10703, г. Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2
25 Petrovka Str., Build. 2, Moscow 107031
10703, г. Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2
25 Petrovka Str., Build. 2, Moscow 107031
Цель: выявить взаимосвязь между уровнем экспрессии BDNF и развитием постреанимационной гибели нейронов в высокочувствительных к гипоксии отделах мозга.
Материалы и методы. На разных сроках постреанимационного периода (1-, 4-, 7-, 14-е сутки) исследовали состояние высокочувствительных к гипоксии нейрональных популяций (пирамидные нейроны гиппокампа и клетки Пуркинье мозжечка) у белых половозрелых крыс-самцов, перенесших 10-минутную остановку системного кровообращения (пережатие сосудистого пучка сердца). Контролем служили ложнооперированные животные. Проводили иммуногистохимическое выявление BDNF-иммунореактивных нейронов с последующим определением оптической плотности, числа клеток с разным уровнем экспрессии BDNF и общего числа нейронов на 1 мм длины их слоя. Использовали системы анализа изображений (компьютер Intel, микроскоп Olympus BX-41, программы ImadgeScopeM, ImageJ 1,48v, Excel 2007). Статистическую обработку данных проводили в программе Statistica 7.0. с использованием критериев λ Колмогорова-Смирнова, U-критерия Манна-Уитни и t-критерия Стьюдента.
Результаты. Установили динамику постреанимационных сдвигов BDNиммунореактивности нейрональных популяций пирамидных клеток гиппокампа и клеток Пуркинье мозжечка. Показали, что в обеих нейрональных популяциях происходит снижение уровня экспрессии BDNF, что сопровождается гибелью нейронов. Установили, что процесс выпадения (гибели) клеток Пуркинье мозжечка происходит к 4-м суткам после реанимации, а пирамидных нейронов гиппокампа — только к 7-м. Существенно, что в обеих нейрональных популяциях гибели подвергаются BDN-негативные и слабопозитивные нервные клетки.
Заключение. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о наличии взаимосвязи между сдвигами экспрессии BDNF и постреанимационной гибелью нейронов. Показано, что в высокочувствительных к гипоксии нейрональных популяциях гибели подвергаются только неэкспрессирующие и слабоэкспрессирующие BDNF клетки. Полученные результаты дают основание заключить, что уровень экспрессии BDNF в нейронах является одним из факторов, оказывающих существенное влияние на их устойчивость к ишемии-реперфузии. Обсуждается возможность активации уровня экспрессии эндогенного BDNF для предотвращения гибели нейронов.
Aim of the study: to evaluate expression level of BDNF and its association with the postresuscitative neuronal death in highly hypoxia-sensitive brain regions.
Materials and methods. Cardiac arrest in adult albino male rats was evoked by intrathoracic clamping of supracardiac bundle of vessels for 10 min. Pyramidal neurons of the hippocampus and Purkinje cells of the cerebellum were analyzed at various time points after resuscitation (days 1, 4, 7, 14). Shame-operated rats served as controls. The expression of BDNF protein was immunohistochemically determined. The BDNF expression level was determined by evalution on the base of the average optical density. The number of neurons with different BDNF expression levels and the total number of neurons per 1 mm of the layer length were computed. Image analysis systems (Intel personal computer, Olympus BX-41 microscope, ImageScopeM, ImageJ 1,48v and MS Excel 2007 software packages) were used in the study. Data statistical processing was performed with the aid of Statistica 7.0 program and Kolmogorov-Smirnov λ-test, Mann-Whitney U-test and Student's t-test.
Results. The dynamics of postresuscitative shifts of BDNF immunoreactivity in neuronal populations of hippocampal pyramidal cells and cerebellar Purkinje cells was established. It was shown that the level of BDNF expression within the two neuronal populations decreased, that was accompanied by neuronal death. In the Purkinje cell population the neuronal death occurred by the 4th day after resuscitation, while in the hippocampus, it occurs only by the 7th day. Notably, only BDNF-negative neurons or neurons with low level of BDNF expression died in both neuronal populations.
Conclusion. The results of the study indicate the existence of an interrelation between the shifts in BDNF expression and the postresuscitative neuronal death. It was shown that only the cells with none or poor BDNF expression underwent death in highly hypoxia-sensitive neuronal populations. The results suggest that the level of BDNF expression is one of factors that have a significant effect on neuronal resistance to ischemia-reperfusion. A possibility of induction of the endogenous BDNF expression in order to prevent neuronal death is discussed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.