Анотація до роботи:

Тадтаєв С.Г. Стереологічне дослідження впливу хронічної епізодичної гіпоксії на розвиток деяких відділів головного мозку у експеременті. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата медичних наук за фахом 14.03.02 – патологічна анатомія. – Харківський державний медичний університет МОЗ України, Харків, 2007 рік.

Дисертація присвячена вивченню морфологічних особливостей дії хронічної епізодичної гіпоксії (ХЕГ) на постнатальний розвиток структур центральної нервової системи в експериментальній моделі обструктивного апное під час сну (ОАС) у дітей з використанням сучасних морфологічних, імуногістохімічних та стереологічних методик. Всього було досліджено 48 щурів породи Sprague-Dawley обох статей контрольної і експериментальної групи у віці 4, 8 і 20 тижнів. Тварини експериментальної групи піддавалися дії ХЕГ з 10 по 25 день після народження.

Було виявлено, що відновлення гіпокампального поля СА1 має помітний гендер-залежний характер і може бути обумовлено ХЕГ- індукованим гіпогонадизмом у самців. Чутливість нейронів ядра під'язикового нерву до ХЕГ, підтримує гіпотезу про важливу роль ХЕГ в хронізації ОАС, а відмінності в чутливості до ХЕГ ядра під'язикового нерву і амбігуального ядра вказують на превалюючу роль дисфункції контролю м'язів язика в хронізації апное.

1. Здійснені в даній дисертаційній роботи дослідження дозволили вирішити актуальну задачу патологічної анатомії – визначення морфофункціональних змін у корі, гіпокампі, ядрі під’язичного нерву та амбігуальному ядрі під впливом ХЕГ під час постнатального розвитку цих структур, що може бути експериментальними та теоретичними обгрунтуваннями профілактики розвитку неврологічної патології у дітей з ОАС. Вплив ХЕГ характеризується якісними та кількісними морфологічними змінами та є наслідком комбінації як деструктивних так і адаптивних процесів, що відбуваються в вивчених структурах.

2. Застосована експериментальна модель впливу ХЕГ є апробірованою та характеризується як мінімальним порушенням сну так і значними когнитивними та поведінковими порушеннями у щурів в тестах водяного лабірінту Моріса та відкритому полі. Таким чином, спостережені морфофункціональні зміни ЦНС щурів є наслідком впливу ХЕГ, а не інших патологічних компонентів ОАС. Дані наведені у цьому дослідженні переконливо свідчать про про те, що ХЕГ, а не інші патологічні компоненти ОАС, несуть переважну відповідальність за когнитивну дисфункцію та затримку у фізичному розвитку, спостережувану у дітей з ОАС.

3. Вивчені структури нервової системи характеризуються різною чутливістю до дії ХЕГ, а також мають різну здатність до відновлення. Більш чутливими до дії ХЕГ є гіппокамп, кора головного мозку та ядро під’язикового нерву, а менш чутливим є амбігуальне ядро. І зокрема, в СА1 полі гіппокампа у щурів віком 4 тижні відмічалося зниження кількості нейронів (7,43x10⁵±0,31x10⁵, 5,88x10⁵±0,57x10⁵, р=0,03) і нейроглії, в корі головного мозку – зниження її об'єму, особливо виражене у тварин у віці 4 тижнів (1,87x10^-7м³±0,03x10^-7м³, 1,76x10^-7м³±0,04x10^-7м³, р=0,038), а також підвищення кількості нейронів, підвищення імунореактивності ГФКБ у самців щурів і зниженням ГФКБ і кількості клітин глії у самок, а також незмінна активність nNO-синтази. В ядрі під’язикового нерву відмічалося зниження об’єму ядра, об’ему ядер нейронів, помітне у всіх вікових групах (4 тижні - 315,17x10^-16м³±8,52x10^-16м³, 276,57x10^-16м³±6,63x10^-16м³, р=0,004), зниження кількості кліток глії - (4 тижні - 1,54x10⁴±0,05x10⁴, 1,14x10⁴±0,15x10⁴, р=0,037). Відновлення СА1 мало гендер-залежний характер, з однаковою кількостю нейронів у самців у віці 8 і 20 тижнів, помітним ГФКБ-астрогліозом, та більшою ніж в контролі кількостю нейронів у самок у 8 тижнів (7,13x10⁵±0,20x10⁵ і 8,70x10⁵±0,44x10⁵, р=0,019) і 20 тижнів (5,79x10⁵±0,37x10⁵ і 7,58x10⁵± 0,42x10⁵, р=0,019). Вплив ХЕГ на розвиток амбігуального ядра був обмежений транзиторним астрогліозом і підвищенням активності ГФКБ у щурів у віці 4 і 8 тижнів, а також помірним зниженням об'єму структури.

4. Тимчасові ХЕГ-індуковані зміни в корі головного мозку і гіпокампі у вигляді зменшеної кількості нейронів та клітин глії у полі СА1 та підвищеної експресії ГФКБ у корі головного мозку свідчать, що на ранньому етапі нейрокогнитивні порушення, притаманні цій експериментальній моделі та ОАС у дітей, виникають із-за дисфункції, в основному, гіпокампальних механізмів, тоді як на пізніших етапах вираженість і вид когнітивних порушень визначається дисфункцією кортикальных, субкортикальных механізмів та їх зв’язків.

5. Дисперсійний аналіз впливу ХЕГ показав, що відновлення гіпокампального поля СА1 має помітний гендер-залежний характер, та характеризується гіперплазією нейронального шару цей структури, що корелює з гендер-залежним відновленням когнітивних функцій у самок, але не самців щурів. Цей феномен свідчить про можливість терапевтичного використання невідомих на даний момент механізмів морфологічного і когнітивного відновлення у самок щурів. Одним з таких механізмів може бути дисфункція гіпоталамо-гіпофізарно-гонадної осі у самців щурів. Таким чином, затримка фізичного розвитку на 8 тижні після завершення дії ХЕГ, а також деяке «недосягнення» нейрогенного потенціалу ХЕГ шляхом зниження нейрогенеза та/або виживання нових нейронів у гіппокампі самців щурів вказує на потенціальну роль ХЕГ у довготривалій дисфункції гіпоталамо-гіпофізарно-гонадної осі у самців щурів у формі гіпогонадизму. Морфологічні дані, що стосуються впливу ХЕГ на розвиток гіппокампу щурів, є підтвердженням гіпотези про більш значний ушкоджувальний вплив ХЕГ на самців, ніж самок щурів. Цей факт може бути пов’язаний з підвищеною захворюванністю подібним до синдрому дефіциту уваги і гіперактивності хлопчиків з ОАС.

6. Чутливість нейронів ядра під'язикового нерва до ХЕГ, з тривалим зниженням об’ему ядер нейронів у ядрі під’язикового нерву, виявлена в даному дослідженні, підтримує гіпотезу про важливу роль ХЕГ в хронізації ОАС, завдяки індукції морфофункціональних порушень в центральних механізмах контролю верхніх дихальних шляхів. Крім того, значна чутливість до впливу ХЕГ ядра під'язикового нерву та відсутність помітних змін у амбігуальному ядрі свідчить про більш значну роль дисфункції контролю м'язів язика, ніж контролю м'язів задньої стінки глотки при хронізації апное. Довготривалий характер морфофункціональних порушень в ядрі під’язикового нерву свідчить про те, що зміни в контролі верхніх дихальних шляхів при ХЕГ можуть бути необоротними, таким чином указуючи на необхідність ранньої діагностики і лікування ОАС у дітей. Ці морфофункціональні порушення можуть бути відповідальні за рецидив ОАС у пацієнтів, що були проліковані, при виникненні в них додаткових факторів ризику.

Практичні рекомендації. Дане дослідження вказує на значний і довготривалий характер порушень в морфофункціональному розвитку структур ЦНС під впливом ХЕГ. Таким чином, ця робота узгоджуються як з експериментальними даними, що вказують на короткочасні і довготривалі когнітивні порушення у тварин під впливом ХЕГ, так і з епідеміологічними дослідженнями, що свідчать про негативні наслідки ОАС у дітей, зокрема – понижену успішність в школі і підвищений ризик розвитку синдрому дефіциту уваги і гіперактивності. Довготривалі морфофункціональні порушення у ядрі під’язичного нерву під впливом ХЕГ вказують на можливість хронічних порушень в контролі верхніх дихальних шляхів. Це спостереження корелює з клінічними даними про значно підвищенний рівень захворюваності ОАС у людей, що мали ОАС у дитинстві та були проліковані. Таким чином, на підставі спостережень даного дослідження сімейним лікарям, педіатрам і отолярингологам пропонується звертати додаткову увагу на дітей з симптомами порушення дихання під час сну, а також проводити навчання їх батьків на предмет раннього виявлення зміни характеру дихання у дітей під час сну, та порушень фізичного і когнітивного розвитку, з метою попередження наслідків ОАС, а лікарям-терапевтам рекомендується проводити цільове обстеження пациентів з сердцево-судинними захворюваннями та гіперсомнією для виявлення ОАС.

Значне порушення морфофункціонального розвитку структур ЦНС під впливом ХЕГ вказує на можливість використання стереологічної оцінки морфофункціональних параметрів цих структур, і зокрема визначення загальної кількості нейронів у пірамідальному шарі СА1 поля гіпокампа і імунореактивності ГФКБ, як можливий альтернативний метод патологоанатомічної діагностики патології раннього постнатального періоду, зв’язаної з пливом ХЕГ.

Публікації автора:

1. Тадтаєв С.Г. Морфологические особенности различных структур головного мозга при повреждающем воздействии эпизодической гипоксии // Український морфологічний альманах. – 2006. – Том 4. – № 3. – С. 82 – 84.

2. Яковцова А.Ф., Тадтаев С.Г., Sibbons P., Ansari T. Особенности повреждающего воздействия прерывистой гипоксии на ядра черепно-мозговых нервов // Вісник морфології. – 2006. – № 12. – С. 254–256. (Автором проведений стереологічний аналіз впливу хронічної епізодичної гіпоксії на морфофункціональний стан трьох ядер ствола мозку (амбігуального, ядра под’язичного нерву, дорсального ядра вагуса) у щурів віком 4, 8, 20 тижнів, а також проведена первинна статистична обробка.)

3. А.Ф. Яковцова, С. Тадтаев, P. Sibbons, T. Ansari. Особенности повреждающего воздействия прерывистой гипоксии на кору головного мозга и гиппокамп // Запорожский медицинский журнал. – 2006. – № 4 (37). – С. 51-52. (Автором проведена повна гістологічна обробка матеріалу та стереологічний аналіз впливу хронічної епізодичної гіпоксії на морфофункціональний стан кори та СА1 поля гіппокампу у щурів віком 4, 8, 20 тижнів.)

4. А.Ф.Яковцова, В.Д.Марковский, С.Г.Тадтаев, В.В.Гаргин. Стереометрическое исследование гиппокампа крысят, перенесших эпизодическую десатурацию // Вісник проблем біології і медицини. – 2006. – № 2. – С.400 - 402. (Автором проведена повна гістологічна обробка матеріалу та стереологічний аналіз безпосереднього впливу хронічної епізодичної гіпоксії з 10 по 25 постнатальний день на морфофункціональні параметри СА1 поля гіппокампу щурів віком чотири тижня.)

5. Tadtayev S., Gozal D., Reeves S.R., Ansari T.I., Row B.W., Sibbons P. Quantitative morphometric analysis of the effects of chronic intermittent hypoxia on three brainstem nuclei in a developmental rodent model // Proc. 20^th Associated Professional Sleep Societies Meeting. – Salt Lake City (USA). - Sleep. – 2006. – Vol. 29A. – P.189 – 190. (Автором проведений гістологічний, імуногістохімічний, стереологічний аналіз впливу хронічної епізодичної гіпоксії на морфофункціональний стан трьох ядер ствола мозку (амбігуального, ядра под’язичного нерву, дорсального ядра вагуса) у щурів віком 4, 8, 20 тижнів, а також проведена первинна статистична обробка.)

6. Tadtayev S., Gozal D., Row B.W., Ansari T.I., Sibbons P. Stereological investigation in a rodent model of pediatric sleep disordered breathing: morphometric evidence for cognitive deficiencies // Proc. American Thoracic Society Meeting.–San Diego (USA). – 2006. – Vol. 3(2) A. – P.112 - 113. (Автором проведена повна гістологічна обробка матеріалу та стереологічний аналіз впливу хронічної епізодичної гіпоксії на морфофункціональний стан кори та СА1 поля гіппокампу у щурів віком 4, 8, 20 тижнів.)

7. Ansari T.I., Tadtayev S., Gozal D., Row B.W., Sibbons P. Stereological investigation in a rodent model of pediatric sleep disordered breathing // Proc. 24^th Annual conference on Sleep Disorders in Infancy and Childhood. –Rancho Mirage (USA). – 2006. – Vol.1. – P.3. (Автором проведений стереологічний аналіз впливу хронічної епізодичної гіпоксії на морфофункціональний стан кори та СА1 поля гіппокампу у щурів віком 4, 8, 20 тижнів.)

8. Tadtayev S., Gozal D., Ansari T.I., Sibbons P. Chronic intermittent hypoxia in the early postnatal period has gender dependent effects on the rat nervous system: evidence from a stereological study // Proc. 18^th British Neuroscience Association National Meeting. – Brighton (UK). – 2004. – Vol.1 – P.241. (Автором проведена повна гістологічна обробка матеріалу та стереологічний аналіз впливу хронічної епізодичної гіпоксії на морфофункціональний стан кори, дорсального ядра вагуса, СА1 поля гіппокампу у щурів віком 20 тижнів.)