ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2014-1-56-61ssmu-17Research ArticleМЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В МЕДИЦИНЕNTERDISCIPLINARY BASIC RESEARCH IN MEDICINEМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ НЕЙРОНОВ В ГИППОКАМПЕ КРЫС ПРИ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОМ СТАРЕНИИMORPHOLOGICAL CHANGES IN THE HIPPOCAMPUS OF RATS IN ACCELERATED AGINGМаксимоваК. Ю.MaksimovaK. Yu.

Максимова Ксения Юрьевна, аспирант кафедры гистологии, эмбриологии и цитологии

kseniya.maksimova.88@mail.ruСтефановН. А.StefanovaN. A.

Стефанова Наталья Анатольевна, кандидат биоогических наук, научный сотрудник

kseniya.maksimova.88@mail.ruЛогвиновС. В.LogvinovS. V.

Логвинов Сергей Валентинович, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой гистологии, эмбриологии и цитологии

kseniya.maksimova.88@mail.ruСибирский государственный медицинский университет, ТомскРоссияSiberian State Medical University, TomskRussian FederationИнститут цитологии и генетики Сибирского отделения РАН, НовосибирскРоссияInstitute of Cytology and Genetics, SB RAS, NovosibirskRussian Federation2014280220141315661Copyright © Максимова К.Ю., Стефанов Н.А., Логвинов С.В., 20142014Максимова К.Ю., Стефанов Н.А., Логвинов С.В.Maksimova K.Y., Stefanova N.A., Logvinov S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/17

Цель исследования – проанализировать состояние нейронов гиппокампа преждевременно стареющих крыс линии OXYS в возрасте, когда признаки ускоренного старения мозга отсутствуют (возраст 14 дней), в период их активной манифестации (возраст 5 мес) и активной прогрессии (15 мес). Исследования выполнены на 15 крысах OXYS и 15 крысах Вистар (контроль). Материалом исследования служил головной мозг крыс, изъятый сразу после проведения прижизненной транскардиальной перфузии 10%-м раствором формалина на фосфатном буфере (рН 7,4). С помощью санного микротома готовили фронтальные срезы головного мозга толщиной 5 мкм. Для выявления хроматофильного вещества в перикарионах нейронов гиппокампа срезы окрашивали 0,1%-м крезиловым фиолетовым по Нисслю. При световом микроскопировании СА1, СА3, зубчатой извилины гиппокампа подсчитывали нейроны с очаговым, тотальным хроматолизом, гиперхромные сморщенные нейроны, гиперхромные без сморщивания. На снимках, полученных при помощи программы Carl Zeiss Axio Vision 8.0 при увеличении 10 ´ 100, определяли среднюю площадь (мкм2) тел и ядер нейронов. Методами световой микроскопии выявлены существенные структурные изменения нейронов в СА1, СА3, зубчатой извилине гиппокампа, свидетельствующие о наличии у крыс OXYS характерных для стареющего мозга признаков нейродегенерации уже в возрасте 5 мес. Наиболее выраженные морфологические изменения развиваются в регионе СА1 гиппокампа крыс OXYS и носят необратимый характер. К возрасту 15 мес доля дегенеративно измененных нейронов растет. Морфометрический анализ средней площади тел и ядер нейронов гиппокампа крыс обеих линий в возрасте 14 дней не выявил существенных межлинейных различий. В возрасте 5 мес в регионе СА1 гиппокампа крыс OXYS определялась достоверно меньшая средняя площадь тел и ядер пирамидных нейронов, чем у крыс Вистар. С возрастом такие изменения прогрессировали, и у 15-месячных крыс OXYS значительное уменьшение площади тел и ядер было обнаружено во всех исследуемых регионах гиппокампа по сравнению с показателями у крыс Вистар. Полученные результаты подтверждают перспективность использования крыс OXYS в качестве модели ускоренного старения мозга.

The aim of this work was the analysis of structural changes with age in the hippocampus of senescenceaccelerated OXYS rats when signs of accelerated brain aging are missing (age 14 days), developments (age 5 months), and active progresses (age 15 months). The study was performed on 15 OXYS rats and 15 Wistar rats (as a control). After dislocation, brains were dissected, fixed with 10% formalin, embedded in paraffin, and serially cut in coronal sections (5μm thickness). These sections were stained with Cresyl violet and examined with a photomicroscope (Carl Zeiss Axiostar plus, Germany). The total number of hippocampal pyramidal cells in the CA1, CA3 and the dentate gyrus regions were estimated in 14-dayold, 5and 15-month-old OXYS and Wistar rats (n = 5) on the 5 slices of each brain sections. The number of neurons with chromatolysis, hyperchromatic with darkly stained cytoplasm and shrunken neurons were calculated as degenerative neurons. The pictures obtained with the program Carl Zeiss Axio Vision 8.0 with increasing 10  100, determined the average area bodies and nuclei of neurons (mkm2). The significant structural changes of neurons in the CA1, CA3 and dentate gyrus regions of the hippocampus in OXYS rats at 5 month of age are revealed by light microscopy. This results indicates the early develop neurodegeneration in OXYS rats. The most pronounced morphological changes occur in the CA1 region of the hippocampus of OXYS rats and irreversible. The degenerative changes of neurons in the hippocampus increases by the age of 15 months. Morphometric analysis of the average area of bodies and the nuclei of hippocampal neurons in CA1, CA3 and the dentate gyrus regions of OXYS and Wistar rats at 14 days of age showed no significant interline differences. At 5 months of age in the CA1 region of the hippocampus of OXYS rats was determined a significantly lower average body size and nuclei of pyramidal neurons compared with Wistar rats. With age, these changes have progressed and 15-month-old OXYS rats have a significant decrease in the area bodies and nuclei in all studied regions of the hippocampus compared with Wistar rats. These results confirm the promising use OXYS rats as a model of accelerated brain.

болезнь Альцгеймерагиппокампморфометрияпреждевременно стареющие крысы OXYSAlzheimer's diseasehippocampusmorphometrysenescence-accelerated OXYS ratsReferencesWorld health statistics // 2012. Switzerland: World Health Organization Press // 2012. 175 p.World health statistics. 2012. Switzerland: World Health Organization Press, 2012. 175 p.Querfurth H.W., LaFerla F.M. Alzheimer’s Disease // N. Engl. J. Med. 2010. Р. 329–344.Querfurth H.W., LaFerla F.M. Alzheimer’s disease. N. Engl. J. Med., 2010, pp. 329–344.Morley J.E., Armbrecht H.J., Farr S.A., Kumar V.B. The se-nescence accelerated mouse (SAMP8) as a model for oxida-tive stress and Alzheimer’s disease // Biochim. Biophys. Acta 1822. 2012. Р. 650–656.Morley J.E., Armbrecht H.J., Farr S.A., Kumar V.B. The senescence accelerated mouse (SAMP8) as a model for oxidative stress and Alzheimer’s disease. Biochim. Biophys. Acta 1822, 2012, pp. 650–656.Teich A.F., Arancio O. Is the amyloid hypothesis of Alz-heimer's disease therapeutically relevant // Biochem. J. 2012. Sep. 1. 446 (2). Р. 165–177.Teich A.F., Arancio O. Is the amyloid hypothesis of Alzheimer's disease therapeutically relevant. Biochem. J., 2012, Sep. 1, 446 (2), pp. 165–77.Clavaguera F., Bolmont T., Crowther R.A., Abramowski D. Transmission and spreading of tauopathy in transgenic mouse brain // Nat. Cell. Biol. 2009. Р. 909–913.Clavaguera F., Bolmont T., Crowther R.A., Abramowski D. Transmission and spreading of tauopathy in transgenic mouse brain. Nat. Cell. Biol., 2009, pp. 909–913.Kolosova N.G., Stefanova N.A., Sergeeva S.V. OXYS rats: a prospective model for evaluation of antioxidant availability in prevention and therapy of accelerated aging and age-related cognitive decline: Handbook of Cognitive Aging: Causes, Proceses. Gariépy Q. and Ménard R., eds. // Nova Science Publishers, NY. 2009. Р. 47–82.Kolosova N.G., Stefanova N.A., Sergeeva S.V. OXYS rats: a prospective model for evaluation of antioxidant availability in prevention and therapy of accelerated aging and agerelated cognitive decline: Handbook of Cognitive Aging: Causes, Proceses. Gariépy Q. and Ménard R., eds. Nova Science Publishers, NY. 2009, pp. 47–82.Stefanova N.A., Fursova A.Zh., Kolosova N.G. Behavioral Effects Induced by Mitochondria-Targeted Antioxidant SkQ1 in Wistar and Senescence-Accelerated OXYS Rats // J. Alzheimers Dis. 2010. 21(2). Р. 479–491.Stefanova N.A., Fursova A.Zh., Kolosova N.G. Behavioral Effects Induced by Mitochondria-Targeted Antioxidant SkQ1 in Wistar and Senescence-Accelerated OXYS Rats. J. Alzheimers Dis., 2010, 21 (2), pp. 479–491.Колосова Н.Г., Акулов А.Е., Стефанова Н.А., Мош кин М.П., Савелов А.А., Коптюг И.В., Панов А.В., Вави-лин В.А. Влияние малата на развитие индуцированных ротеноном изменений мозга у крыс Вистар и OXYS: МРТ исследование // ДАН. 2011. Т. 437, № 2. С. 273–276.Kolosova N.G., Akulov A.E., Stefanova N.A., Moshkin M.P., Savelov A.A., Koptyug I.V., Panov A.V., Vavilin V.A. DAN, 2011, vol. 437, no. 2, pp. 273–276 (in Russian).Stefanova N.A., Fursova A.Z., Sarsenbaev K.N., Kolosova N.G. Effects of Cistanche deserticola on behavior and signs of cataract and retinopathy in senescence-accelerated OXYS rats // J. Ethnopharmacol. 2011. V. 138, № 2. P. 624–632.Stefanova N.A., Fursova A.Z., Sarsenbaev K.N., Kolosova N.G. Effects of Cistanche deserticola on behavior and signs of cataract and retinopathy in senescence-accelerated OXYS rats. J. Ethnopharmacol., 2011, vol. 138, no. 2, pp. 624–632.Береговой Н.А., Сорокина Н.С., Старостина М.В., Колосо-ва Н.Г. Возрастные особенности формирования длитель-ной посттетанической потенциации у крыс линии OXYS // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2011. Т. 151, № 1. С. 82–85.Beregovoy N.A., Sorokina N.S., Starostina M.V., Kolosova N.G. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2011, vol. 151, no. 1, pp. 82–85 (in Russian).Stefanova N.A., Muraleva N.A., Skulachev V.P., Koloso¬va N.G. Alzheimer's Disease-Like Pathology in Senescence-Accelerated OXYS Rats can be Partially Retarded with Mi-tochondria-Targeted Antioxidant SkQ1 // J. Alzheimers Dis. 2013. Sep. 18.Stefanova N.A., Muraleva N.A., Skulachev V.P., Kolosova N.G. Alzheimer's Disease-Like Pathology in Senescence-Accelerated OXYS Rats can be Partially Retarded with Mitochondria-Targeted Antioxidant SkQ1. J. Alzheimers Dis., 2013, Sep. 18.Колосова Н.Г., Лебедев П.А., Фурсова А.Ж., Мороскова Т.С., Гусаревич О.Г. Преждевременно стареющие крысы OXYS как модедь сенильной катаракты // Успехи герон-тол. 2003. Вып. 12. С. 143–148.Kolosova N.G., Lebedev P.A., Fursova A.Zh., Moroskova T.S., Gusarevich O.G. Advances in Gerontology, 2003, issue 12, pp. 143–148 (in Russian).Жаботинский Ю.М. Нормальная и патологическая мор-фология нейрона. М.: Медицина, 1965.Zhabotinsky Yu.M. Normal and pathological morphology of the neuron. Moscow, Medicine Publ., 1965 (in Russian).Manfredi G., Kawamata H. Neurodegeneration: Methods and Protocols // Methods in Molecular Biology. 2011. V. 793.Manfredi G, Kawamata H. Neurodegeneration: Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology, 2011, vol. 793.Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. М.: Меди-цина, 1990.Avtandilov G.G. Medical morphometry. M., Meditsina, 1990 (in Russian).Колосова Н.Г., Лебедев П.А., Дикалова А.Э. Сравнение способности антиоксидантов предупреждать развитие катаракты у преждевременно стареющих крыс OXYS // Бюл. эксп. биологии. 2004. Т. 137, № 3. С. 249–251.Kolosova N.G., Lebedev P.A., Dikalova A.E. Bulletin of Experimental Biology, 2004, vol. 137, no. 3, pp. 249–251 (in Russian).Могиляк И.И., Матийцив Н.П., Грунык Н.И., Черник Я.И. Чувствительность нейродегенеративных мутан-тов Drosophila melanogaster группы Swiss cheese // Bio-polymers and Cell. 2011. V. 27, № 6.Mogilyak I.I., Matiytsiv N.P., Grunyk N.I., Chernik Ya.I. Biopolymers and Cell, 2011, vol. 27, no. 6.Ахмедов Р.Л. Возрастные, индивидуальные изменения морфологических и морфометрических параметров коры мозжечка у человека: автореф. дис. … кандидат медицинских наук. СПб., 2007. 20 с.Akhmedov R.L. Age individual changes of morphological and morphometric parameters of the cerebellar cortex in humans. Autor. dis. Cand. med. Sci. St. Petersburg., 2007, 20 p. (in Russian).Assal F., Cummings J.L. Neuropsychiatric symptoms in the dementias // Curr. Opin. Neurol. 2002. № 15. Р. 445–450.Assal F., Cummings J. L. Neuropsychiatric symptoms in the dementias. Curr. Opin. Neurol., 2002, no. 15, pp. 445–450.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.