ТОРМОЗНЫЕ ИНТЕРНЕЙРОНЫ НЕОКОРТЕКСА ЧЕЛОВЕКА ПОСЛЕ КЛИНИЧЕСКОЙ СМЕРТИ

Цель: изучение количества и структуры интернейронов в разных областях коры головного мозга человека после остановки сердца (клиническая смерть).
Материал и методы. Основная группа (n=7, мужчины) пациенты, пережившие  остановку сердца и умершие позже (через 7—10 и 70—90 сут) от повторной острой сердечной недостаточности. Контрольная группа (n=4, мужчины) погибшие в результате несчастных случаев. С использованием световой и конфокальной
микроскопии проведен гистологический и морфометрический анализ 420 полей зрения неокортекса (окраска по Нисслю, на кальбиндин D28k и нейропептид Y).
Результаты. У умерших обеих групп подтвердили наличие в неокортексе всех главных типов интернейронов (корзинчатые, клетки Мартинотти и нейроглиаформные интернейроны), в соответствии с морфологией их тел и дендритных отростков. При этом количество кальбиндин- и NPY-позитивных
нейронов неокортекса было одинаковым в контроле и в постреанимационном периоде. Однако, поля кальбиндин- и NPY-позитивных структур, включая тела нейронов и их дендриты, были значительно больше в образцах основной группы, чем в контроле. Максимальное увеличение общей площади кальбиндин-позитивных структур наблюдалось через 90 сут после клинической смерти. Площадь NPY-по-
зитивных структур была больше, чем в контроле, уже через 7 сут после оживления и осталась на этом уровне через 90 сут.
Вывод. Наши находки свидетельствуют об увеличении после клинической смерти экспрессии кальбиндина и NPY в неокортексе человека, что рассматривается как компенсаторная реакция неповрежденных тормозных корковых интернейронов, направленная на защиту мозга от ишемии.

клиническая смерть, человек, неокортекс, тормозные интернейроны, кальбиндин D28k, нейропептид Y

1. 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/10.15360/1813-9779-2014-5-59-68

2. Заржецкий Ю.В., Мороз В.В., Волков А.В. Влияния иммуноактивных препаратов на функциональное восстановление мозга и стероидные гормоны в постреанимационном периоде. Общая реаниматология. 2014; 10 (1): 5-11. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2014-1-5-11

3. Острова И.В., Аврущенко М.Ш. Экспрессия мозгового нейротрофического фактора (BDNF) повышает устойчивость нейронов к гибели в постреанимационном периоде. Общая реаниматология. 2015; 11 (3): 45-53. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2015-3-45-53

4. Markram H., Toledo_Rodriguez M., Wang Y., Gupta A., Silberberg G., Wu C. Interneurons of the neocortical inhibitory system. Nat. Rev. Neurosci. 2004; 5 (10): 793#807. http://dx.doi.org/10.1038/nrn1519.PMID: 15378039

5. Kalinichenko S.G., Dudina Y.V., Motavkin P.A. Neurogliaform cells: neurochemistry, spatial arrangement, and their role in the neocortical inhibitory system. Tsitologiia. 2006; 48 (5): 508-514. PMID: 16893057

6. Druga R. Neocortical inhibitory system. Folia Biol. (Praha). 2009; 55 (6): 201-217. PMID: 20163769

7. Rossignol E. Genetic and function of neocortical GABAergic interneurons in neurodevelopmental disorders. Neural. Plast. 2011; 2011: 649325. http://dx.doi.org/10.1155/2011/649325. PMID: 21876820

8. Wenner P. Mechanisms of GABAergic homeostatic plasticity. Neural. Plast. 2011; 2011: 489470. http://dx.doi.org/10.1155/2011/489470.PMID: 21876819

9. Calabresi P., Di Filippo M. A pathophysiological link between dystonia, striatal interneurons and neuropeptide Y. Brain. 2013; 136 (Pt 5): 1341-1344. http://dx.doi.org/10.1093/brain/awt096.PMID: 23599388

10. Aoki C., Pickel V.M. Neuropeptide Y in the cerebral cortex and the caudate-putamen nuclei: ultrastructural basis for interactions with GABAergic and non#GABAergic neurons. J. Neurosci. 1989; 9 (12): 4333-4354. PMID: 2687439

11. Maekawa S., Al_Sarraj S., Kibble M., Landau S., Parnavelas J., Cotter D., Everall I., Leigh P.N. Cortical selective vulnerability in motor neuron disease: a morphometric study. Brain. 2004; 127 (Pt 6): 1237-1251. http://dx.doi.org/10.1093/brain/awh132. PMID: 15130949

12. Lavenex P., Lavenex P.B., Bennett J.L., Amaral D.G. Postmortem changes in the neuroanatomical characteristics of the primate brain: the hippocampal formation. J. Comp. Neurol. 2009; 512 (1): 27-51. http://dx.doi.org/10. 1002/cne.21906. PMID: 18972553

13. Sharma V., Nag T.C., Wadhwa S., Roy T.S. Stereological investigation and expression of calcium#binding proteins in developing human inferior colliculus. J. Chem. Neuroanat. 2009; 37 (2): 78-86. http://dx.doi.org/10. 1016/j.jchemneu.2008.11.002. PMID: 19095058

14. De Almeida J., Mengod G. Quantitative analysis of glutamatergic and GABAergic neurons expressing 5#HT2A receptors in human and monkey prefrontal cortex. J. Neurochem. 2007; 103 (2): 475-486. http://dx.doi.org/10.1111/j.1471#4159.2007.04768.x. PMID: 17635672

15. Buritica E., Villamil L., Guzman F., Escobar M.I., García_Cairasco N., Pimienta H.J. Changes in calcium-binding protein expression in human cortical contusion tissue. J. Neurotrauma. 2009; 26 (12): 2145-2155. http://dx.doi.org/10.1089/neu.2009.0894. PMID: 19645526

16. Akulinin V.A., Dahlstrom A. Quantitative analysis of MAP2 immunoreactivity in human neocortex of three patients surviving after brain ischemia. Neurochem. Res. 2003; 28 (2): 373-378. http://dx.doi.org/10.1023/A:1022401922669. PMID: 12608711

17. Naegele J.R., Katz L.C. Cell surface molecules containing N-acetylgalactosamine are associated with basket cells and neurogliaform cells in cat visual cortex. J. Neurosci. 1990; 10 (2): 540-557. PMID: 2303859

18. Raghupathi R., Graham D.I., McIntosh T.K. Apoptosis after traumatic brain injury. J. Neurotrauma. 2000; 17 (10): 927#938. http://dx.doi.org/10.1089/neu.2000.17.927. PMID: 11063058

19. Leker R.R., Shohami E. Cerebral ischemia and trauma#different etiologies yet similar mechanisms: neuroprotective opportunities. Brain Res. Rev. 2002; 39 (1): 55-73. http://dx.doi.org/10.1016/S0165-0173(02)00157-1. PMID: 12086708

20. Berman R.F., Verweij B.H., Muizelaar J.P. Neurobehavioral protection by the neuronal calcium channel blocker ziconotide in a model of traumatic diffuse brain injury in rats. J. Neurosurg. 2000; 93 (5): 821-828. http://dx.doi.org/10.3171/jns.2000.93.5.0821. PMID: 11059664

21. Patterson M., Yasuda R. Signaling pathways underlying structural plasticity of dendritic spines. Br. J. Pharmacol. 2011; 163 (8): 1626-1638. http://dx.doi.org/10.1111/j.1476-5381.2011.01328.x. PMID: 21410464

22. Cormier К.J., Greenwood А.С., Connor J.А. Bidirectional synaptic plasticity correlated with the magnitude of dendritic calcium transients above а threshold. J. Neurophysiol. 2001; 85 (1): 399-406. PMID: 11152740

23. Klapstein G.J., Vietla S., Lieberman Р.М., Gray Р.А., Airaksinen М.S., Thoenen H., Meyer M., Mody I. Calbindin D28K fails to protect hippocampal neurons against ischemia in spite of its cytoplasmic calcium buffering properties: evidence from calbindin-D28k knockout mice. Neuroscience. 1998; 85 (2): 361-373. http://dx.doi.org/10.1016/S0306-4522(97)00632-5. PMID: 9622236

24. Ghosh A., Greenberg M.E. Calcium signaling in neurons: molecular mechanisms and cellular consequences. Science. 1995; 268 (5208): 239-247. http://dx.doi.org/10.1126/science.7716515. PMID: 7716515

25. Morona R., González A. Pattern of calbindin#D28k and calretinin immunoreactivity in the brain of Xenopuslaevis during embryonic and larval development. J. Comp. Neurol. 2013; 521 (1): 79-108. http://dx.doi.org/10.1002/cne.23163. PMID: 22678695

26. Goodman J.Н., Wasterlain С.G., Massarweh W.F., Dean Е., Sollas А.L., Sloviter R.S. Calbindin#D28k immunoreactivity and selective vulnerability to ischemia in the dentate gyrus of the developing rat. Brain Res. 1993; 606 (2): 309#314. http://dx.doi.org/10.1016/0006-8993(93)90999-4. PMID: 8490723

27. Yenari M.A., Minami M., Sun G.H., Meier T.J., Kunis D.M., McLaughlin J.R., Ho D.Y., Sapolsky R.M., Steinberg G.K. Calbindin D28K overexpression protects striatal neurons from transient focal cerebral ischemia. Stroke. 2001; 32 (4): 1028-1035. http://dx.doi.org/10.1161/01.STR.32.4.1028. PMID: 11283407

28. Rami А., Rabie А., Thomasset М., Krieglstein J. Calbindin D28K and ischemic damage of pyramidal cells in rat hippocampus. J. Neurosci. Res. 1992; 31 (1): 89-95. PMID: 1613825

29. Rami А., Rabie А., Winckler J. Synergy between chronic corticosterone treatment and cerebral ischemia in producing damage in noncalbindinergic neurons. Ехр. Neurol. 1998; 149 (2): 439#446. http://dx.doi.org/10.1006/exnr.1997.6729. PMID: 9500960

30. Barbado M.V., Briсón J.G., Weruaga E., Porteros A., Arévalo R., Aijón J., Alonso J.R. Changes in immunoreactivity to calcium#binding proteins in the anterior olfactory nucleus of the rat after neonatal olfactory deprivation. Exp. Neurol. 2002; 177 (1): 133-150. http://dx.doi.org/10.1006/exnr.2002.7951. PMID: 12429217

31. Desgent S., Boire D., Ptito M. Altered expression of parvalbumin and calbindin in interneurons within the primary visual cortex of neonatal enucleated hamsters. Neuroscience. 2010; 171 (4): 1326-1340. http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroscience.2010.10.016. PMID: 20937364

32. Fung S.J., Webster M.J., Sivagnanasundaram S., Duncan C., Elashoff M., Weickert C.S. Expression of interneuron markers in the dorsolateral prefrontal cortex of the developing human and in schizophrenia. Am. J. Psychiatry. 2010; 167 (12): 1479#1488. http://dx.doi.org/10.1176/appi.ajp.2010.09060784. PMID: 21041246

33. Colmers W.F., El Bahh B. Neuropeptide Y and epilepsy. Epilepsy Curr. 2003; 3 (2): 53#58. http://dx.doi.org/10.1046/j.1535#7597.2003. 03208.x. PMID: 15309085

34. Andiran N., Celik N., Ark N., Koca C., Kurtaran H., Karabel D. Changes in growth pattern, leptin ghrelin and neuropeptide Y levels after adenotonsillectomy in prepubertal children. J. Pediatr. Endocrinol. Metab. 2013; 26 (7-8): 683-687. http://dx.doi.org/10.1515/jpem-201-#0325.PMID: 23612639

35. Goto S., Kawarai T., Morigaki R., Okita S., Koizumi H., Nagahiro S., Munoz E.L., Lee L.V., Kaji R. Defects in the striatal neuropeptide Y system in X-linked dystonia#parkinsonism. Brain. 2013; 136 (Pt 5): 1555-1567. http://dx.doi.org/10.1093/brain/awt084. PMID: 23599389

36. González_Albo M.C., Elston G.N., DeFelipe J. The human temporal cortex: characterization of neurons expressing nitric oxide synthase, neuropeptides and calcium#binding proteins, and their glutamate receptor subunit profiles. Cereb. Cortex. 2001; 11 (12): 1170-1181. http://dx.doi.org/10.1093/cercor/11.12.1170. PMID: 11709488

37. Hong S.M., Chung S.Y., Park M.S., Huh Y.B., Park M.S., Yeo S.G. Immunoreactivity of calcium#binding proteins in the central auditory nervous system of aged rats. J. Korean Neurosurg. Soc. 2009; 45 (4): 231235. http://dx.doi.org/10.3340/jkns.2009.45.4.231. PMID: 19444349