Котлярова А.А.¹, Летягин А.Ю.¹, Толстикова Т.Г.², Бгатова Н.П.¹, Рачковская Л.Н.¹

¹ ФГБНУ НИИ клинической и экспериментальной лимфологии (НИИКЭЛ), г. Новосибирск, Россия

² ФГБУН Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН, г. Новосибирск, Россия

Структурно – функциональные изменения в префронтальной коре мозга при длительной интоксикации этанолом и воздействии литийсодержащего сорбента

Введение. Злоупотребление алкоголем (алкоголизм) является актуальной медико-социальной и экономической проблемой во всем мире. Данная патология часто сочетается с тревожно–фобическими, депрессивными состояниями, для лечения которых применяют и препараты лития [3]. Литий в данном случае используется в качестве нормотимического, антипсихотического, седативного лекарственного средства в терапии различных психических расстройств. Препараты лития обладают узким терапевтическим индексом, связанным с образованием токсических концентраций в крови и соответственно развитием концентрационно-зависимых побочных эффектов. Также ограничения в его использовании связаны с необходимостью мониторирования его концентрации в крови и трудностью подбора терапевтической дозы. В связи с этим может быть перспективным направление применения препаратов лития в комплексе с сорбционной компонентой: алюминий-, кремний содержащей матрицей–носителем, обеспечивающим устранение пиковых концентраций лития в крови, что помогает избежать передозировки и побочных эффектов от терапии литием.

Цель работы – оценка влияния литийсодержащего сорбента на патологические процессы в мозге (префронтальная кора, область F1-F3) на фоне длительной алкогольной интоксикации.

Материалы и методы.

Эксперимент проводили на 90 лабораторных белых мышах–самцах массой 25-30 г в возрасте 3-х месяцев, полученных из вивария ФИЦ ИЦиГ СО РАН (г. Новосибирск). Работу с животными проводили с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕС) и Хельсинской декларации.

Алкогольную интоксикацию вызывали ежедневным внутрижелудочным введением в течение 14 дней 40% раствора этанола в дозе 3 г/кг и свободным доступом к 5% раствору этанола, в качестве питья ad libitum; алкоголизированные животные содержались без воды. Эта модель алкоголизма позволяет добиться более быстрого развития этанол-индуцированных изменений поведения по типу астено-депрессивного состояния и морфологических изменений в тканях (печени, мозге), чем при ненасильственном (свободный выбор этанол/вода) или полунасильственном (этанол как единственный источник питья) способе введения этанола [1; 5].

В качестве фармакокорректора этанол–индуцированных повреждений печени использовали оригинальную сорбционную композицию с иммобилизованной на её поверхности солью лития, разработанную в ФГБНУ НИИ клинической и экспериментальной лимфологии (г. Новосибирск).

Исходный сорбент представляет собой термоактивированный оксид-гидроксид алюминия с нанесенным на его поверхность кремнийорганическим полимером – полиметилсилоксаном. Литийсодержащий сорбент (ЛЦ/С) получали путем физической адсорбции цитрата лития на поверхность сорбента.

Все животные были разделены на 3 группы по 30 мышей в каждой: 1–я группа получала физиологических раствор (интактный контроль) (ИНТ); 2-я группа получала в течение пяти недель эксперимента 40%-ный раствор этилового спирта (негативный контроль) (АЛК); 3-я группа получала в течение двух недель этанол и с 15 по 35 сутки, на фоне продолжающегося введения этанола ЛЦ/С в дозе 1120 мг/кг (АЛК_ЛЦ/С).

Животных выводили из эксперимента путем декапитации через каждые 7 дней после начала лечения. На каждый срок эксперимента брали по 7-10 животных.

Изучали структурные и функциональные изменения в печени. Для светооптического исследования образцы органов обрабатывали по стандартным методикам и изучали на световом микроскопе LEICA DME (Германия).

Биохимические показатели крови: активность аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ), содержание общего белка, общего билирубина – определяли с использованием стандартных наборов (Biocon). Измерения выполняли на автоматическом фотометре – 5010 «Boehringer Mannheim» (Германия).

Обработку результатов осуществляли при помощи статистической программы STATISTICA 8.0. Сравнение проводили при помощи непараметрического U-критерия Манна – Уитни (Mann – Whitney U Test). За достоверный уровень значимости принимали p<0,05. Различия на уровне тенденции рассматривали при значениях 0,05<p<0,1.

Результаты и их обсуждение. Результаты определения биохимических показателей крови показали, что пятинедельная алкоголизация животных приводит к увеличению уровня АЛТ и общего белка в 1,1 раз (2 группа). Уровень АСТ и общего билирубина достоверно не отличаются у групп с ведением алкоголя от интактного контроля. У группы с введением ЛЦ/С значимых отличий от интактного контроля в значениях биохимических показателей нет (табл. 1).

Таблица 1. Биохимические показатели сыворотки крови при алкогольной интоксикации

Группа	Показатели
	АСТ, U/L	АЛТ, U/L	Белок общий, г/л	Билирубин общий, мкмоль/л
1. ИНТ	44,08±3,14	37,04±5,01	58,45±1,8	3,06±2,48
2. АЛК	35,73±5,60	41,08±2,43	62,84±0,57(*)	3,20±1,13
3. АЛК_ЛЦ/С	44,85±2,71	33,68±9,40	66,46±4,05(*)	6,00±3,35

Примечание. Обозначены статистически значимые отличия от величин соответствующих показателей группы контроля ((*) при 0,05<p<0,1).

В структуре ткани области Fr1-Fr3 префронтальной коры при алкоголизации наблюдались нарушения микроциркуляции в виде неравномерного кровенаполнения сосудов, стазов. Также наблюдалось расширение перинейрональных и периваскулярных пространств, которое является признаком диффузного отека ткани мозга (рис. 1а).

При длительном воздействии этанола изменения в нервной ткани в эксперименте носят адаптивный характер и в большинстве своём являются обратимыми. Наиболее часто встречаются нейроны с изменением тинкториальных свойств по гипо- и геперхромному типу. Подобные изменения в литературе определяют как пограничные, которые обратимы, и на их основе в дальнейшем могут возникать как альтеративные, так и адаптационные изменения [2; 4]. Основная масса нейронов имеет структурно-функциональную организацию, соответствующую классическим представлениям о строении нервной клетки. В ткани практически отсутствуют пикноморфные нейроны и клеточные тени, наличие которых считается маркером деструктивных (альтеративных) изменениях в мозге.

Морфологическое исследование ткани мозга животных на фоне лечения литийсодержащим сорбентом показало, что на 14-21-е сутки по сравнению с нелеченными животными структурные изменения были менее выраженными. Уменьшалось общее содержание гипо- и гиперхромных нейронов; можно отметить слабовыраженный интерстициальный отек (рис. 1б).

а

б

Рис 1. а – структура мозга после 5-недельного внутрижелудочного введения 40%-го этанола (2 группа), 21-е сутки. В коре выявляется значительное количество гиперхромных нейронов. Ядра нейронов с выраженной конденсацией хроматина; б - структура мозга после 5-недельного внутрижелудочного введения 40%-го этанола на фоне введения ЛЦ/С (3 группа). Умеренное набухание нейронов, расширение перинейрональных пространств. Окраска толуидиновым синим, ув х 200.

Выводы. На основании биохимического и гистологического анализа у мышей на фоне алкогольной интоксикации выявлен умеренный отек и сморщивание нейронов, которое имеет преимущественно обратимый характер.

Патогистологическое исследование ткани мозга мышей, получавших литийсодержащий сорбент, показало, что его введение значимо улучшает гистологическую картину этого органа.

Предлагаемая лекарственная форма лития (иммобилизованного на матрице - носителе), оказывает нейропротекторное действие, проявляя антитоксические свойства на фоне длительного введения этанола.

Литература:

1. Головенко Н.Я., Жук М.С., Зиньковский В.Г., Жук О.В., Копаница М.В. Фармакокинетика этанола у мышей с различной алкогольной мотивацией // Бюл. экспер. биологии и медицины. 2001. Т. 132, №9. С. 281-284.

2. Лапин А.А., Лапина А.А. Морфо-гистохимическая характеристика сосудистых сплетений головного мозга при острой и хронической алкогольной интоксикации в эксперименте // Естественные науки: журнал фундаментальных и прикладных исследований. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2006. - №3 (12). - С. 27-29.

3. Сиволап Ю. П. Антидепрессанты в лечении алкоголизма // Журн. неврологии и психиатрии. 2012. Т. 5, вып. 2. С. 32.

4. Федоров В. П., Афанасьев Р.В., Сгибнева Н.В., Маслов Н.В. Морфофункциональное состояние нейроцитов головного мозга при повышенном радиационном фоне // Морфология. – 2010. – Т. 137, № 4. – С. 200.

5. Bertola A., Mathews S., Sung Hwan Ki, Hua Wang, Bin Ga. Mouse model of chronic and binge ethanol feeding (the NIAAA model) // Nat. Protoc. 2013. Mar. V. 8, №3. P. 627–637. doi:10.1038/nprot.2013.032. doi: 10.1038/nprot.2013.032.