Влияние ишемического посткондиционирования на изменение уровня иммунореактивности к РЕСАМ-1/CD31 в структурах неокортекса крыс при глобальной ишемии головного мозга

Введение. Ишемическое посткондиционирование (ИПостК) головного мозга может рассматриваться как перспективный подход к ограничению реперфузионного повреждения в ишемизированной области мозга. Цель – исследовать влияние ИПостК после глобальной ишемии головного мозга на уровень иммунореактивности к РЕСАМ-1/CD31 в структурах слоев II, III и V неокортекса крыс в различные сроки реперфузионного периода.

Материал и методы. У самцов крыс Wistar моделировали 10-минутную глобальную ишемию головного мозга с последующим ИПостК в виде реперфузии-ишемии по 15 с/15 с. В ранний (2 суток) и отдаленный (7 суток) реперфузионный периоды оценивали число морфологически неизмененных нейронов и уровень иммунореактивности к РЕСАМ-1/CD31 в структурах слоев II, III и V неокортекса.

Результаты. Показано, что применение ИПостК ко 2-м суткам реперфузии способствовало увеличению числа неизмененных нейронов в слоях II и III на 25,8 и 28,2 % (P<0,05), которое не сопровождалось изменением уровня иммунореактивности к РЕСАМ- 1/ CD31, к 7-м суткам реперфузии отмечалось увеличение числа неизмененных нейронов в слоях II, III и V на 19,2, 22,1, 21,4 % (Р<0,05), и наблюдалось понижение уровня иммунореактивности к РЕСАМ-1/CD31 в структурах этих слоев на 27,4, 39,4 и 16,7 % (P<0,05) соответственно, при сравнении с аналогичными показателями в группах без применения ИПостК.

Выводы. В механизмах физиологической реакции, формирующейся при применении ИПостК после ишемии головного мозга и приводящей к сохранению числа неизмененных нейронов в отдаленный реперфузионный период, задействован белок РЕСАМ-1/CD31. Это позволяет предположить, что протективный потенциал изучаемого феномена реализуется путем возможного ингибирования миграции нейтрофилов, моноцитов и лимфоцитов и экстравазации лейкоцитов из системного кровотока в поврежденную область головного мозга, т. е. через подавление воспалительного ответа.

1. Щербак Н. С., Русакова А. Г., Галагудза М. М. и др. Морфофункциональная характеристика микроциркуляторного русла и нейронов неокортекса после ишемического посткондиционирования // Морфология. – 2016. – Т. 49, № 5. – С. 21–27. [Shcherbak NS, Rusakova AG, Galagudza MM, Yukina GYu, Barantsevich ER, Tomson VV, Shlyakhto EV. Morphofunctional Characteristics of the Microcirculatory Bed and Neurons in the Neocortex after Ischemic Postconditioning. Morfologiia. 2016;49(5):21–27. (In Russ.)]. Doi: 10.1007/s11055-016-0318-6.

2. Щербак Н. С., Овчинников Д. А., Галагудза М. М. и др. Влияние ишемического посткондиционирования на экспрессию белка Bcl-2 в нейронах неокортекса при глобальной ишемии-реперфузии головного мозга у крыс // Трансляц. медицина. – 2016. – Т. 3, № 1. – С. 63–72. [Shcherbak NS, Ovchinnikov DA, Galagudza MM, Yukina GYu, Barantsevich ER, Thomson VV, Shlyakhto EV. Influence Ischemic Postconditioning on Bcl-2 protein expression of neocortex neurons in global cerebral ischemia-reperfusion. Translyacionnaya medicina. 2016;3(1):63–72. (In Russ.)].

3. Hossmann KA. Viability thresholds and the penumbra of focal ischemia. Ann Neurol. 1994;36(4):557–565. Doi: 10.1002/ana.410360404.

4. Васина Л. В., Петрищев Н. Н., Власов Т. Д. Эндотелиальная дисфункция и ее основные маркеры // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. – 2017. – Т. 16, № 1 (61). – С. 4–15. [Vasina LV, Petrishchev NN, Vlasov TD. Markers of endothelial dysfunction. Regionarnoe krovoobraŝenie i mikrocirkulâciâ. 2017;16(1(61):4–15. (In Russ.)].

5. Ge H, Wen Y, Yang G, Betz AL. Increased expression of intercellular adhesion molecule-1 in mouse focal cerebral ischemia model. Chin Med J. 2000;113(1):75–79.

6. Newman PJ. The biology of PECAM-1. J Clin Invest. 1997;99(1):3–8. Doi: 10.1172/JCI119129.

7. Marti HJ, Bernaudin M, Bellail A, Schoch H, Euler M, Petit E, Risau W. Hypoxia-induced vascular end othe lialgrowth factor expression precedes neovascularization after cerebral ischemia. Am J Pathol. 2000;156(3):965–976. Doi:10.1016/S0002-9440(10)64964-4.

8. Hwang IK, Kim DW, Yoo KY, Jung BK, Song JH, Jung JY, Choi SY, Kang TC, Lee JY, Kwon YG, Won MH. Ischemia-induced changes of platelet endothelial cell adhesion molecule-1 in the hippocampal CA1 region in gerbils. Brain Res. 2005;1048(1–2):251–257. Doi: 10.1016/j.brainres.2005.04.049.

9. Щербак Н. С., Галагудза М. М., Кузьменков А. Н. и др. Новый способ моделирования обратимой глобальной ишемии головного мозга у крыс // Бюл. эксперим. биологии и медици- ны. – 2011. – Т. 152, № 11. – С. 592–595. [Shcherbak NS, Galagudza MM, Kuzmenkov AN et al. A new rat model of reversible global cerebral ischemia. Exp Biol Med. 2012 Mar;152(5):656–658. (In Russ.)]. Doi: 10.1007/s10517-012-1600-4.

10. Paxinos G, Watson Ch. The rat brain in stereotaxic coordinates. N.Y. Academic Press, 1998:474.

11. Ding ZM, Wu B, Zhang WQ, Lu XJ, Lin YC, Geng YJ, Miao YF. Neuroprotective Effects of Ischemic Preconditioning and Postconditioning on Global Brain Ischemia in Rats through the Same Effect on Inhibition of Apoptosis. Int J Mol Sci. 2012;13(5):6089–6101. Doi: 10.3390/ijms13056089.

12. Xing B, Chen H, Zhang M, Zhao D, Jiang R, Liu X, Zhang S. Ischemic postconditioning inhibits apoptosis after focal cerebral ischemia/reperfusion injury in the rat. Stroke. 2008;39(8):2362–2369. Doi: 10.1161/STROKEAHA.107.507939.

13. Otsuka S, Sakakima H, Sumizono M, Takada S, Terashi T, Yoshida Y. The neuroprotective effects of preconditioning exercise on brain damage and neurotrophic factors after focal brain ischemia in rats. Behav Brain Res. 2016;303:9–18. Doi: 10.1016/j.bbr.2016.01.049.

14. Yoo KY, Hwang IK, Kim YS, Kwon DY, Won MH. Change in platelet endothelial cell adhesion molecule-1 immunoreactivity in the dentate gyrus in gerbils fed a folatedeficient diet. Genes Nutr. 2008;2(4):331–336. Doi: 10.1007/s12263-007-0064-z.

15. Seal JB, Buchh BN, Marks JD. New variability in cerebrovascular anatomy determines severity of hippocampal injury following forebrain ischemia in the Mongolian gerbil. Brain Res. 2006;1073–1074:451–459. Doi: 10.1016/j.brainres.2005.12.024.

16. Deddens LH, van Tilborg GA, van der Toorn A, de Vries HE, Dijkhuizen RM. PECAM-1-targeted micron-sized particles of iron oxide as MRI contrast agent for detection of vascular remodeling after cerebral ischemia. Contrast Media Mol Imaging. 2013;8(5):393–401. Doi: 10.1002/cmmi.1536.

17. Fisher M, Feuerstein G, Howells DW, Hurn PD, Kent TA, Savitz SI, Lo EH; STAIR Group. Update of the stroke therapy academic industry roundtable preclinical recommendations. Stroke. 2009;40(6):2244–2250. Doi: 10.1161/STROKEAHA.108.541128.

18. Brown S, Heinisch I, Ross E, Shaw K, Buckley CD, Savill J. Apoptosis disables CD31-mediated cell detachment from phagocytes promoting binding and engulfment. Nature. 2002;418(6894):200–203. Doi: 10.1038/nature00811.

19. Feng YM, Chen XH, Zhang X. Roles of PECAM-1 in cell function and disease progression. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2016;20(19):4082–4088.

20. Ma XD, Song JN, Zhang M, An JY, Zhao YL, Zhang BF. Advances in research of the neuroprotective mechanisms of cerebral ischemic postconditioning. Int J Neurosci. 2015 Mar;125(3):161–169. Doi: 10.3109/00207454.2014.917413.