Сравнительная оценка моделей контузионной травмы спинного мозга из вентрального и дорсального доступов у кроликов в эксперименте

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Современные экспериментальные модели для изучения позвоночно-спинномозговой травмы преимущественно основаны на повреждении спинного мозга у крыс или мышей. Как правило, моделирование экспериментальных травм спинного мозга выполняют из дорсального доступа, что исключает его повреждение в результате сдавления отломками тела сломанного позвонка и существенно ограничивает применение полученных результатов с точки зрения клинической практики.

Цель — провести сравнительный анализ экспериментальной модели позвоночно-спинномозговой травмы у кроликов из вентрального доступа с моделью позвоночно-спинномозговой травмы из дорсального доступа.

Материалы и методы. Исследование проводили на 20 самках кроликов породы Советская шиншилла массой 3,5–4,5 кг. Кролики были разделены на две группы и подвергались стандартизированным повреждениям спинного мозга из вентрального и дорсального доступов на уровне позвонка LII (по 10 кроликов в каждой группе). У всех экспериментальных животных регистрировали соматосенсорные, моторные вызванные потенциалы и H-рефлекс до травмы, сразу после и через 3 и 8 ч после травмы. Выполнены также гистологические исследования с проведением качественного и полуколичественного анализа биопсийных образцов поврежденных участков спинного мозга и оценкой числа дистрофичных нейронов в динамике. Результаты нейрофизиологического и гистологического исследования спинного мозга при вентральной и дорсальной травмах подвергали статистической обработке.

Результаты. При моделировании травмы спинного мозга из вентрального доступа наблюдается более выраженное его повреждение по сравнению с моделью из дорсального доступа. Выявлено нарушение функций нейронов как на уровне травматизации, так и ниже зоны повреждения. При вентральном доступе отмечена меньшая степень кровоизлияния, чем при дорсальном, по данным гистологического исследования.

Заключение. Полученные результаты указывают на более выраженный строго контузионный механизм повреждения спинного мозга при экспериментальном моделировании травмы из вентрального доступа и максимальную приближенность полученной модели к клинической ситуации. Созданная экспериментальная модель контузионного повреждения спинного мозга у лабораторного животного в дальнейшем может быть использована в хронических экспериментах.

Об авторах

Антон Сергеевич Шабунин

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии им. Г.И. Турнера; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Автор, ответственный за переписку.
Email: anton-shab@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8883-0580
SPIN-код: 1260-5644

научный сотрудник

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Маргарита Владимировна Савина

Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: drevma@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8225-3885
SPIN-код: 5710-4790

канд. мед. наук

Россия, Санкт-Петербург

Тимофей Сергеевич Рыбинских

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии им. Г.И. Турнера

Email: timofey1999r@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4180-5353
SPIN-код: 7739-4321

клинический ординатор

Россия, Санкт-Петербург

Анна Дмитриевна Древаль

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: anndreval@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-3985-634X
SPIN-код: 4175-6620

студент

Россия, Санкт-Петербург

Владислав Дмитриевич Сафаров

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: vladsafarov.vs@mail.ru
ORCID iD: 0009-0006-2948-133X
SPIN-код: 5240-1801

студент

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Платон Андреевич Сафонов

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: safo165@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-7554-1292
SPIN-код: 6088-1297

студент

Россия, Санкт-Петербург

Андрей Михайлович Федюк

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: Andrej.fedyuk@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2378-2813
SPIN-код: 3477-0908

ординатор

Россия, Санкт-Петербург

Дарья Александровна Ситовская

Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт имени профессора А.Л. Поленова

Email: daliya_16@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9721-3827
SPIN-код: 3090-4740

врач-патологоанатом

Россия, Санкт-Петербург

Никита Михайлович Дячук

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: wrwtit@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0009-4384-9526

студент

Россия, Санкт-Петербург

Александра Сергеевна Байдикова

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: baidikovaalexandra@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0008-8785-0193
SPIN-код: 7805-1341

студент

Россия, Санкт-Петербург

Лидия Сергеевна Конькова

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: lidia.kireeva@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-5400-3513
SPIN-код: 3527-7121

аспирант

Россия, Санкт-Петербург

Ольга Леонардовна Власова

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: vlasova.ol@spbstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9590-703X
SPIN-код: 7823-8519

д-р физ.-мат. наук, доцент

Россия, Санкт-Петербург

Сергей Валентинович Виссарионов

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: vissarionovs@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4235-5048
SPIN-код: 7125-4930

д-р мед. наук, профессор, чл.-корр. РАН

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Alizadeh A., Dyck S.M., Karimi-Abdolrezaee S. Traumatic spinal cord injury: An overview of pathophysiology, models and acute injury mechanisms // Front. Neurol. 2019. Vol. 10. P. 282. doi: 10.3389/fneur.2019.00282
  2. Tator C.H. Review of treatment trials in humanspinal cord injury: issues, difficulties, and recommendations // Neurosurgery. 2006. Vol. 59. No. 5. P. 957–982. doi: 10.1227/01.NEU.0000245591.16087.89
  3. Verstappen K., Aquarius R., Klymov A., et al. Systematic evaluation of spinal cord injury animal models in the field of biomaterials // Tissue Eng. Part B Rev. 2022. Vol. 28. No. 6. P. 1169–1179. doi: 10.1089/ten.TEB.2021.0194
  4. Sharif-Alhoseini M., Khormali M., Rezaei M., et al. Animal models of spinal cord injury: a systematic review // Spinal Cord. 2017. Vol. 55. No. 8. P. 714–721. doi: 10.1038/sc.2016.187
  5. Li J.J., Liu H., Zhu Y., et al. Animal models for treating spinal cord injury using biomaterials-based tissue engineering strategies // Tissue Eng. Part B Rev. 2022. Vol. 28. No. 6. P. 79–100. doi: 10.1089/ten.TEB.2020.0267
  6. Виссарионов С.В., Рыбинских Т.С., Асадулаев М.С., и др. Моделирование повреждений спинного мозга: достигнутые успехи и недостатки // Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 2020. Т. 8. № 4. C. 485–494. doi: 10.17816/PTORS34638
  7. Kjell J., Olson L. Rat models of spinal cord injury: from pathology to potential therapies // Dis. Model. Mech. 2016. Vol. 9. No. 10. P. 1125–1137. doi: 10.1242/dmm.025833
  8. Ballermann M., Fouad K. Spontaneous locomotor recovery in spinal cord injured rats is accompanied by anatomical plasticity of reticulospinal fibers // Eur. J. Neurosci. 2006. Vol. 23. No. 8. P. 1988–1996. doi: 10.1111/j.1460-9568.2006.04726.x
  9. Hiraizumi Y., Fujimaki E., Tachikawa T. Long-term morphology of spastic or flaccid muscles in spinal cord-transected rabbits // Clin. Orthop. Relat. Res. 1990. Vol. 260. P. 287–297.
  10. Greenaway J.B., Partlow G.D., Gonsholt N.L., et al. Anatomy of the lumbosacral spinal cord in rabbits // J. Am. Anim. Hosp. Assoc. 2001. Vol. 37. No. 1. P. 27–34. doi: 10.5326/15473317-37-1-27
  11. Mazensky D., Flesarova S., Sulla I. Arterial blood supply to the spinal cord in animal models of spinal cord injury. A review // Anat. Rec. (Hoboken). 2017. Vol. 300. No. 12. P. 2091–2106. doi: 10.1002/ar.23694
  12. Vink R., Noble L.J., Knoblach S.M., et al. Metabolic changes in rabbit spinal cord after trauma: Magnetic resonance spectroscopy studies // Ann. Neurol. 1989. Vol. 25. No. 1. P. 26–31. doi: 10.1002/ana.410250105
  13. Sung D.H., Lee K.M., Chung S.H., et al. Change of Stretch reflex in spinal cord injured rabbit: experimental spasticity model duk // Journal of the Korean Academy of Rehabilitation Medicine. 2002. Vol. 26. No. 1. P. 37–45.
  14. Shek J.W., Wen G.Y., Wisniewski H.M. Atlas of the rabbit brain and spinal cord. Karger Basel, 1986.
  15. Патент РФ на изобретение № 2021124504 / 16.08.2021. Виссарионов С.В., Рыбинских Т.С., Асадулаев М.С. Способ моделирования травматического повреждения спинного мозга из вентрального доступа в поясничном отделе позвоночника [дата обращения 04.11.2023]. Доступ по ссылке: https://i.moscow/patents/ru2768486c1_20220324
  16. Mazensky D., Danko J., Petrovova E., et al. Arterial peculiarities of the thoracolumbar spinal cord in rabbit // Anat. Histol. Embryol. 2014. Vol. 43. No. 5. P. 346–351. doi: 10.1111/ahe.12081
  17. Mazensky D., Petrovova E., Danko J. The anatomical correlation between the internal venous vertebral system and the cranial venae cavae in rabbit // Anat. Res. Int. 2013. Vol. 2013. P. 1–4. doi: 10.1155/2013/204027
  18. Turan E., Ünsal C., Üner A.G. H-reflex and M-wave studies in the fore- and hindlimbs of rabbit // Turkish J. Vet. Anim. Sci. 2013. Vol. 37. No. 5. P. 559–563. doi: 10.3906/vet-1210-27
  19. Гнездицкий В.В., Корепина О.С. Атлас по вызванным потенциалам мозга (практическое руководство, основанное на анализе конкретных клинических наблюдений). Иваново: ПресСто, 2011. 532 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема регистрации нейрофизиологических показателей экспериментального животного: а — соматосенсорные вызванные потенциалы (1 — стимулирующий электрод на седалищном нерве, 2.1 — регистрирующий электрод на коре головного мозга, 2.2 — регистрирующий электрод на поясничном утолщении спинного мозга); б — моторные вызванные потенциалы (1 — стимулирующий электрод в проекции моторной зоны коры головного мозга, 2.1 — регистрирующий электрод на трицепсе плеча, 2.2 — регистрирующий электрод на икроножной мышце); в — Н-рефлекс (1 — стимулирующий электрод на седалищном нерве, 2 — регистрирующий электрод на икроножной мышце)

Скачать (171KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема имплантации внутричерепных электродов: а — схема разметки зон установки внутричерепных электродов (активно — фронтально и референтно — дорсально), стимулирующих для моторных вызванных потенциалов, регистрирующих для соматосенсорных вызванных потенциалов; б — операционное поле с подготовленными отверстиями для имплантации

Скачать (185KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Фотографии установки для нанесения удара в сборке

Скачать (121KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Моторные вызванные потенциалы с задних (1 и 2 к.) и передней конечности (3 к.) у кролика в норме до моделирования травмы (масштаб — 4 мс/2 мВ). к — канал (отведения)

Скачать (99KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Моторные вызванные потенциалы через 8 ч после моделирования позвоночно-спинномозговой травмы из дорсального и вентрального доступов (масштаб — 4 мс/2 мВ). Моторные вызванные потенциалы с задних конечностей отсутствуют

Скачать (124KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Н-рефлекс у кролика с дорсальным доступом до (а) и через 8 ч (б) после дорсальной травмы (масштаб — 5 мс/15 мВ/1мВ): а — до травмы регистрируются Н-рефлекс и М-ответ; б — через 8 ч после травмы в большом количестве регистрируются полисинаптические ответы

Скачать (179KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Соматосенсорные вызванные потенциалы у кролика в норме. 1 к. — вызванный потенциал с проекционных зон коры головного мозга; 2 к. — вызванный потенциал с уровня поясничного утолщения (масштаб — 10 мс/15 мкВ). к — канал (отведения)

Скачать (91KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Соматосенсорные вызванные потенциалы у кролика до травмы (а) и после травмы (б): первый канал — корковые ответы, второй канал — ответы с поясничного уровня (масштаб — 10 мс/15 мкВ): а — до травмы регистрируются спинальный и корковый потенциалы; б — после травмы регистрируется потенциал с поясничного уровня, корковый ответ отсутствует, что указывает на полное нарушение проведения по соматосенсорным проводящим путям спинного мозга на уровне травмы. Амплитуды ответа с поясничного уровня увеличены. к — канал (отведения)

Скачать (136KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Сравнение кривых соматосенсорных вызванных потенциалов при отведении с поясничного утолщения после моделирования позвоночно-спинномозговой травмы из вентрального и дорсального доступов: а — сразу после травмы; б — через 3 ч; в — через 8 ч. Через 8 ч после травмы увеличивается амплитуда соматосенсорных вызванных потенциалов при отведении с поясничного утолщения. ДТ — дорсальная травма; ВТ — вентральная травма

Скачать (226KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Кровоизлияния в зоне нанесения травмы спинного мозга, окраска гематоксилином и эозином: а — дорсальная травма, массивное кровоизлияние в область передних и боковых канатиков (поперечный срез, ×50); б — дорсальная травма, массивное кровоизлияние в область передних и боковых канатиков (продольный срез, ×50); в — вентральная травма, мелкоочаговые кровоизлияния в серое вещество спинного мозга (поперечный срез, ×50); г — эктазированный сосуд, в просвете — тромботические массы (продольный срез, ×100)

Скачать (643KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Изменения нейронов в зоне нанесения травмы спинного мозга, окрашивание гематоксилином и эозином: а — дистрофические изменения в нейронах (продольный срез, ×100); черные стрелки — гидропическое набухание, тигролиз; пустые стрелки — дистрофия по темному типу; б — гидропическое набухание и тигролиз вещества Ниссля (поперечный срез, ×400); в — дистрофия нейрона по темному типу, стрелками указаны крупные вакуоли в цитоплазме (поперечный срез, ×400)

Скачать (382KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Дистрофические изменения в нейронах передних рогов спинного мозга при дорсальной травме, окрашивание гематоксилином и эозином: а, б — 99 % измененных нейронов в области переднего рога спинного мозга (поперечный срез, ×100)

Скачать (396KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Диффузное аксональное повреждение при травматическом поражении спинного мозга. Продольные срезы, окраска гематоксилином и эозином: а — многочисленные утолщенные и деформированные аксоны (указаны стрелками), ×100; б — прогрессирование диффузного аксонального повреждения с формированием булавовидных утолщений и разрывов аксонов, ×400; в — разрыв аксона с формированием эозинофильных аксональных шаров, ×400; г — амилоидное тельце (указано стрелкой) на границе серого и белого вещества, диффузный отек и разволокнение нейропиля, ×400

Скачать (472KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».