Morfologiske egenskaber og morfometri af rotters nyrer under påvirkning af eksperimentel mild traumatisk hjerneskade

edmund.chen@wecistanche.com

INTRODUKTION

Traumatisk hjerneskade (TBI) er et af de vigtigste problemer i moderne medicin, som spiller en stor rolle i befolkningens sygelighed og dødelighed selv i de mest økonomisk udviklede lande [3, 7, 8, 10, 11, 20, 23, 25, 26]. Dette medicinske problem er multidisciplinært inden for praktisk og eksperimentel medicin og biologi, som udover medicinsk har en vigtig social betydning i betragtning af den unge alder af traumatiserede patienter og de betydelige omkostninger ved deres behandling [9, 24]. Traumatisk hjerneskade har en global effekt på kroppen, hvilket forårsager en generel adaptiv reaktion, som manifesteres af et kompleks af patofysiologiske og patomorfologiske ændringer ikke kun i området for direkte mekanisk skade, men også i forskellige organer og systemer i kroppen, især inyrer[4, 5]. I øjeblikket er der en lille mængde eksperimentel forskning, der ville afsløre indholdet af morfologiske lidelser i de indre organer hos pubescente og umodne rotter på grund af TBI, især i den fremskredne periode. Hvad angår den pædiatriske TBI, er det kendt, at et karakteristisk træk ved dynamikken og det kliniske billede af TBI hos børn er påvirkningen af ​​en traumatisk faktor på hjernen, hvis vækst og udvikling endnu ikke er afsluttet [6]. Derudover bør intensiteten af ​​metaboliske processer, lav tolerance over for blodtab, hypoxi og hypotension, forekomst af generaliserede reaktioner over lokale, høje kompensatoriske muligheder med en hurtig overgang til dekompensation, tages i betragtning i tilfælde af TBI hos børn [22 ]. Dette er grunden til, at TBI'er af selv mild sværhedsgrad forårsaget i barndommen ikke forsvinder sporløst. Det har vist sig, at ved svær TBI, især i dens akutte periode, lever ogNyresvigt er blandt de mest almindelige lidelser, samt individuelle lidelser i koronarkar og myokardium [15]. Ekstrakranielle komplikationer, herunder akuttenyreskade,har stor indflydelse på at bestemme udfaldet af alvorlig hovedskade [2, 12, 13, 17, 19] og kan bidrage til morbiditet og dødelighed. Der er imidlertid hverken en klar forståelse af patogenesen af ​​sådanne virkninger eller eksperimentelt arbejde, der ville bekræfte eller afkræfte antagelsen om morfologiske ændringer inyre, som et resultat af TBI, især - mild TBI. Formålet med denne undersøgelse var at afsløre indholdet af indre organers morfologi, isærnyrer, hos rotter ramt af TBI af mild sværhedsgrad med særlig fokus på pubescente rotter. Således var den første fase af denne undersøgelse at undersøge sådanne ændringer hos pubescente rotter umiddelbart efter skaden og i den mere fremskredne periode efter skaden.

Nøgleord:traumatisk hjerneskade, nyre, rotte, nefron, nyre

CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE/NYRESVIGT

MATERIALER OG METODER

Undersøgelsen blev udført på 70 voksne hvide rotter i alderen 3 måneder med en kropsvægt på 180-230 g. Alle dyr blev opdelt i to grupper: 1 — raske dyr (kontrolgruppe, 10 dyr), 2 — dyr med simuleret mekanisk TBI af mild sværhedsgrad (60 dyr). Dyr i gruppe 2 blev fjernet fra forsøget på dag 1, 3, 5, 7, 14 og 21 efter TBI-modelleringen (10 dyr hver dag). Rotter blev holdt på en standard laboratoriefoder med fri ubegrænset adgang til vand ved Odessa National Medical Universitys vivarium. Alle forsøg blev udført i overensstemmelse med bestemmelserne i den europæiske konvention om beskyttelse af hvirveldyr, der anvendes til forskning og andre videnskabelige formål (Strasbourg, 18.03.1986), Europarådets direktiv 86/609/ EEC (1986), resolutioner fra den første nationale kongres om bioetik (Kiev, 2001) og Ukraines sundhedsministeriums bekendtgørelse nr. 690 (Kiev, 23.09.2009). Alle faser af eksperimenterne blev godkendt af ONMEDU Bioethics Commission (protokollen nr. 109-A, 4.11. 2016). Mild TBI blev påført ved at bruge Impact-Acceleration Model, et frit vægtfald på det parieto-occipitale område ifølge Meretskyi [16]. Gengivelse af TBI Der blev brugt et vertikalt monteret stativ i metalstyrerør med en indvendig diameter på 1 mm og en højde på 65 cm. Røret tjente som en guide for en frit bevægelig vægt indeni. Sidstnævnte repræsenterede en cirkulær metalstang, hvortil en massiv gummistrimmel 3 mm tyk og 0,5 cm 2 i areal var limet til den nederste ende. Stativstativet var også limet med en robust gummipakning. Ved hjælp af let æterbedøvelse blev dyrene anbragt under røret, så hovedet var tydeligt under åbningen og fikseret af forsøgslederen. Derefter udførte traktoren et frit fald med et efterfølgende slag mod dyrets kranium. Således var anslagscentret tydeligt på den sagittale linje fremad 3-5 mm fra den intraurikulære linje. Til reproduktion af TBI af en mild sværhedsgrad hos modne rotter blev der brugt en 34,5 g traktor, som producerede slagenergi på 0,220 J. Dyrene blev fjernet fra forsøget ved en overdosis æterbedøvelse, hvorefternyreprøver blev forberedt og opnået til yderligere histologisk undersøgelse. Histologiske objektglas blev farvet med hæmatoxylin og eosin og Mallorys trichrom, undersøgt og fotograferet ved hjælp af Leica-DMLS-mikroskopet, mens alle målingerne blev udført med ImageJ-softwaren (ver.1.51j8).

Statistisk analyseDe opnåede resultater blev testet for normaliteten af ​​distribution med Shapiro-Wilk test. Alle data blev præsenteret som M ± SD, hvor "M" står for gennemsnit og "SD" for standardafvigelse. Forskellene mellem grupperne blev analyseret ved hjælp af variansanalyse (ANOVA) med Tukeys post-hoc test. Forskellene viste sig at være statistisk signifikante med p-værdien < 0.05.="" al="" statistisk="" beregning="" blev="" udført="" med="" rstudio-softwaren="" (ver.="">

RESULTATER

Efter TBI-modelleringen blev der ikke registreret nogen dødsulykker, adfærds- eller kostændringer hos dyrene. På den 1. dag efter den påførte eksperimentelle skade blev der observeret hyperæmi af de tubulære kapillærer med stase af erytrocytter i deres lumen i alle undersøgte histologiske prøver. Middeldiameteren steg op til 6,75 ± 1,98 µm (indeks for kontrolgruppen 4,60 ± 1,72 µm, p < 0.001;="" fig.="" 1),="" mens="" diameteren="" af="" ​​de="" udvidede="" afferente="" arterioler="" var="" i="" området="" 10-15="" µm.="" nogle="" vener="" blev="" udvidet="" med="" stasis="" af="" erytrocytter="" i="" deres="" lumen="" med="" 40-60="" µm="" i="" diameter.="" erythrocytisk="" stase="" blev="" også="" observeret="" i="" lumen="" af="" ​​de="" mellemstore="" arterier.="" nephron="" glomeruli="" blev="" fragmenteret,="" og="" deres="" diameter="" forbliver="" i="" området="" for="" kontrolgruppeværdien="" såvel="" som="" kapseldiameteren="" (tabel="" 1,="" 2).="" kapillærer="" af="" glomeruli="" var="" indsnævret="" til="" 2,44="" µm="" og="" udvidet="" -="" med="" den="" maksimale="" værdi="" op="" til="" 9,91="" µm="" i="" modsætning="" til="" kontrolgruppen,="" hvor="" den="" maksimale="" værdi="" forblev="" på="" 7,80="" µm.="" middelværdien="" var="" 5,25="" ±="" 1,51="" µm="" (fig.="" 2),="" hvilket="" er="" signifikant="" højere="" end="" for="" kontrolgruppen="" (p="">< 0,05).="" på="" eksperimentets="" 3.="" dag="" fortsatte="" dilatationen="" af="" ​​de="" rørformede="" kapillærer="" med="" erytrocytisk="" stase="" i="" deres="" lumen="" i="" alle="" prøverne.="" deres="" diameter="" i="" visse="" områder="" var="" op="" til="" 12,12="" µm="" med="" middelværdien="" på="" 6,43="" ±="" 1,98="" µm,="" diameteren="" af="" ​​glomerulære="" kapillærer="" steg="" også="" (tabel="" 3).="" erytrocytisk="" stase="" blev="" observeret="" i="" venerne="" af="" alle="" kaliber="" med="" deres="" dilatation="" i="" separate="" områder,="" der="" nåede="" op="" på="" 40-50="" µm.="" dette="" var="" især="" tilfældet="" for="" området="" mellem="" det="" kortikale="" lag="" og="" det="" medullære="" område.="" dilatation="" af="" vasa="" recta="" blev="" også="" observeret="" med="" en="" diameter="" på="" op="" til="" 12-15="" µm="" med="" erytrocytisk="" stase="" i="" deres="" lumen.="" på="" den="" 5.="" og="" 7.="" dag="" af="">nyreblodlegemer af forskellig størrelse blev observeret i størstedelen af ​​de undersøgte prøver. Diameteren af ​​glomerulus på den 5. dag var 76,85 ± 15,19 µm og 77,78 ± ± 15,31 µm på den 7. dag. Diameteren af ​​kapslen pånyrecorpuscle havde også nået sin maksimale værdi - 93,07 ± 14,76 µm på den 5. dag og 94,06 ± 14,82 µm på den 7. dag. Diameteren på

de rørformede kapillærer og kapillærer af nefron glomeruli havde nået deres maksimum under hele forsøget på den 7. dag (fig. 1, 2, tabel 3, 4). Dette skyldtes overvejende dilatation af de kortikale kapillærer, der var tæt pånyrekapsel, mens diameteren af ​​nogle kapillærer var 15,46 µm. Nogle steder,nyreblodlegemer blev delvist ødelagt, og der var en udvidelse af rummet mellem glomeruli og kapslen. Små arterier var hovedsageligt overbelastede med aggregerede erytrocytter (slam). Perivaskulært rum viste imprægnering af blodcellerne og massive lymfocytiske infiltrater med perivaskulær blødning i nogle områder (fig. 3). Nyremarven viste områderne med tegn pånyreinfarkt og ødelæggelse af de proksimale og distale tubuli. Et af de karakteristiske træk ved denne periode var dilatation af de buede vener med blodstasen i deres lumen, hvis diameter nåede 50-80 µm.

På de 14. –21. dage efter TBI er de sklerotiske forandringer afnyreblodlegemer blev observeret fokalt (fig. 4) såvel som de massive perivaskulære infiltrater og indledende tegn på sklerosering af perivaskulærrum inyremedulla (fig. 5). Infiltrater blev observeret i alle prøver, mens tegn på sclerose blev påvist hos 6 dyr. Detnyrekorpuskler fokalt blev fragmenteret med infiltrater, der tog deres plads og tegn på dannelse af bindevævet (fig. 4, 6). Karrenes lumen, især venerne, var fyldt med de røde blodlegemer, der lejlighedsvis klæber til deres intima. Diameteren af ​​kapillærer og størrelsen af ​​glomeruli havde en tendens til at falde, selvom alle deres værdier forblev signifikant større end kontrolgruppens. Venøs dilatation og aggregering af blodceller kom især til udtryk i området mellemnyrecortex og medulla på samme måde som de foregående perioder.

DISKUSSION

Ifølge forskningslitteraturen viser de dysfunktionelle lidelser forårsaget af en kraftig kraniocerebral skade sig i form af den akuttenyreinsufficiens, der udvikler sig som følge af diencephalic-catabolic syndrome [4, 5]. I klinisk behandling af patienter med svær TBI beskrives dyscirkulatoriske funktionsændringer i form af spasmer i arterierne, arterioler og venøs overflod og diapedetiske blødninger. I fremtiden fører dette til metaboliske, dystrofiske og nekrotiske ændringer. Det første kliniske tegn på dette er udseendet af røde blodlegemer, proteiner og cylindre i urinen.

Udløsermekanismen for det kunne højst sandsynligt være et massivt adrenalinsus i blodbanen med efterfølgende spasmer i mikrocirkulationssengen, der fører til den akutte levernyreinsufficiens. Men sådanne komplikationer forklares ikke kun af stress, men også af aktiveringen af ​​cytokinsystemet som reaktion på hjerneskade, der fører til en systemisk inflammatorisk respons [14, 18]. På grund af en langvarig spasmer og påvirkning af katekolaminer begyndte tegnene på hypoxisk beskadigelse af det vaskulære endotel at udvikle sig sammen med dannelsen af ​​slam og tromber, øget endotelpermeabilitet og ekspression af endoteladhæsionsmolekyler [18], som i de længere perioder af forsøget førte til infarkt afnyreparenkym, ødelæggelse afnyreblodlegemer, dannelse af sklerotiske forandringer og udvikling af kroniskenyreinsufficiens. De centrale dysreguleringsmekanismer efter hjerneskade kunne bidrage til udvikling og progression af ekstracerebrale organdysfunktion ved at fremme systemisk inflammation, der kan forårsage medicinske komplikationer.

CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE/NYREFUKTION

Mikroskopiske undersøgelser afnyreri den første time efter den kraftige TBI viste absolut dyscirkulatoriske forandringer manifesteret ved spasmer af kar, overbelastning og områder af diapedese-blødningerne på grænsen mellemnyrecortex og medulla [1, 15]. På den 3. dag efter skaden kompliceres patomorfologiske processer af de dystrofiske og nekrotiske processer med manifestation af den iskæmiske nekrose af det tubulære epitel og det interstitielle ødem med uorganisering af bindevævet [1, 15]. I tilfælde af den svære TBI blev der observeret dyscirkulatoriske ændringer i leveren, myokardiet ognyrer.De blev ledsaget af iskæmi, overbelastning, makrofagal og lymfocytisk infiltration med dilatation af karrene af forskellige kaliber, som i den længere periode efter TBI (5. dag) blev kompliceret af de patomorfologiske processer i form af dystrofiske og nekrotiske ændringer i alle organer [15, 21].

I løbet af denne undersøgelse er følgende mønster i udviklingen af ​​patologiske forandringer hos rotternenyrer rsom følge af den milde TBI blev fundet: på de 1.-3. dage blev der observeret udvikling af hovedsagelig dyscirkulatoriske forandringer, manifesteret ved spasmer af arterioler, udvidelse af kapillærer og venøst ​​leje; på de 5. – 7. dage vokser de dyscirkulatoriske forandringer og er ledsaget af områderne med ødelæggelse af de snoede tubuli ognyreblodlegemer. Sådanne ændringer sammen med overbelastning og områder med diapedesis og perivaskulær blødning manifesteres bedst mellem cortex og medulla og i områder tæt pånyrekapsel. Disse patologiske ændringer kan forklare forstyrrelserne i filtrationsprocesserne og urinreabsorptionen og er typiske for det akutte stadium.nyresvigt; på de 14. – 21. dage falder intensiteten af ​​de dyscirkulatoriske og destruktive forandringer, selvom der er indikationer på fokal perivaskulær sklerose, perivaskulær infiltrater og indikationer på sklerose hos noglenyreblodlegemer. I forbindelse med den kliniske anvendelse af resultaterne af eksperimentelle undersøgelser af virkningerne af TBI på rotter, skal det bemærkes, at en rottesnyrestrukturelt og funktionelt har ligheder med mennesketnyre. Mindre forskelle er hovedsageligt på det makrostrukturelle niveau; rottennyre,i modsætning til mennesker, indeholder en pyramide. Strukturen af ​​det vaskulære gitter er også forskellig. Men nefron struktur, hierarki afnyrelag, og deres funktion ligner dem, der findes hos mennesker. Denne lighed giver os mulighed for at lave antagelser om ligheden mellem patologiske ændringer forårsaget af TBI. Begrænsningen af ​​fuldstændige konklusioner fra resultaterne af dette arbejde er dets udelukkende morfologiske karakter. For en fuldstændig og omfangsrig konklusion skal de fysiologiske aspekter af disse ændringer også undersøges for at evaluere en mulig strategi for behandling og forebyggelse af urinvejskomplikationer fra TBI. Imidlertid kan den sikre konklusion for klinikerne være, at opmærksomhed ikke kun er nødvendig for patienter med svær TBI, men også dem med lettere hovedskader. Især hvis mild TBI er en del af polytraumet, eller hvis sådanne patienter har samtidignyrepatologi.

CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE-/NYRESYGDOMME

KONKLUSIONER

Sammenfattende data fra disse eksperimenter og i betragtning af de relevante rapporter indeholdt i forskningslitteraturen er det rimeligt at konkludere, at der er en klar afhængighed af udviklingsdynamikken og bemærkelsesværdig grad af patologiske ændringer inyrerom sværhedsgraden af ​​TBI. I tilfælde af en mild TBI er de største ændringer i rotternesnyreropstår på 5. – 7. dage efter skaden, som har en konsekvent tendens til at falde derefter. Men morfologiske ændringer i form af en perivaskulær sklerose og fokale ændringer inyreblodlegemer viser tegn på en mulig udvikling af en kronisknyresvigtselv efter en mild TBI.