ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УЛЬТРАСТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ СЕТЧАТКИ КРЫС ОБОНЯТЕЛЬНОЙ БУЛЬБЭКТОМИЕЙ ПОСЛЕ ВВЕДЕНИЯ КУРКУМЫ

АННОТАЦИЯ

Ранняя диагностика нейродегенеративных заболеваний является одной из важнейших задач, стоящих перед нейрофизиологами. Для этого наиболее подходящим методом считается обнаружение деструктивных изменений в нервных клетках на начальных стадиях, до появления тяжелых симптомов заболевания. Учитывая, что глаз-это окно мозга, открывающееся на периферию, целесообразнее изучать изменения в этом органе. В наших исследованиях с помощью электронной микроскопии изучены изменения сетчатки крыс на экспериментальной модели бульбэктомии, проявляющиеся потерей пространственной памяти.

Эффекты куркумы также изучались с целью реабилитации нейродегенеративной дисфункции. Было установлено, что, куркума оказывает нейропротекторное действие на гистологические изменения в сетчатке животных с бульбэктомией.

ABSTRACT

Early diagnosis of neurodegenerative diseases is one of the most important tasks facing neurophysiologists. For this purpose, the most suitable method is to detect destructive changes in nerve cells in the initial stages, before the appearance severe symptoms of the disease. Considering that the eye is a window to the brain that opens to the periphery, it makes more sense to study changes in this organ. Our studies using electron microscopy examined changes rat retinas on an experimental bulbectomy model, manifested by loss of spatial memory.

The effects of curcuma have also been studied for the rehabilitation of neurodegenerative dysfunction. It was found that curcuma has a neuroprotective effect on histological changes in the retina of animals with bulbectomу.

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

Keywords: olfactory bulbectomy, brain, curcuma, retina.

Введение.  Доказательства возникновения зрительных дисфункций при нейродегенеративных заболеваниях уже не вызывают сомнений. Несвоевременное выявление нарушений зрения различного генеза может быть как непосредственной причиной ухудшения когнитивных функций, так и первым клиническим симптомом имеющегося нейродегенеративного заболевания. Более того, сетчатка представляет собой отдел ЦНС, поэтому изменения сетчатки могут отражать патологические особенности мозга на ранних стадиях болезненных процессов (4,5).

У крыс удаление обонятельных луковиц приводит к многочисленным изменениям в нейромедиаторной, эндокринной и иммунной системах, а также к поведенческим изменениям, аналогичным тем, которые наблюдаются у пациентов с нарушением памяти (1,3).

Куркумин проявляет антиоксидантные, противовоспалительные и противораковые свойства, проникает через гематоэнцефалический барьер и оказывает нейропротекторное, положительное терапевтическое воздействие при всех нейродегенеративных заболеваниях (2).

Учитывая вышеизложенное, исследование гистологических основ нейродегенеративных процессов, сопровождающихся нарушениями памяти, и поиск новых методов реабилитации природными антиоксидантами относятся к числу актуальных задач современности.

Материалы и методы

В исследовании 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 сетчатки, исследовали с помощью электронного микроскопа.

Результаты

На первом этапе нашего исследования мы сравнили нормальную структуру ткани с ультраструктурными показателями контрольной группы с целью изучения ультраструктурных изменений сетчатки крыс, получавших куркуму с 7-го дня поврежденной бульбарной ткани. Таким образом, на срезах сетчатки контрольной группы клеточные слои, образующие сетчатку, были регулярными, ганглиозный, внутренний и наружный слой, наружный ядерный слой и клетки пигментного эпителия имели нормальное гистологическое строение (рис.1, А).  Цитоплазма клеток, составляющих каждый слой, широкая и имеет отчетливое ядро. Наружный ядерный слой сетчатки на срезах не виден. Эндотелиальные клетки, образующие капилляры, были нормального размера, их ядра располагались в центре (рис. 1 Б).

 А   Б

Рисунок 1. А, Б. Контрольная группа. Сетчатка.

 Краситель: Метиленовый синий. Увеличение х100.

В препаратах, полученных из ультратонких срезов сетчатки, входящих в контрольную группу, отверстие капиллярного сосуда было открыто, в устье располагались эритроциты (рис. 2).

Рисунок 2. Контрольная группа. Сетчатка. Краска: уранилацетат и чистый цитрат свинца. Масштабная линейка x 5 µm.

На 7-е сутки повреждения бульбарного отдела мозга крысы на срезах сетчатки слои клеток, составляющие сетчатку, потеряли целостность из-за отека. Ганглиозные клетки имеют резкий отечный вид, цитоплазма бледно окрашена (рис. 3А). Наблюдается отсутствие ядер некоторых клеток и цитолиз клеток.

 А   Б

Рисунок 3. А, Б. Сетчатка, 7-й день бульбарной черепно-мозговой травмы крысы.

Краситель: Метиленовый синий. Увеличение х100.

На 7-е сутки после травмы бульбарного отдела головного мозга крысы в препаратах, полученных из ультратонких срезов сетчатки, эндотелиальные клетки капиллярных сосудов претерпевают дистрофические изменения, а эндотелиальные клетки, выстилающие стенку сосудов, - вакуолярную дистрофию. Цитоплазма нейронов дегенеративно изменена. Прироста гликогена в цитоплазме не наблюдается. Митохондрии набухшие, их гребни сглажены, лизосомы вакуолизированы (рис. 4).

Рисунок 4. Сетчатка на 7-й день бульбарного поражения головного мозга крысы.

Краска: уранилацетат и чистый цитрат свинца. Масштабная линейка x 5 µm.

Эндотелиальные клетки, выстилающие стенку капиллярных сосудов, в препаратах, полученных из ультратонких срезов, имеют нормальные размеры. Соотношение чисел органелл в цитоплазме клетки пропорционально. Ядро расположено в центре. В цитоплазме диффузно рассеяны добавки гликогена

Количество митохондрий и лизосом увеличено, митохондриальные гребешки имеют нормальную высоту. Ганглиозные клетки располагаются вокруг глиальных клеток и имеют нормальный вид. Прибавки гликогена наблюдаются в цитоплазме клеток, выстилающих внутренний слой сетчатки. Во многих клетках кариоплазма и цитоплазма плотные (рис. 5).

Рисунок 5. Сетчатка крыс, получавших куркуму с 7 по 90 день бульбарной черепно-мозговой травмы.

Краска: уранилацетат и чистый цитрат свинца. Масштабная линейка x1µm.

С 7-го по 180-й день бульбарного повреждения головного мозга клетки, выстилающие внутреннюю поверхность сетчатки в полутонких срезах сетчатки, получавших куркуму, имели упорядоченную структуру и были окрашены светлым метиленовым синим. Тонкие волокна не видны четко. Эндотелиальные клетки, выстилающие капилляры сетчатки, были нормальными, пальпировались и окружали сетчатку. Хорошо видны слои, составляющие сетчатку. Ядерный слой четко выражен (рис. 6 А, Б).

 А   Б

Рисунок 6. А, Б. Сетчатка крыс, получавших куркуму, с 7 по 180 день бульбарной черепно-мозговой травмы.

 Краситель: Метиленовый синий. Увеличение х100.

Эндотелиальные клетки в препаратах ультратонких срезов имеют нормальные размеры. Число органелл в цитоплазме клетки пропорционально. Ядро расположено в центре Количество митохондрий и лизосом увеличено, митохондриальные гребешки нормальной высоты. Цитоплазма и протоплазма клеток, выстилающих внутренний слой сетчатки, плотные. Цитоплазма и протоплазма клеток, выстилающих внутренний слой сетчатки, плотные. В цитоплазме сетчатки заметны микрофибриллы и микротрубочки (рис. 7). 

Рисунок 7. Сетчатка крыс, получавших куркумин с 7 по 180 день бульбарного повреждения головного мозга.

Краска: уранилацетат и чистый цитрат свинца.. Масштабная линейка x 500 µm.

Выводы. По результатам гистологического исследования, полученного с помощью электронного микроскопа, можно сказать, что куркума, обладающая весьма эффективными нейропротекторными и сильными антиоксидантными свойствами, оказывает положительное влияние на деструктивные изменения сетчатки.

Список литературы:

1. Almeida de, R.F., Ganzella, M., Machado, D.G. Olfactory bulbectomy in mice triggers transient and long-lasting behavioral impairments and biochemical hippocampal disturbances. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry, 2017, (76), p.1–11
2. Filippa L.C., Paola M., Rakez K., Antonio P. Curcumin as Scaffold for Drug Discovery against Neurodegenerative Diseases Biomedicines 2021, (9), p.173. https://doi.org/10.3390/biomedicines9020173)
3. Hendriksen, H., Korte, S.M., Olivier, B., Oosting, R.S. The olfactory bulbectomy model in mice and rat: One story or two tails? Eur. J. Pharmacol. 2015, (753), p.105–113.
4. Snyder P., Alber J., Alt C., Bain L.J., Bouma B.E., Bouwman F.H., De Buc D.C., Campbell M.C.W., Carrillo M.C., Chew E.Y., et al. Retinal Imaging in Alzheimer’s and Neurodegenerative Diseases. Alzheimers Dement. 2021, (17) p.103–111.
5. Yap T.E., Balendra S.I., Almonte M.T., Cordeiro M.F. Retinal Correlates of Neurological Disorders. Ther. Adv. Chronic Dis. 2019. 10:204062231988220. doi: 10.1177/2040622319882205.