ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КУРКУМЫ НА ГИСТОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СЕТЧАТКИ И ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС, ПЕРЕНЕСШИХ ОБОНЯТЕЛЬНУЮ БУЛЬБЭКТОМИЮ

АННОТАЦИЯ

Гистологический анализ сетчатки и головного мозга у обонятельных бульбэктомированных крыс может оказаться весьма информативным для раннего выявления ряда нейродегенеративных заболеваний, сопровождающихся ухудшением памяти. На таких экспериментальных моделях с помощью гистологического анализа сетчатки можно изучать действие различных растительных антиоксидантов на динамику и реабилитацию заболевания.

На основании результатов наших экспериментов проведено сравнение гистологического анализа сетчатки и головного мозга у интактных, контрольных животных и животных, получавших куркуму после бульбэктомии. Полученные гистологические материалы показывают, что куркума оказывает нейропротекторное действие на гистологические изменения в головном мозге и сетчатке животных с бульбекемией.

ABSTRACT

Histological analysis of the retina and brain in olfactory bulbectomized rats can be very informative for early detection of a number of neurodegenerative diseases, accompanied by memory impairment. In such experimental models using histological analysis of the retina, it is possible to study the effect of various plant antioxidants on the dynamics and rehabilitation of the disease.

Based on the results of our experiments, a comparison was made of histological analysis of the retina and brain in intact, control animals and animals treated with turmeric after bulbectomy. The histological materials obtained show that curcuma has a neuroprotective effect for histological changes in the brain and the retina of animals with bulbecemia.

Ключевые слова: обонятельная бульбэктомия, мозг, куркума, сетчатка.

Keywords: olfactory bulbectomy, brain, turmeric, retina.

Введение

Сетчатка физически связана с мозгом через аксоны зрительного нерва, причем мозг и сетчатка морфологически и физиологически очень похожи [3]. Связь между ними используется в различных экспериментальных моделях изучения нейродегенеративных процессов [4].

В современной литературе все чаще встречаются сведения о наличии зрительных дисфункций при ряде нейродегенеративных заболеваний. Так, у пациентов возникают такие симптомы, как нарушения цветового зрения и контрастной чувствительности, истончение слоя сетчатки и изменение электрофизиологических показателей [1]. Изучение подобных симптомов на ранних стадиях заболевания представляет собой актуальный подход в процессе диагностики и наблюдения за патологическим процессом [2].

В научной литературе куркума описана как перспективное средство лечения возрастных заболеваний головного мозга. Также часто приходится слышать о ее положительном влиянии при нейродегенеративных заболеваниях, сопровождающихся ухудшением памяти [5].

Материалы и методы

В ходе данного исследования использовали белых крыс массой 250–300 г, обонятельную луковицу разрушали микроиглой. Подопытным животным давали раствор Curcuma longa (2,5 мг порошка куркумы, растворенного в 50 мл кипяченой охлажденной воды) в течение 180 дней. Гистологические срезы, приготовленные из головного мозга и сетчатки, исследовали с помощью светового микроскопа.

Результаты

Экспериментальные исследования проводились в несколько этапов. На первом этапе под световым микроскопом исследовали гистологические срезы сетчатки и головного мозга интактных животных. Анатомически зрение у крыс развито слабо. У этих животных лучше развиты слух и обоняние.

Количество астроцитов с хвостовыми клетками с эозинофильной цитоплазмой вокруг нейронов находилось в норме. В то же время олигодендриоциты с прозрачной цитоплазмой создают защитную функцию вокруг сосуда. Глиоз и отеки не наблюдаются. Соотношение ядра и цитоплазмы клеток, составляющих ткань миндалевидного тела, нормальное. Цитоплазма эозинофильная, ядро расположено в центре  (рис. 1 А)

  A  B

Рисунок 1. Микроскопическое изображение сетчатки (В)  и бульбарной ткани  крыс контрольной группы (A). Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение Х200

При микроскопическом исследовании установлено, что капиллярные сосуды сетчатки и окружающие соединительные ткани имеют тонкое строение, выстланы базальным слоем и эндотелиальными клетками. Клетки, составляющие роговицу, имеют эпителиальную структуру. Строма богата тонкой соединительной тканью, а клетки, выстилающие внутреннюю поверхность роговицы, представляют собой эндотелиальные клетки (рис. 1 B).

Через 7 дней после травмы бульбарной части при внешнем осмотре крыс отмечают изменение волосяного покрова и повышение температуры тела. Веки полностью открыты, слизистая оболочка глаза кажется белой и относительно сероватой. Из-за повреждения бульбарной части потерян панорамный угол обзора. Роговица сморщилась и сместилась от центра к кончику носа. Хрусталик слегка опух. Подопытное животное потеряло слух и обоняние.

При микроскопии показано уменьшение количества клеток ткани головного мозга, полученных после травмы. Наблюдается острый отек вокруг некроза в результате повреждения тканей головного мозга и гибели клеток, происходит уменьшение количества нейронов в нервных клетках, миграция острых воспалительных клеток в зону некроза и одновременно обнаруживается увеличение количества плазматических клеток. В гистологических срезах при острой фазе отмечают тонкие капсульные кисты, а также участки некроза и некробиоза. Эти кисты являются продуктом цитолитических остатков нейрональных и глиальных клеток, погибших после экспериментально вызванного повреждения. В ядрах нейронов отмечают кариорексис, кариолиз, пролиферацию глиальных клеток, отек, участки кровоизлияний и кровенаполненные расширенные сосуды. После травмы вокруг нейронов в результате воспаления появляется глиоз. Количество астроцитов увеличилось в 3 раза по сравнению с их нормальной гистологической структурой. Олигодендриоглиоциты со светлой цитоплазмой пролиферируют и диффузно рассеиваются, восстанавливая миелиновый слой нейронов и обеспечивая защитную функцию вокруг сосуда (рис. 2 А).

При микроскопическом исследовании в сетчатке и окружающих соединительных тканях обнаруживаются отечные очаги кровоизлияний и кровенаполненные капилляры. Базальный слой был отечен, коллагеновые волокна в очаговых зонах подвергались слизистой отечности. Отмечаются нейтрофильные лейкоциты, связанные с воспалением, и эндотелиальные клетки с реактивными увеличенными ядрами, связанными с воспалением. Количество включений гликогена в цитоплазме клеток уменьшено, в связи с чем цитоплазма окрашивается слабо (рис. 2 В).

 A    B

Рисунок 2. Микроскопическое изображение сетчатки (В) и бульбарной ткани (A) крыс через 7 дней после бульбарной травмы. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение Х200

У крыс, получивших суспензию экстракта куркумы с 7 по 180 день бульбарного поражения головного мозга, при внешнем осмотре – шерсть нормальная, мягкая, температура тела была нормальной. Веки полностью открыты, слизистая оболочка глаза нормальной влажности, расположена по центру, обзорность нормальная. Роговица относительно выросла, и хрусталик восстановил свою структуру. Обоняние и слух усиливаются (рисунок 1).

С 7-го по 180-й день после травмы бульбарного отдела головного мозга изолированная ткань головного мозга крыс, получавших суспензию экстракта куркумы, имела светло-серый, розовый цвет и размеры 1,7х1,5 см. Экспериментально созданная зона повреждения визуально не контролируется. При внешнем осмотре ткань головного мозга имеет мягкую консистенцию, отечна. Хорошо видимые глазу участки рубца не обозначены.

Внутриклеточную гипертрофию нейронов можно наблюдать в окрашенных гематоксилином и эозином микропрепаратах тканей головного мозга, полученных на 180-е сутки от крыс, которым через 7 суток после травмы БО вводили суспензию экстракта куркумы. Пролиферация глиальных клеток наблюдается при 10-кратном увеличении (рис. 3 А).

В результате пролиферации астроцитов и олигодендриоцитов глиальные клетки распределяются диффузно и равномерно. Количество капилляров нормальное. Эндотелиальные клетки, выстилающие сосуды, были реактивно увеличены.

 A   B

Рисунок 3. Микроскопическое изображение сетчатки (В)  и бульбарной ткани (A)  крыс получавших экстракт куркумы, с 7-го по 180-й день бульбарной черепно-мозговой травмы. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение Х100

Микроскопическое исследование показывает нормальное расположение эпителиальных клеток роговицы и соединительных тканей глаз крыс. Коллагеновые волокна, расположенные в базальном слое, четко окрашены и состоят из тонких волокон. Эндотелиальные клетки, выстилающие роговицу, имеют нормальный размер. В цитоплазме клетки собирают диффузно рассеянные добавки гликогена.

При микроскопическом исследовании эпителиальный слой сетчатки четко и равномерно располагался и пролиферировал. В строме коллагеновые волокна располагаются упорядоченно в виде тонких волокон. Отмечается пролиферация глиальных клеток вокруг зрительного нерва (рис. 3 В).

Сравнение гистологических образцов через 3 месяца у контрольных животных, не получавших куркуму, показало, что нейродегенеративные процессы протекали значительно слабее, чем у подопытных животных.

Выводы

Результаты полученного гистологического исследования также демонстрируют нейропротекторное действие куркумы на деструктивные изменения сетчатки. Из литературы известно, что куркумин ингибирует образование и способствует распаду β-амилоидных бляшек, ослабляет гиперфосфорилирование тау-белок и увеличивает его клиренс, снижает уровень холестерина, изменяет активность микроглии, ингибирует ацетилхолинэстеразу, опосредует сигнальный путь инсулина и является очень эффективным средством в качестве мощного антиоксиданта.

Список литературы:

1. Fernandes F., Barroso MF., De Simone A., Emriková E., Dias-Teixeira M., Pereira J.P., Chlebek J., Fernandes VC., Rodrigues F., Andrisano V., Delerue-Matos C., Grosso C. // Journal of Ethnopharmacology. – 2022. – Vol. 290. – № 115107. doi: 10.1016/j.jep.2022.115107.
2. Patton N., Aslam T., Macgillivray T., Pattie A., Deary I. J., Dhillon B. Retinal vascular image analysis as a potential screening tool for cerebrovascular disease: a rationale based on homology between cerebral and retinal microvasculatures // Journal of Anatomy. – 2005. – P. 319–348. 10.1111/j.1469-7580. 2005. 00395.x
3. Suh A., Ong J., Kamran SA., Waisberg E., Paladugu P., Zaman N., Sarker P., Tavakkoli A., Lee AG.. Retina Oculomics in Neurodegenerative Disease //  Annals of Biomedical Engineering. – 2023. – Vol. 51(12). – P. 2708–2721. doi: 10.1007/s10439-023-03365-0.
4. Tang M., Taghibiglou C., Liu J. The mechanisms of action of curcumin in alzheimer’s disease // Journal of Alzheimer's disease. – 2017. – Vol. 58 – P. 1003–1016.
5. Teter B., Morihara T., Lim GP. Curcumin restores innate immune Alzheimer’s disease risk gene expression to ameliorate alzheimer pathogenesis // Neurobiol Disease. – 2019. – Vol. 127. – P. 432–48.