Методы изучения изменений в спинном мозге при травматических повреждениях периферического нерва

Согласно современным представлениям, травматические повреждения периферических нервов во всех случаях сопровождаются структурными и функциональными нарушениями состояния нейронов сегментарного аппарата спинного мозга. В начальной стадии травмы происходит вазодилятация сосудов спинного мозга и повышение проницаемости гематоспинального барьера на фоне нейрогенного воспаления и выброса активных веществ центральной частью С-волокна или активации моноцитов и Т-клеток. Эти изменения достигают максимума через 24 ч и сохраняются в течение 7 дней. В поздней стадии, на 3-5-й день после травмы, отмечаются структурные изменения задних и передних рогов. Важная роль в этих нарушениях принадлежит исчезновению ретроградного транспорта трофических факторов, нарушению гематоспинального барьера и изменению микроциркуляции в спинном мозге. В литературе представлены лишь единичные исследования изменений гематоспинального барьера и микроциркуляции спинного мозга при травме периферических нервов. Более детальное изучение этой проблемы может помочь в решении ряда вопросов, среди которых - развитие дегенеративных процессов в спинном мозге при периферических нейропатиях, патогенез и лечение нейропатической боли, фармакокинетика лекарственных веществ на фоне повышения проницаемости гематоэнцефалического и гематоспинального барьера, влияние лекарственных препаратов и электромагнитной стимуляции на регенерацию периферических нервов и спинного мозга, прогнозирование динамики функционального состояния спинного мозга при поражении периферических нервов. В статье представлены различные методы, которые могут помочь в исследовании патогенеза поражения нейронов спинного мозга при травме периферического нерва.

травма периферического нерва, микроциркуляция, спинной мозг, гематоспинальный барьер, спинальный кровоток, лазерная допплеровская флоуметрия, peripheral nerve injury, microcirculation, spinal cord, blood-spinal cord barrier, spinal blood flow, Laser Doppler flowmetry

1. Афонин Д. Н., Афонин П. Н. Допплерографическое исследование кровотока в сегментарных артериях при стенозе позвоночного канала // Вестник новых мед. технол. 2001. № 8 (4). С. 75-77.

2. Бокерия Л. А., Аракелян В. С., Щаницын И. Н. и др. Нейромониторинг состояния спинного мозга при операциях на аорте // Анналы хирургии. 2012. № 4. С. 40-45.

3. Живолупов С. А., Рашидов Н. А., Самарцев И. Н. и др. Современные представления о регенерации нервных волокон при травмах периферической нервной системы // Вестник Российской Военно-мед. акад. 2013. № 3 (43). С. 190-198.

4. Иванов А. Ю. и др. Возможности контроля кровотока при нейрохирургических операциях с помощью аппарата «Минимакс» // Методы исследования регионарного кровообращения и микроциркуляции в клинике: Материалы науч.-практ. конф. СПб., 2004. С. 30-31.

5. Крупаткин А. И., Сидоров В. В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: колебания, информация, нелинейность: рук-во для врачей. М.: Либроком, 2013. 496 с.

6. Лихачев С. В., Щаницын И. Н., Шелудякова Н. Б. и др. Особенности регионарного кровотока у больных с гемангиомами позвоночника //Материалы IV съезда Межрегиональной общественной организации «Ассоциация хирургов-вертебрологов». 2013. С. 79-81.

7. Нечипуренко Н. И. Современные представления о патогенезе травматических поражений периферических нервов // Мед. новости. 1997. № 5. С. 9-16.

8. Нинель В. Г., Норкин И. А., Пучиньян Д. М. и др. Гистоморфологическая оценка эффективности воздействия переменного магнитного поля и импульсного тока на регенерацию седалищного нерва крыс в эксперименте // Фундамент. исслед. 2012. № 12 (2). С. 336-340.

9. Степанов Г. А., Крупаткин А. И., Моргунов А. Ю. Оценка микроциркуляции спинного мозга при его острой экспериментальной травме с помощью лазерной допплеровской флоуметрии // Вестник травматол. и ортопедии им. Н. Н. Приорова. 2005. № 2. С. 29-32.

10. Тимофеева Л. Б, Благова Н. В., Величанская А. Г. и др. Динамика количества чувствительных и моторных нейронов, участвующих в регенерации седалищного нерва крысы после его перерезки // Морфолог. ведомости. 2011. № 1. С. 52-57.

11. Тиходеев С. А., Иванова Т. Н. Новый способ регистрации спинального кровообращения при заболеваниях и травмах позвоночника // Вестник хирургии. 1995. № 154 (4-6). С. 83-85.

12. Щурова Е. Н., Худяев А. Т. Исследование микроциркуляции спинного мозга с помощью лазерной допплеровской флуометрии у больных с острой позвоночноспинномозговой травмой // Методология флуометрии. 2001. № 5. С. 77-86.

13. Ambron R. T., Walters E. T. Priming events and retrograde injury signals. A new perspective on the cellular and molecular biology of nerve regeneration // Mol. Neurobiol. 1996. № 13. Р. 61-79.

14. Beggs S., Liu X J., Kwan C. et al. Peripheral nerve injury and TRPV1-expressingprimary afferent C-fibers cause opening of the blood-brain barrier // Mol. Pain. 2010. № 2 (6). Р. 74.

15. Benton R. L., Maddie M. A., Worth C. A. et al. Transcriptomic screening of microvascular endothelial cells implicates novel molecular regulators of vascular dysfunction after spinal cord injury // J. Cereb. Blood. Flow. Metab. 2008. № 28 (11). Р. 1771-1785.

16. Buchweitz E., Weiss H. Alterations in perfused capillary morphometry in awake vs anesthetized brain // Brain. Res. 1986. № 377. Р. 105-111.

17. Carlson A. P., Yonas H. Radiographic assessment of vasospasm after aneurysmal subarachnoid hemorrhage: the physiological perspective // Neurol. Res. 2009. № 31. Р. 593-604.

18. Daneyemez M. Silicone rubber microangiography of injured acute spinal cord after treatment with methylprednisolone and vitamin E in rats // Spine (Phila Pa 1976). 1999. № 24 (21). Р. 2201-2205.

19. Davalos D., Lee J. K., Smith W. B. et al. Stable in vivo imaging of densely populated glia, axons and blood vessels in the mouse spinal cord using two-photon microscopy // J. Neurosci. Methods. 2008. № 169 (1). Р. 1-7.

20. Fairholm D. J., Turnbull I. M. Microangiographic study of experimental spinal cord injuries // J. Neurosurg. 1971. № 35 (3). Р. 277-286.

21. Fisher M. A. AAEM Minimonograph #13: H reflexes and F waves: physiology and indications // Muscle and Nerve. 1992. № 15. Р. 1223-1233.

22. Frerichs K. U., Feuerstein G. Z. Laser-Doppler flowmetry. A review of its application for measuring cerebral and spinal cord bloodflow // Mol. Chem. Neuropathol. 1990. № 12 (1). Р. 55-70.

23. Gordh T., Sharma H. S. Chronic spinal nerve ligation induces microvascular permeability disturbances, astrocytic reaction, and structural changes in the rat spinal cord // Acta. Neurochir. Suppl. 2006. № 96. Р. 335-340.

24. Guerit J. M., Verhelst R., Rubayetal J. Multilevel somatosensory evoked potentials (SEPs) for spinal cord monitoring in descending thoracic and thoraco-abdominal aortic surgery // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 1996. № 10. Р. 93-103.

25. Hart M. A., Brannstrom T., Wiberg M. et al. Primary sensory neurons and satellite cells after peripheral axotomy in the adult rat: timecourse of cell death and elimination // Exp. Brain. Res. 2002. № 142 (3). Р. 308-318.

26. Holtz A., Nystrom B., Gerdin B. Regulation of spinal cord blood flow in the rat as measured by quantitative autoradiography // Acta. Physiol. Scand. 1988. № 133. Р. 485-493.

27. Hu J. Z., Wu T. D., Zeng L. et al. Visualization of microvasculature by x-ray in-line phase contrast imaging in rat spinal cord // Phys. Med. Biol. 2012. № 57 (5). Р. 55-63.

28. Hukuda S., Amano K. Spinal cord tissue oxygen in expermental ischemia, compression, and central necrosis // Spine. Iphila. Pa. 1976. № 5 (4). Р. 303-306.

29. Kato A., Ushio Y., Hayakawa T. et al. Circulatory disturbance of the spinal cord with epidural neoplasm in rats // J. Neurosurg. 1985. № 63 (2). Р. 260-265.

30. Koyanagi I., Tator C. H., Lea P. J. Three-dimensional analysis of the vascular system in the rat spinal cord with scanning electron microscopy of vascular corrosion casts. Part 1: Normal spinal cord // Neurosurgery. 1993. № 33 (2). Р. 277-283.

31. Koyanagi T., Kawaharada N., Kurimoto Y. Examination of Intercostal Arteries with Transthoracic Doppler Sonography // Echocardiography. 2009. № 1. Р. 17-20.

32. LeMaire S. A., Undar A., Junkerman J. et al. Use near-infrared spectrophotometry to monitor spinal cord oxygenation during intercostal artery ligation: preliminary experimental results//Ann. Thorac. Surg. 2002. № 73. Р. 375.

33. Li Y., Song Y., Zhao L. et al. Direct labeling and visualization of blood vessels with lipophilic carbocyanine dye DiI // Nat. Protoc. 2008. № 3 (11). Р. 1703-1708.

34. Lindsberg P. J., Jacobs T. P., Frerichs K. U. et al. Laser-Doppler flowmetry in monitoring regulation of rapid microcirculatory changes in spinal cord // Am. J. Physiol. 1992. № 263. Р. 89-92.

35. Lips J., de Haan P., Bouma G. J. et al. Continuous monitoring of cerebrospinal fluid oxygen tension in relation to motor evoked potentials during spinal cord ischemia in pigs // Anesthesiology. 2005. № 102 (2). Р. 340-345.

36. Ma J., Novikov L. N., Wiberg M. et al. Delayed loss of spinal motoneurons after periphera lnerve injury in adult rats: Aquantitative morphological study // Exp. Brain. Res. 2001. № 139. Р. 216-223.

37. Madiai F., Hussain S. R., Goettl V. M. et al. Upregulation of FGF-2 in reactive spinal cord astrocytes following unilateral lumbar spinal nerve ligation // Exp. Brain. Res. 2003. № 148 (3). Р. 366-376.

38. Mayevsky A., Frank K., Muck M. et al. Multiparametric evaluation of brain functions in the Mongolian gerbil in vivo // J. Basic. Clin. Physiol. Pharmacol. 1992. № 3. Р. 323-342.

39. Moy A. J., Wiersma M. P., Choi B. Optical histology: a method to visualize microvasculature in thick tissue sections of mouse brain. // PLoS One. 2013. № 8 (1). Р. 537-553.

40. Nanai B., Lyman R., Bichsel P. S. Use of intraoperative ultrasonography in canine spinal cord lesions // Vet. Radiol. Ultrasound. 2007. № 48 (3). Р. 254-261.

41. Novikova L., Novikov L., Kellerth J.-O. Brain derived neurotrophic factor reduces necrotic zone and supports neuronal survival after spinal cord hemisection in adult rats // Neurosci. Lett. 1996. № 220. Р. 203-206.

42. Ohkuma H., Itoh K., Shibata S. et al. Morphological changes of intraparenchymal arterioles after experimental subarachnoid hemorrhage in dogs // Neurosurgery. 1997. № 41. Р. 230-236.

43. Palleske Н., Herrmann H. D. Experimental investigation on the regulation of the blood flow of the spinal cord. 1. Comparative study of the cerebral and spinal cord bloodflow with heat clearence probes in pigs // Acta. Neurochir. (Wein). 1968. № 19. Р. 73-80.

44. Ranson S. W. Alterations in the spinal ganglion cells following neurotomy // J. Comp. Neurol. Psychol. 1909. № 19. Р. 125-153.

45. Santillan A., Nacarino V., Greenberg E. et al. Vascular anatomy of the spinal cord // J. Neurointerv. Surg. 2012. № 4 (1). Р. 67-74.

46. Sharma H. S. Early microvascular reactions and blood-spinal cord barrier disruption are instrumental in pathophysiology of spinal cord injury and repair: novel therapeutic strategies including nanowired drug delivery to enhance neuroprotection // J. Neural. Transm. 2011. № 118 (1). Р. 155-176.

47. Shieff C., Vieira J. F., Nashold B. S. Jr. et al. Electrical impedance recording for localization in functional neurosurgery of the spinal cord and lower brain stem // Acta. Neurochir. Suppl. (Wien). 1987. № 39. Р. 174-176.

48. Simonovich M., Barbiro-Michaely E., Mayevsky A. Real-time monitoring of mitochondrial NADH and microcirculatory bloodflow in the spinal cord // Spine (Phila Pa 1976). 2008. № 33 (23). Р. 2495-2502.

49. Suzuki Y. Changes of microcirculation dynamics in the formation of edema following spinal compression injury in rabbits // Nihon. Seikeigeka. Gakkai. Zasshi. 1985. № 59 (7). Р. 707-718.

50. Tandrup T., Woolf C. J., Coggeshall R. E. Delayed loss of small dorsal root ganglion cells after transection of the rat sciatic nerve // J. Comp. Neurol. 2000. № 422 (2). Р. 172-180.

51. Tang J., Hua Y., Su J. et al. Expression of VEGF and neural repair after alprostadil treatment in a rat model of sciatic nerve crush injury // Neurol. India. 2009. № 57. Р. 387-394.

52. Tschetter T. H., Klassen A. C., Resch J. A. et al. Blood flow in the central and peripheral nervous system of dogs using a particle distribution method // Stroke. 1970. № 1 (5). Р. 370-374.

53. Tsvetovsky S. B., Stupak V. V. Monitoring of Spinal Cord Functional Status in Patients with Intramedullary Tumors // Spine Surgery: Digest. 2013. № 1. Р. 1-10.

54. Vogel J., Hermes A., Kuschinsky W. Evolution of microcirculatory disturbances after permanent middle cerebral artery occlusion in rats // J. Cereb. Blood. Flow. Metab. 1999. № 19. Р. 1322-1328.

55. Weiss H. R. Measurement of cerebral capillary perfusion with a fluorescent label // Microvasc. Res. 1988. № 36. Р. 172-180.

56. Wullenweber R. «Itracerebral steal» in man recorded by a heat clearance technique // Scand. J. Clin. Lav. Invest. Suppl. 1968. № 102. Р. XIII.