2009; Billard J.-M. et al., 2010; Dachtler J. et al., 2011], патологии сосудистого тонуса [Ferr S. et al., 2010; Maier J.A. et al., 2012; Spasov A.A., Zheltova A.A., Kharitonova M.V., 2012], нервно-мышечной передачи [Tymianski M. et al., 2009; Taniguchi R. et al., 2013], синтеза и секреции нейропептидов головного мозга [Спасов А.А. и др., 2008], модуляции рецепторной активности нейронов и их микроокружения [Sharopov S. et al., 2012].

Снижение содержания магния в организме человека в различных странах, в том числе, и в России [Шилов А.М., 2008], возникающее вследствие ряда заболеваний (хронический алкоголизм, заболевания сердечно-сосудистой, пищеварительной, выделительной и других систем), как результат воздействия экологических, стрессовых факторов, особенностей питания, действия некоторых лекарственных средств, свидетельствует об актуальности изучения повреждения органов при дефиците магния [Петров В.И. и др., 2006; Акарачкова Е.С. и др., 2012; Спасов А.А. и др., 2012; Razzouk L. et al., 2012; Siontis G.C. et al., 2012; Vierling W. et al., 2013].

Дефицит магния является обусловленным снижением внутриклеточного содержания ионов магния синдромом, множество симптомов которого свидетельствуют о полиорганных нарушениях функционального состояния целостного организма среди различных возрастных групп населения [Авцын А.П. и др., 1991; Шилов А.М., 2008]. Недостаток магния создает неблагоприятный преморбидный фон для большого числа нозологий – метаболического синдрома, сахарного диабета, коронарной патологии сердца, атеросклероза и дислипидемий, нефролитиаза [Паньшин Н.Г., 2011; De Lenardis M. et al., 2006; Rayssiguier Y. et al., 2010; Freedman A.M. et al., 2011; Rodan A., 2011], а также широкого круга заболеваний нервной системы (эпилептических и судорожных синдромов, бокового амиотрофического склероза, экстрапирамидных расстройств, депрессии, мигрени и других цефалгий, сосудистых и нейродегенеративных поражений и др.) [Kovas R. et al., 2009; Vink R., Nechifor M., 2011; Pags N. et al., 2012; Yuen A.W., Sander J.W., 2012; Palacios-Prado N. et al., 2013].



Несмотря на определенный прогресс в исследовании основных патогенетических механизмов воздействия дефицита магния, многие аспекты структурных изменений в головном мозгу до сих пор остаются мало изученными [Смирнов А.В. и др., 2012; Taniguchi R. et al., 2013].

Цель исследования охарактеризовать закономерности патоморфологических изменений в различных отделах головного мозга крыс в условиях алиментарного дефицита магния.

Задачи исследования:

1. Изучить качественными и количественными методами патоморфологические изменения в нейронах и нейропиле различных отделов головного мозга крыс с алиментарным дефицитом магния.

2. С помощью иммуногистохимического метода исследования выявить особенности экспрессии белков семейства transient receptor potential melastatin (TRPM6, TRPM7), эндотелиальной и индуцибельной нитрооксидсинтазы в головном мозгу при моделируемом алиментарном дефиците магния.

3. Исследовать ультраструктурные изменения, возникающие в нейронах и нейропиле крупноклеточных ядер гипоталамуса крыс, находящихся в состоянии дефицита магния.

4. Исследовать патоморфологические изменения, возникающие в сосудах микроциркуляторного русла головного мозга крыс, находящихся в состоянии дефицита магния.

Научная новизна исследования.

Впервые с использованием комплекса гистологических и иммуногистохимических методов в сочетании с ультраструктурным исследованием и морфометрической оценкой проведено изучение патоморфологических преобразований в головном мозгу крыс в условиях экспериментального моделирования алиментарного дефицита магния. Показано, что в условиях алиментарного дефицита магния процессы обратимого повреждения нейронов преобладают в крупноклеточных ядрах гипоталамуса, пирамидном слое CA1 и CA3 полей гиппокампа, моторной и соматосенсорной коре полушарий большого мозга, в ретикулярной формации ствола головного мозга, коре полушарий мозжечка.

Впервые при проведении многоуровневого патоморфологического исследования определены структурные особенности патологических процессов, возникающих в головном мозгу в условиях моделируемого дефицита магния. Обратимое повреждение нейронов гипоталамуса, коры полушарий большого мозга, пирамидного слоя гиппокампа, ретикулярной формации, коры полушарий мозжечка сопровождается усилением цитоплазматической экспрессии белков TRPM7, TRPM6, индуцибельной нитрооксидсинтазы и развитием адаптивных реакций с преобладанием в нейронах изменений атрофического характера и снижением уровня экспрессии эндотелиальной нитрооксидсинтазы.

Впервые установлены ведущие ультраструктурные признаки повреждения и репарации в нервных клетках и сосудах микроциркуляторного русла головного мозга в условиях моделируемого алиментарного дефицита магния. Образование резко расширенных цистерн гранулярного эндоплазматического ретикулума сопровождается уменьшением количества рибосом и полирибосом в перикарионах большинства нейронов крупноклеточных ядер гипоталамуса, нарушением структуры аксосоматических и аксодендритических синапсов, а также процессов миелинизации. В эндотелии сосудов микроциркуляторного русла происходит увеличение количества пиноцитозных везикул, которое сопровождается резкими нарушениями со стороны энергетического аппарата клетки и ультраструктуры её ядра на фоне уменьшения уровня экспрессии эндотелиальной нитрооксидсинтазы. Обратимые изменения эндотелия, как правило, сочетаются с разволокнением и локальным истончением базальной мембраны капилляров, периваскулярным отеком и увеличением удельной плотности GFAP-позитивных отростков астроцитов в периваскулярных областях.

Научно-практическая значимость. Результаты исследования существенно уточняют данные патоморфологических особенностей головного мозга при моделировании экспериментального алиментарного дефицита магния. Полученные данные позволяют расширить имеющиеся представления о патоморфогенезе заболеваний и состояний, сопровождающихся дефицитом магния, и могут быть использованы в патологоанатомической практике для разработки принципов и подходов в дифференциальной диагностике дисэлементозов, а также в клинической практике для разработки новых методов патогенетической терапии дефицита магния. Результаты морфометрического и иммуногистохимического исследований могут быть использованы при исследовании морфогенеза врожденных и приобретенных магнийдефицитных состояний, определении патоморфологических критериев для дифференциальной диагностики.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Важнейшей патоморфологической особенностью головного мозга при моделировании алиментарного дефицита магния является нарастание в динамике процессов повреждения, преобладающих в нейронах крупноклеточных ядер гипоталамуса, пирамидного слоя CA1 и CA3 полей гиппокампа, моторной и соматосенсорной зонах коры полушарий большого мозга, ретикулярной формации ствола головного мозга, коры полушарий мозжечка.





2. Изменения экспрессии белков TRPM7, TRPM6, а также индуцибельной и эндотелиальной нитрооксидсинтаз в нейронах и нейропиле гипоталамуса, гиппокампа, коры полушарий большого мозга в условиях дефицита магния в течение 8 и 12 недель свидетельствуют о преобладании процессов альтерации над процессами компенсаторно-приспособительного характера.

3. Обратимые изменения нейронов головного мозга при моделировании алиментарного дефицита магния характеризуются ультраструктурными признаками повреждения митохондрий и аппарата белкового синтеза, сочетаются с развитием процессов атрофического характера на фоне структурных преобразований в сосудах микроциркуляторного русла и увеличения экспрессии белков-транспортеров магния (TRPM6 и TRPM7) в эндотелиоцитах и гладких миоцитах.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на XV, XVI, XVII региональных конференциях молодых исследователей (Волгоград, 2010, 2011, 2012); 69-й, 70-й научно-практических конференциях молодых ученых и студентов с международным участием «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины» (Волгоград, 2011, 2012); 57-й региональной научно-практической конференции профессорско-преподавательского коллектива ВолгГМУ «Инновационные достижения фундаментальных и прикладных исследований в развитии здравоохранения Волгоградской области» (Волгоград, 2010); научно-практической конференции «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической морфологии», посвященной памяти члена-корреспондента РАМН, Заслуженного деятеля науки РФ, д.м.н., профессора В.Б. Писарева (Волгоград, 2010); IV Всероссийском научно-практическом семинаре молодых ученых с международным участием «Современные проблемы медицинской химии. Направленный поиск новых лекарственных средств» (Волгоград, 2012); IV Всероссийской научной конференции «Микроциркуляция в клинической практике» (Москва, 2012); научно-практической конференции «Актуальные вопросы патологической анатомии. Геронтологические аспекты патологических процессов», посвященной 75-летию кафедры патологической анатомии и 100-летию со дня рождения Заслуженного деятеля науки ДагАССР, профессора С.С. Касабьяна (Волгоград, 2012); конференции «Должановские чтения» Научного медицинского общества анатомов, гистологов и эмбриологов Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко (Воронеж, 2012); IV съезде Российского общества патологоанатомов (Белгород, 2013).

По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, из них 3 – 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, д.м.н., профессор А.В. Смирнов) ГБОУ ВПО «ВолгГМУ» Минздрава России (ректор – академик РАМН, Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор В.И. Петров) и в лаборатории морфологии, иммуногистохимии и канцерогенеза ГБУ «Волгоградский медицинский научный центр» (директор – академик РАМН, Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор В.И. Петров).

Полученные данные о патоморфологических изменениях в головном мозгу при моделировании алиментарного дефицита магния используются в диагностической работе Клиники №1 Волгоградского государственного медицинского университета, Государственного казенного учреждения здравоохранения «Волгоградское областное патологоанатомическое бюро» (г. Волгоград), внедрены в учебный процесс на кафедре патологической анатомии ГБОУ ВПО «ВолгГМУ» Минздрава России и научно-исследовательскую работу лаборатории морфологии, иммуногистохимии и канцерогенеза ГБУ «Волгоградский медицинский научный центр».

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, иллюстрирована 47 рисунками. Она состоит из введения, 4 глав (обзор литературы – 1; материал и методы исследования – 2; результаты собственных исследований – 3; обсуждение полученных результатов – 4), выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 222 источников, в том числе, 32 отечественных и 190 зарубежных.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальные исследования*) проводились в соответствии с принципами биоэтики, правилами лабораторной диагностики (GLP), этическими нормами, изложенными в «Международных рекомендациях по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1985) и в соответствии с приказами МЗ РФ №267 от 19.06.2003 г. «Об утверждении правил лабораторной практики» и МЗ СССР №755 от 12.08.1977 г. (заключение этической экспертизы №145-2011 от 11 ноября 2011 г).

В исследованиях использовали 60 половозрелых нелинейных белых крыс-самцов массой 220-260 г. Экспериментальные животные были разделены на 3 группы: группа 1 – контрольные животные (n=15); группа 2 – животные, находящиеся на специальной диете фирмы ICN Biomedical Inc. (Aurora, Ohio, США), рекомендованной для воспроизведения дефицита магния в эксперименте, в течение 8 недель (n=25); группа 3 - животные, находящиеся на специальной диете фирмы ICN Biomedical Inc. (Aurora, Ohio, США) в течение 12 недель (n=20). Интактные животные (1 группа) получали полноценную сбалансированную диету, содержащую 0,84 г MgO (0,5 г элементарного магния) на 1 кг диеты и отстоянную воду (содержание магния 20 мг/л). Животные, у которых моделировали гипомагнезиемию, получали специальную диету фирмы «ICN Biomedicals Inc.» (Aurora, Ohio, США); 3,5% этой диеты составляла полиминеральная смесь AIN-76, с пониженным содержанием ионов магния. При снижении концентрации магния ниже 0,7 ммоль/л в плазме и ниже 1,4 ммоль/л в эритроцитах у животных развивалась гипомагнезиемия средней степени тяжести.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.