ЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНОГО ФАКТОРА РОСТА ФИБРОБЛАСТОВ (BFGF) В РАЗВИТИИ ПОСТРЕАНИМАЦИОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ПОПУЛЯЦИИ КЛЕТОК ПУРКИНЬЕ МОЗЖЕЧКА

Цель: исследовать взаимосвязь постреанимационных сдвигов уровня экспрессии bFGF с развитием морфологических изменений нейронов в высокочувствительной к гипоксии популяции клеток Пуркинье мозжечка.

Материалы и методы. У белых половозрелых крыссамцов вызывали 10минутную остановку систем ного кровообращения путем пережатия сосудистого пучка сердца. На разных сроках постреанимационного периода исследовали состояние популяции клеток Пуркинье мозжечка. При гистологическом анализе на препаратах, окрашенных крезиловым фиолетовым по Нисслю, определяли общее число клеток Пуркинье на 1 мм длины их слоя, а также число нормальных и морфологически измененных нейронов. При иммуно гистохимическом анализе определяли число bFGFположительных (слабо и сильноокрашенных) и bFGF отрицательных клеток Пуркинье на 1 мм длины их слоя.

Результаты. Определена динамика развития процесса гибели нейронов и выявлены изменения уровня экспрессии bFGF в популяции клеток Пуркинье мозжечка в постреанимационном периоде. Через 1 сутки после реанимации уровень экспрессии bFGF в исследованной нейрональной популяции значительно воз растал. На этом этапе гибели нейронов не происходило. В дальнейшем (4 сутки) уровень экспрессии bFGF снижался. При этом уменьшалась общая плотность популяции, что свидетельствовало о гибели нейронов. Анализ данных иммуногистохимического исследования позволил установить, что гибели подвергались bFGFотрицательные клетки. На более поздних этапах постреанимационного процесса (7е и 14е сутки) уровень экспрессии bFGF снова возрастал. При этом углубления и/или усиления патологических измене ний в исследованной нейрональной популяции не происходило.

Заключение. Полученные данные свидетельствуют о том, что ишемияреперфузия существенно влияет на уровень экспрессии bFGF, вызывая его активацию в популяции клеток Пуркинье. Первоначальный подъем уровня экспрессии белка bFGF в нейрональной популяции позволяет предупредить развитие про цесса гибели нервных клеток. Последующее уменьшение экспрессии bFGF сопровождается выпадением (гибелью) нейронов. Способность к выработке bFGF является важным фактором, влияющим на устойчи вость нейронов к гибели в постреанимационном периоде. Использование bFGF представляется весьма пер спективным для разработки альтернативных терапевтических стратегий при профилактике и лечении пост гипоксических энцефалопатий.

1. Аврущенко М.Ш., Острова И.В., Волков А.В., Заржецкий Ю.В. Постреанимационные изменения морфофункционального состояния нервных клеток: значение в патогенезе энцефалопатий. Общая реаниматология. 2006; 2 (5—6): 85—97. http://dx.doi.org/10.15360/18139779200668596

2. Аврущенко М.Ш., Мороз В.В., Острова И.В. Постреанимационные изменения мозга на уровне нейрональных популяций: закономерности и механизмы. Общая реаниматология. 2012; 8 (4): 69—78. http://dx.doi.org/10.15360/181397792012469

3. GómezPinilla F., Lee J.W., Cotman C.W. Basic FGF in adult rat brain: cellular distribution and response to entorhinal lesion and fimbria fornix transection. J. Neurosci. 1992; 12 (1): 345—355. PMID: 1309575

4. Wolf W.A., Martin J.L., Kartje G.L., Farrer R.G. Evidence for fibroblast growth factor2 as a mediator of amphetamineenhanced motor improvement following stroke. PLoS One. 2014; 9 (9): e108031. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0108031. PMID: 25229819

5. Zechel S., Werner S., Unsicker K., von Bohlen und Halbach O. Expression and functions of fibroblast growth factor 2 (FGF2) in hippocampal formation. Neuroscientist. 2010; 16 (4): 357—373. http://dx.doi.org/10.1177/1073858410371513. PMID: 20581332

6. Feng C., Zhang C., Shao X., Liu Q., Qian Y., Feng L., Chen J., Zha Y., Zhang Q., Jiang X. Enhancement of nosetobrain delivery of basic fibroblast growth factor for improving rat memory impairments induced by coinjection of вamyloid and ibotenic acid into the bilateral hippocampus. Int. J. Pharm. 2012; 423 (2): 226—234. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2011.12.008. PMID: 22193058

7. Ma J., Qiu J., Hirt L., Dalkara T., Moskowitz M.A. Synergistic protective effect of caspase inhibitors and bFGF against brain injury induced by transient focal ischaemia. Br. J. Pharmacol. 2001; 133 (3): 345—350. PMID: 11375250

8. Katsouri L., Ashraf A., Birch A.M., Lee K.K., Mirzaei N., Sastre M. Systemic administration of fibroblast growth factor2 (FGF2) reduces BACE1 expression and amyloid pathology in APP23 mice. Neurobiol. Aging. 2015; 36 (2): 821—831. http://dx.doi.org/10.1016/j.neurobiolaging.2014.10.004. PMID: 25457554

9. Noshita N., Lewén A., Sugawara T., Chan P.H. Evidence of phosphorylation of Akt and neuronal survival after transient focal cerebral ischemia in mice. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2001; 21 (12): 1442—1450. http://dx.doi.org/10.1097/0000464720011200000009. PMID: 11740206

10. Grothe C., Timmer M. The physiological and pharmacological role of basic fibroblast growth factor in the dopaminergic nigrostriatalsystem. Brain Res. Rev. 2007; 54 (1): 80—91. PMID: 17229467

11. Goldshmit Y., Frisca F., Pinto A.R., Pébay A., Tang J.K., Siegel A.L., Kaslin J., Currie P.D. Fgf2 improves functional recoverydecreasing gliosis and increasing radial glia and neural progenitor cells after spinal cord injury. Brain Behav. 2014; 4 (2): 187—200. http://dx.doi.org/10.1002/brb3.172. PMID: 24683512

12. Comeau W.L., Hastings E., Kolb B. Pre and postnatal FGF2 both facil itate recovery and alter cortical morphology following early medial prefrontal cortical injury. Behav. Brain Res. 2007; 180 (1): 18—27. http://dx.doi.org/10.1016/j.bbr.2007.02.026. PMID: 17408762

13. Nemati F., Kolb B. FGF2 induces behavioral recovery after early adoles cent injury to the motor cortex of rats. Behav. Brain Res. 2011; 225 (1): 184—191. http://dx.doi.org/10.1016/j.bbr.2011.07.023. PMID: 21801753

14. Speliotes E.K., Caday C.G., Do T., Weise J., Kowall N.W., Finklestein S.P. Increased expression of basic fibroblast growth factor (bFGF) follow ing focal cerebral infarction in the rat. Brain Res. Mol. Brain Res. 1996; 39 (1—2): 31—42. http://dx.doi.org/10.1016/0169328X(95)00351 R. PMID: 8804711

15. Lin T.N., Te J., Lee M., Sun G.Y., Hsu C.Y. Induction of basic fibroblast growth factor (bFGF) expression following focal cerebral ischemia. Brain Res. Mol. Brain Res. 1997; 49 (1—2): 255—265. PMID: 9387885

16. Wei O.Y., Huang Y.L., Da C.D., Cheng J.S. Alteration of basic fibroblast growth factor expression in rat during cerebral ischemia. Acta Pharmacol. Sin. 2000; 21 (4): 296—300. PMID: 11324453

17. Неговский В.А., Гурвич А.М., Золотокрылина Е.С. Постреанимационная болезнь. М.: Медицина; 1987: 480.

18. Корпачев В.Г., Лысенков С.П., Тель Л.З. Моделирование клинической смерти и постреанимационной болезни у крыс. Патол. физиология и эксперим. терапия. 1982; 3: 78—80. PMID: 7122145.

19. Ярыгин Н.Е., Ярыгин В.Н. Патологические и приспособительные изменения нейрона. М.: Медицина; 1973: 189.

20. Попова Э.Н., Лапин С.К., Кривицкая Г.Н. Морфология приспособительных изменений нервных структур. М.: Медицина; 1976.

21. Kiprianova I., Schindowski K., von Bohlen und Halbach O., Krause S., Dono R., Schwaninger M., Unsicker K. Enlarged infarct volume and loss of BDNF mRNA induction following brain ischemia in mice lacking FGF2. Exp. Neurol. 2004; 189 (2): 252—260. http://dx.doi.org/10.1016/j.expneurol.2004.06.004. PMID: 15380477

22. Okada T., Kataoka Y., Takeshita A., Mino M., Morioka H., Kusakabe K.T., Kondo T. Effects of transient forebrain ischemia on the hippocam pus of the Mongolian gerbil (Merionesunguiculatus): an immunohisto chemical study. Zoolog. Sci. 2013; 30 (6): 484—489. http://dx.doi.org/10.2108/zsj.30.484. PMID: 23725314

23. Leker R.R., Soldner F., Velasco I., Gavin D.K., AndroutsellisTheotokis A., McKay R.D. Longlasting regeneration after ischemia in the cerebral cortex. Stroke. 2007; 38 (1): 153—161. PMID: 17122419

24. Watanabe T., Okuda Y., Nonoguchi N., Zhao M.Z., Kajimoto Y., Furutama D.,Yukawa H., Shibata M.A., Otsuki Y., Kuroiwa T., Miyatake S. Postischemic intraventricular administration of FGF2 expressing adenoviral vectors improves neurologic outcome and reduces infarct volume after transient focal cerebral ischemia in rats. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2004; 24 (11): 1205—1213. http://dx.doi.org/10.1097/01.WCB.0000136525.75839.41. PMID: 15545913

25. Ye J., Lin H., Mu J., Cui X., Ying H., Lin M.,Wu L., Weng J., Lin X. Effect of basic fibroblast growth factor on hippocampal cholinergic neurons in a rodent model of ischaemic encephalopathy. Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. 2010; 107 (6): 931—939. http://dx.doi.org/10.1111/j.17427843.2010.00603.x. PMID: 20618306

26. Srivastava N., Seth K., Srivastava N., Khanna V.K., Agrawal A.K. Functional restoration using basic fibroblast growth factor (bFGF) infusion in Kainic acid induced cognitive dysfunction in rat: neurobe havioural and neurochemical studies. Neurochem. Res. 2008; 33 (7): 1169—1177. http://dx.doi.org/10.1007/s1106400794787. PMID: 17955369

27. Zhang M., Ma Y.F., Gan J.X., Jiang G.Y., Xu S.X., Tao X.L., Hong A., Li J.K. Basic fibroblast growth factor alleviates brain injury following global ischemia reperfusion in rabbits. J. Zhejiang Univ. Sci. B. 2005; 6 (7): 637—643. http://dx.doi.org/10.1631/jzus.2005.B0637. PMID: 15973765

28. Wang Z.L., Cheng S.M., Ma M.M., Ma Y.P., Yang J.P., Xu G.L., Liu X.F. Intranasally delivered bFGF enhances neurogenesis in adult rats following cerebral ischemia. Neurosci. Lett. 2008; 446 (1): 30—35. http://dx.doi.org/10.1016/j.neulet.2008.09.030. PMID: 18822350

29. Chen J., Li Y., Katakowski M., Chen X., Wang L., Lu D., Lu M., Gautam S.C., Chopp M. Intravenous bone marrow stromal cell therapy reduces apoptosis and promotes endogenous cell proliferation after stroke in female rat. J. Neurosci. Res. 2003; 73 (6): 778—786. http://dx.doi.org/10.1002/jnr.10691. PMID: 12949903

30. Jinqiao S., Bin S., Wenhao Z., Yi Y. Basic fibroblast growth factor stimulates the proliferation and differentiation of neural stem cells in neona tal rats after ischemic brain injury. Brain Dev. 2009; 31 (5): 331—340. http://dx.doi.org/10.1016/j.braindev.2008.06.005. PMID: 18657919

31. Lenhard T., Schober A., SuterCrazzolara C., Unsicker K. Fibroblast growth factor2 requires glialcelllinederived neurotrophic factor for exerting its neuroprotective actions on glutamatelesioned hippocam palneurons. Mol. Cell Neurosci. 2002; 20 (2): 181—197. http://dx.doi.org/10.1006/mcne.2002.1134. PMID:12093153

32. Аврущенко М.Ш., Острова И.В., Волков А.В. Постреанимационные изменения экспрессии глиального нейротрофического фактора (GDNF): взаимосвязь с повреждением клеток Пуркинье мозжечка (экспериментальное исследование). Общая реаниматология. 2014; 10 (5): 59—68. http://dx.doi.org/10.15360/18139779201455968

33. Аврущенко М.Ш., Острова И.В., Заржецкий Ю.В., Мороз В.В., Гудашева Т.А., Середенин С.Б. Влияние миметика фактора роста нервов ГК2 на постреанимационную экспрессию нейротрофических факторов. Патол. физиология и эксперим. терапия. 2015; 59 (2): 13—18. PMID: 26571801