Патоморфологические изменения головного мозга при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила

Размещено на http://www.allbest.ru/

Патоморфологические изменения головного мозга при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Арбовирусные инфекции, и в первую очередь лихорадка Западного Нила (ЛЗН) представляют, серьёзную проблему в настоящее время для инфекционистов, эпидемиологов, вирусологов и патологоанатомов России, ввиду тяжести течения и нередко неблагоприятного исхода. ЛЗН - инфекционное заболевание, причиной которого является заражение вирусом Западного Нила, происходящее при укусе инфицированными комарами. Данный вирус является одним из самых распространенных представителей флавивирусов и встречается преимущественно в Африке, Южной Европе и Азии. Однако ЛЗН резко расширила свой ареал и вспышки ЛЗН стали встречаться в регионах умеренного климатического пояса, это связано с освоением хозяйственных необжитых территорий, сопровождающимся миграционными процессами населения и природными факторами (интенсивными дождями, более высокой, чем обычно, температурой воздуха, созданием экологической ниши для интенсивного кормления комаров) [Андросова С.В. и др., 1994, 1996; Альховский С.В. и др., 2003]. В 1997-2000 г. в г. Волгограде и Волгоградской области отмечалась высокая заболеваемость лихорадкой Западного Нила с летальными исходами [Петров В.А. и др., 1999]. Статистический анализ 38 случаев с патологоанатомическим диагнозом «серозный менингоэнцефалит» показал, что у 80 процентов больных с помощью метода ИФА выявлены антитела класса Ig M и Ig G к вирусу Западного Нила. Данные серологического исследования больных свидетельствовали о наличии у них лихорадки Западного Нила в клинической форме серозного менингита.

В настоящее время установлены основные закономерности патогенеза и течения лихорадки Западного Нила. Характер распространенности воспалительного процесса в головном мозге в зависимости от стадийности клинических проявлений у больных ЛЗН до сих пор остается малоизученным [Булеца Б.А., 1989]. В связи с этим представляет интерес изучения патоморфологических изменений ЦНС у экспериментальных животных, зараженных внутрибрюшинно лихорадкой Западного Нила [Писарев В.Б. и др., 2001-2002].

Цель работы:

Установить закономерности патоморфологических изменений головного мозга при экспериментальном исследовании лихорадки Западного Нила.

Задачи исследования:

Изучить динамику структурных изменений головного мозга в инкубационный период, в период клинических проявлений у погибших и выживших мышей, зараженных вирусом Западного Нила.

С помощью иммуногистохимического метода изучить экспрессию антигенов вируса Западного Нила в различных отделах головного мозга мышей (экспериментальный материал).

Выявить закономерности поражений структурных элементов головного мозга на различных стадиях инфекционного заболевания, используя данные экспериментального исследования.

Научная новизна исследования.

Впервые в эксперименте изучены морфофункциональные изменения головного мозга в динамике развития арбовирусной инфекции (лихорадки Западного Нила). Произведена морфометрическая оценка, исследовано изменение иммуногистохимических параметров, дана характеристика структурных преобразований в головном мозге в разные сроки экспериментального воспроизведения лихорадки Западного Нила при внутрибрюшинном заражении мышей.

Впервые установлена закономерность патоморфологических изменений головного мозга при экспериментальном исследовании лихорадки Западного Нила.

Научно-практическая значимость.

На основании патоморфологического исследования головного мозга животных дана характеристика морфологической картины лихорадки Западного Нила, что позволяет расширить имеющиеся представления развития заболевания и причинах летальных исходов. Результаты работы могут быть использованы в клинической и патологоанатомической практике для своевременной диагностики и прогноза заболеваемости ЛЗН, а также для патогенетического лечения.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Патоморфологическая картина морфофункциональных изменений в ЦНС при лихорадке Западного Нила имеет следующую характеристику: образование периваскулярных лимфоплазмоцитарных инфильтратов, тяжелых дистрофических и некротических изменений, на фоне выраженного полнокровия в сосудах микроциркуляторного русла.

2. Различная степень экспрессии антигенов вируса Западного Нила в отделах головного мозга, свидетельствует о нейротропности вируса Западного Нила.

3. На различных стадиях у экспериментальных животных выявлена закономерность поражений структурных элементов головного мозга.

Апробация работы.

Основные результаты исследования докладывались и обсуждались на Международной конференции «Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов» [Астрахань, 2000], на ежегодных итоговых научных конференциях молодых ученых Волгоградской медицинской академии [Волгоград, 2000-2003 г.г.], на 5-7 региональных конференциях молодых ученых Волгоградской области [Волгоград, 2000, 2001 г.г.], на научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения проф. С.С. Касабьян [Волгоград, 2001 г.], на Общероссийской конференции с международным участием «Проблемы морфологии (теоретические и клинические аспекты)» [Москва, 2002], VIII Международной конференции «Центральные и периферические механизмы вегетативной нервной системы» [Украина, Донецк, 2003], V Общероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов [Казань, 2004]. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, в том числе 5 - в центральной печати.

Реализация и внедрение результатов исследования.

Работа выполнена на кафедре патологической анатомии Волгоградского государственного медицинского университета (зав. кафедрой - член-корреспондент РАМН, Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинский наук, профессор В.Б. Писарев) и Волгоградском научном центре РАМН и Администрации Волгоградской области (директор - академик РАМН, д.м.н., профессор В.И.Петров).

Материалы диссертации внедрены в научных и учебных целях в Саратовском государственном медицинском университете и Ростовском государственном медицинском университете. Результаты данного исследования используются в учебном процессе на кафедрах патологической анатомии, инфекционных болезней Волгоградского государственного медицинского университета, в клинико-диагностической работе Волгоградского областного патологоанатомического бюро.

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 115 страницах машинописного текста, содержит 16 таблиц, иллюстрирована 53 рисунками. Она состоит из введения, обзора литературы, главы описания материалов и методов исследования, главы собственных исследований, обсуждения полученных результатов и выводов. Список использованной литературы содержит 152 источника (98 отечественных и 54 зарубежных).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленных перед нами задач было проведено изучение головного мозга у мышей, зараженных вирусом Западного Нила. Экспериментальная работа была проведена в лаборатории биологии и индикации арбовирусов НИИ вирусологии им. Д.И.Ивановского РАМН.

В опытной группе 22 мышам массой 10 г в возрасте 1 месяц, беспородные самки и самцы были заражены вирусом ЛЗН (штаммом 986) по 0,3 ми внутрибрюшинно. После заражения мыши содержались в обычных лабораторных условиях, с обычным режимом кормления, освещения, движения. При уходе за животными, питании и проведении экспериментов руководствовались базисными нормативными документами: Приказом МЗ №750, Рекомендациями Комитета по экспериментальной работе с использованием животных при Минздраве России, рекомендациями ВОЗ [Шалимов С.А. и др., 1988; Абидов М.Т., 1996].

Весь экспериментальный материал был разделен на 5 групп. Контрольная группа была представлена 5 здоровыми беспородными животными, не зараженными вирусом ЛЗН, в возрасте 1 месяца находившимися в обычных лабораторных условиях. Опытные животные выводились из эксперимента, начиная с 3 суток и до 14 суток после заражения. Инкубационный период у животных имел место первые 4 суток, разгар заболевания с 6 по 9 сутки и реконвалесценты - 11, 14 сутки. Экспериментальный материал был любезно предоставлен сотрудниками лаборатории на кафедру патологической анатомии Волгоградского государственного медицинского университета для дальнейшего морфологического исследования. В зависимости от клинических проявлений, исследованные экспериментальные животные были разделены на группы. Нами исследовалась ткань головного мозга, полученная в ходе эксперимента по отделам [Автандилов Г.Г., и др., 1981]. Критерием выбора отделов для исследования явились наиболее выраженные морфологические изменения в структурах мозга, которые в свою очередь, обуславливают участие ткани головного мозга в инфекционном процессе.

Исходя из выше изложенного, в работе исследовались следующие отделы:

- кора полушарий головного мозга по областям: лимбическая, прецентральная, лобная, постцентральная, инсулярная, височная, теменная, затылочная;

- базальная часть конечного мозга и связанные с ним структуры: миндалевидное тело, хвостатое ядро, скорлупа и полосатое тело;

- гипоталамуc: супраоптическое ядро, паравентрикулярное ядро, дорсомедиальное ядро и маммилярные ядра: латеральное сосцевидное ядро, медиальное сосцевидное ядро, надсосцевидное ядро, вентральное предсосцевидное ядро;

- гиппокамп: аммонов рог;

- задний мозг по отделам: мозжечок и мост;

- продолговатый мозг по отделам: вентролатеральные, дорсальные и центральные.

Головной мозг животных фиксировали в 10% нейтральном формалине, с дальнейшим обезвоживанием в батарее спиртов и изготовлением парафиновых блоков. С одного блока получали по 600-700 серийных фронтальных срезов толщиной 5-7 микрон, каждый пятый или десятый срез монтировали на предметные стекла в порядке их получения и маркировали. В работе использовались следующие методы:

- окрашивание препаратов мозга гематоксилином и эозином по общепринятой гистологической методике;

- окрашивание препаратов мозга с использованием нейрогистохимических методик тионином по методу Ниссля, импрегнация парафиновых срезов азотнокислым серебром по Бильшовскому [Саркисов Д. С., Перов Ю. Л., 1996].

С целью выявления экспрессии антигена вируса ЗН производилось иммуногистохимическое исследование с применением моноклональных антител к антигену вируса ЗН в препаратах головного мозга (антитела, реактивы и рекомендации по проведению иммуногистохимического исследования были любезно предоставлены лабораторией биологии и идентификации арбовирусных инфекций, НИИ вирусологии РАМН им. Д.И. Ивановского, заведующий лабораторией доктор медицинских наук, профессор, А.М. Бутенко). Для визуализации использовали непрямую иммунопероксидазную реакцию на базе стрептавидин-биотинового метода с последующей докраской ядер нейронов и глиальных клеток гематоксилином.

Микрофотосъемку гистологических препаратов производили на микроскопе «Zeiss» (Германия) цифровой фотокамерой «Olympus» (Япония).

Производили морфометрическое исследование: определяли степень поражения нейронов путем подсчета неизмененных, слабо измененных, грубо измененных и отсутствующих нейронов [Чубинидзе А.И., 1972]; рассчитывали объемную плотность глиальных элементов [Автандилов Г.Г., 1990]; определяли диагностическую значимость неспецифических морфологических признаков путем расчета коэффициента диагностической информативности (I) по формуле Кульбака в программе Excel Microsoft XP [Копьева Т.Н., Кактурский Л.В., 1976; Сивухина Е.В., 2003].

Вариационно-статистическую обработку данных проводили на ЭВМ IBM-Intel-Celeron-2400 с использованием пакета анализа данных в программе Excel Microsoft Office XP.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Морфологические изменения при исследовании коры головного мозга мышей зараженных вирусом ЗН характеризовались во 2 группе (инкубационный период) - 3-4 сутки - разнообразными дистрофическими процессами в нейронах исследуемых областях, нарушением микроциркуляции в сосудах, умеренным полнокровием и отеком нейропиля, но наиболее выраженные дистрофические изменения были выявлены в лобных и височных областях. Процент поражения нервных элементов составил от 6 до 22 %. Объемная плотность глиальных элементов составила от 7,4 до 15,7 %. Результаты иммуногистохимического исследования показали, что уже на 3-4 сутки определялось умеренное количество неравномерно распределенного иммунопозитивного материала в цитоплазме и ядрах нейронов, в глиальных клетках, а также в эндотелии капилляров, что свидетельствует о проникновении вируса Западного Нила в кору головного мозга экспериментальных животных на 3-4 сутки после заражения. В 3 группе (погибшие животные в разгар заболевания) - 5-6 сутки - морфологические изменения характеризовались превалированием полнокровия в сосудах микроциркуляторного русла и отека во всех исследуемых областях, дистрофическими изменениями нервных волокон, которые носили, диффузный характер и преимущественно это выражалось, в набухании нервных клеток. Процент поражения нервных элементов составил от 5 до 10 %. Объемная плотность глиальных элементов составила от 3,1 до 9,1 %. Результаты иммуногистохимического исследования показали, что в данной группе обнаружена выраженная экспрессия антигенов вируса ЗН в нейропиле. Следует отметить, что в большинстве нейронов также определялась экспрессия антигенов вируса ЗН, однако в глиальных клетках нами его было обнаружено низкое содержание. В 4 группе (заболевшие животные, но не погибшие) - 7-8 сутки - морфологические изменения характеризовались характерной мозаичностью морфологических изменений, что выражалось наличием дистрофических измененных нейронов и гипертрофированных нейронов, однако более выраженные дистрофические процессы были выявлены в лобных и височных областях коры головного мозга мышей. Процент поражения нервных элементов составил от 7 до 40 %. Объемная плотность глиальных элементов составила от 8,3 до 13,2 %. Результаты иммуногистохимического исследования показали, что на 7-8 сутки у заболевших животных в лобных и теменных отделах коры головного мозга отмечалась выраженная экспрессия антигенов ЗН в ядрах большинства нейронов, в сочетании с умеренной степени экспрессии антигенов ЗН в нейронах затылочных и височных отделов коры головного мозга. В глиальных клетках и окружающем нейроны нейропиле отмечалась различная степень экспрессии антигенов ЗН. В 5 группе (не заболевшие животные) - 11, 14 сутки - морфологические изменения характеризовались не значительными дистрофическими изменениями нервных клеток во всех исследуемых группах, что свидетельствует о разнообразных дистрофических изменений нервных клеток на фоне нарушений кровообращения виде полнокровия сосудов микроциркуляторного русла и единичных кровоизлияний. Процент поражения нервных элементов составил от 2 до 17 %. Объемная плотность глиальных элементов составила от 8,9 до 14,1 %. При иммуногистохимическом исследовании коры головного мозга животных 5 группы определялась слабо выраженная экспрессия антигенов вируса ЗН в единичных нейронах и глиальных клетках. Из всего вышеизложенного можно заключить, что понимаемая таким образом характеристика морфологических изменений и локализация их в коре головного мозга в зависимости от стадий инфекционного процесса свидетельствует, по нашему мнению, о воздействии вируса ЗН на кору головного мозга, а иммуногистохимический метод внес наиболее важные данные и доказывает о необходимости проведения комплексного исследования больных зараженных лихорадкой Западного Нила.

При морфологическом исследовании, структур и ядерных образований базальной части конечного мозга мышей зараженных вирусом ЗН характеризовались во 2 группе (инкубационный период) - 3-4 сутки и в 4 группе (заболевшие животные, но не погибшие) - 7-8 сутки - умеренно выраженными дистрофическими изменениями нервных клеток, которые проявлялись в виде набухания нейронов, частичной вакуолизацией ядер и цитоплазмы, кариопикнозом единичных клеток, нейронофагией, а также, обнаружены были нейроны, характеризующиеся повышенной функциональной активностью, что проявлялось гипертрофией ядрышкового аппарата, четкой структурой Нисслевского вещества, распределенного по клетке и увеличением размеров нейронов, а также глиальных элементов, что свидетельствует о мозаичности морфологических проявлений. Процент поражения нервных элементов составил во 2 группе от 4 до 12 %, в 4 группе от 10 до 18 %. Объемная плотность глиальных элементов составила во 2 группе от 9,8 до 12,3 %, в 4 группе от 10,6 до 13,3 %. Результаты иммуногистохимического исследования показали, что уже на 3-4 сутки определялось умеренное количество неравномерно распределенного иммунопозитивного материала в цитоплазме и ядрах нейронов, в нейропиле, а также в эндотелии сосудов микроциркуляторного русла, что свидетельствует о проникновении вируса Западного Нила в структуры и ядерные образования конечного мозга экспериментальных животных на 3-4 сутки после заражения. В 3 группе (погибшие животные в разгар заболевания) - 5-6 сутки - признаками кариоцитолизиса, которые проявлялись побледнением цитоплазмы и ядра, диффузным тотальным лизисом базофильной субстанции с превращением нейронов в едва различимые клетки-тени, на фоне выраженного полнокровия в сосудах микроциркуляторного русла. Процент поражения нервных элементов составил в 3 группе от 4 до 12 %. Объемная плотность глиальных элементов составила в 3 группе от 3,8 до 6,3 %. Результаты иммуногистохимического исследования данной группы показали, что иммунопозитивный материал определялся в незначительном количестве в нейронах и окружающих нейроны областях нейропиля, однако в пучках нервных волокон окружающих нейрональные области иммунопозитивный материал был обнаружен с высоким содержанием. В 5 группе (не заболевшие животные) - 11, 14 сутки - морфологические изменения характеризовались не значительными дистрофическими изменениями, однако при иммуногистохимическом исследовании определялась слабо выраженная экспрессия антигенов вируса Западного Нила в единичных нейронах и глиальных клетках. Процент поражения нервных элементов составил в 5 группе от 2 до 3 %. Объемная плотность глиальных элементов составила в 5 группе от 9,4 до 11,2 %. Учитывая характер морфологических изменений, мы предполагаем, о воздействии вируса ЗН на структуры и ядерные образования базальной части конечного мозга.

Морфологические изменения, выявленные при исследовании ядер гипоталамической области мышей зараженных вирусом ЗН сводились во 2, в 3, в 4 и в 5 группах - как в переднем, так и среднем и заднем гипоталамусе к повышению функциональной активностьи, что с морфологической точки зрения это проявлялось: увеличением объема ядер, увеличением размеров клеточных тел и увеличением Нисслевского вещества. Явления дистрофического характера были незначительны. Процент поражения нервных элементов составил во 2 группе от 8 до 20 %, в 3 группе от 14 до 20 %, в 4 группе от 14 до 36 % и в 5 группе от 5 до 12 %. Объемная плотность глиальных элементов составила во 2 группе от 7,8 до 10,2 %, в 3 группе от 5,0 до 7,1 %, в 4 группе от 9,2 до 10,4 % и в 5 группе от 8,0 до 9,2 %. Результаты иммуногистохимического исследовании показали, что на 3-4 сутки определялось умеренное количество неравномерно распределенного иммунопозитивного материала в цитоплазме и ядрах нейронов, в глиальных клетках, а также в эндотелиях капилляров; на 5-6 сутки определялась очаговая экспрессия антигенов вируса Западного Нила в ядерных образованиях гипоталамической области; на 7-8 и 11, 14 сутки отмечалась низкая степень экспрессии антигенов вируса Западного Нила в нейронах и в отдельных глиоцитах. Учитывая характер морфологических изменений, мы подтверждаем, о воздействии вируса ЗН на ядерные образования гипоталамической области мозга мышей.

Исследование гиппокампа мышей зараженных вирусом ЗН с морфологическим исследованием ядерных образований гипоталамической области во 2, в 3, в 4 и в 5 группах характеризовались сходными патогистологическими изменениями. Процент поражения нервных элементов составил во 2 группе 18 %, в 3 группе 26 %, в 4 группе 33 % и в 5 групппе 6 %. Объемная плотность глиальных элементов составила во 2 группе 7,4 %, в 3 группе 9,1 %, в 4 группе 4,0 % и в 5 группе 10,2 5. Однако результаты иммуногистохимического исследования показали, что на 3-4 сутки определялось умеренное количество неравномерно распределенного иммунопозитивного материала в цитоплазме и ядрах нейронов, в глиальных клетках, а также в эндотелиях капилляров. На 5-6 сутки выявлена выраженная и умеренная экспрессия антигенов в цитоплазме и ядрах нейронов, а также в глиальных клетках. На 7-8 сутки у экспериментальных животных не определялись у значительной части нейронов антигены вируса Западного Нила, но у единичных нейронов определялось умеренное количество иммунопозитивного материала; на 11, 14 сутки отмечалась слабо выраженная экспрессия антигенов вируса Западного Нила в единичных нейронах и глиальных клетках. Учитывая характер морфологических изменений, мы подтверждаем, о воздействии вируса ЗН на гиппокамп.

Морфологическое исследование заднего мозга мышей зараженных вирусом ЗН выявило довольно пеструю картину. В мозжечке: дистрофические изменения нервных клеток сочетались с гипертрофией, гиперплазией и некрозом клеток Пуркинье. Следует отметить, что, во 2 группе (инкубационный период) - 3-4 сутки наиболее выражены были гипертрофические и гиперпластические процессы в клетках Пуркинье, чем дистрофические изменения, кроме того, при иммуногистохимическом исследовании мы выявили в данной группе иммунопозитивный материал в цитоплазме и ядрах нейронов. Процент поражения нервных элементов составил во 2 группе 15 %. Объемная плотность глиальных элементовсоставила во 2 группе 3,8 %. В 3 группе (погибшие животные в разгар заболевания) - 5-6 сутки наиболее выражены были диффузные некротические изменения в клетках Пуркинье на фоне разнообразных дистрофических процессов в нервных клетках и нарушения кровообращения. Процент поражения нервных элементов в 3 группе составил 17 %. Объемная плотность глиальных элементов в 3 группе составила 3,1 %. Результаты иммуногистохимического исследования показали, что, в данной группе определялась выраженная экспрессия антигенов вируса в нейропиле, чередующаяся с участками практически полного его отсутствия, а также в глиальных клетках и ядрах нейронов иммунопозитивный материал определялся в различной степени выраженности. В 4 группе (заболевшие животные, но не погибшие) - 7-8 сутки превалировали выраженные гипертрофические процессы в большинстве нервных клетках, а дистрофические изменения в виде набухания клеточного тела и деформацией ядра имели слабовыраженный характер в клетках Пуркинье. Процент поражения нервных элементов в 4 группе составил 22 %. Объемная плотность глиальных элементов в 4 группе составила 3,6 %.Результаты иммуногистохимического исследования показали, что в данной группе определялось умеренное и низкое содержание иммунопозитивного материала в цитоплазме нейронов, в периваскулярных зонах и в пучках нервных волокон; в 5 группе (не заболевшие животные) - 11, 14 сутки преобладали дистрофические процессы в клетках Пуркинье на фоне нарушения кровообращения в сосудах микроциркуляторного русла и выраженного периваскулярного отека. Процент поражения нервных элементов в 5 группе составил 8 %. Объемная плотность глиальных элементов в 5 группе составила 6,2 %. Результаты иммуногистохимического исследования показали, что в данной группе определялась слабо выраженная экспрессия антигенов вируса Западного Нила в единичных нейронах и глиальных клетках. Исследования моста по двум частям выявило: - во 2 группе (инкубационный период) - 3-4 сутки в покрышке моста слабовыраженные явления васкулита, сопровождающиеся дистрофическими изменениями в нервных клетках, а затем и в переходящее необратимое повреждение. В базилярной части моста наблюдались явления перицеллюлярного отека, носившего незначительный характер, а также дистрофические процессы в нейронах и нарушение кровообращения. Процент поражения нервных элементов во 2 группе составил 16 %. Объемная плотность глиальных элементов во 2 группе составила 4,2 %. Результаты иммуногистохимического исследования показали, что в данной исследуемой группе определялась умеренная экспрессия иммунопозитивного материала в эндотелии сосудов и нейропиле, однако в некоторых случаях отмечалось его отсутствие. При исследовании 3 группы (погибшие животные в разгар заболевания) - 5-6 сутки в покрышке и базилярной части моста наблюдались в одних нейронах дистрофические процессы, в других тяжелые структурные изменения основных элементов клетки. Выявлялись участки с очаговым выпадением нейронов. Выявленные морфологические процессы в данной группе мышей зараженных вирусом ЗН могут быть расценены как, тяжелые ишемические изменения, связанные с гипоксическим состоянием при инфекционном процессе. Процент поражения нервных элементов в 3 группе составил 19 %. Объемная плотность глиальных элементов в 3 группе составила 3,3 %. Результаты иммуногистохимического исследования показали, что в данной группе определялась выраженная экспрессия антигенов вируса в нейропиле, чередующаяся с участками практически полного его отсутствия, а также в глиальных клетках и ядрах нейронов иммунопозитивный материал определялся в различной степени выраженности. В 4 группе (заболевшие животные, но не погибшие) - 7-8 сутки, наиболее выраженные дистрофические изменения в базилярной части моста преобладали над слабо выраженными дистрофическими изменениями в покрышке моста. В покрышке моста были выявлены явления спонгиоза, перицеллюлярный отек и тотальный хроматолиз в мелких нейронах. Следует отметить, что в базилярной части моста были обнаружены клетки - тени с явлением кариоцитолизиса и нейронофагией. Процент поражения нервных элементов в 4 группе составил 24 %. Объемная плотность глиальных элементов в 4 группе составила 4,1 %. Результаты иммуногистохимического исследования показали, в данной группе определялось умеренное и низкое содержание иммунопозитивного материала в цитоплазме нейронов, в периваскулярных зонах и в пучках нервных волокон. В 5 группе (не заболевшие животные) - 11, 14 сутки была выявлена гипертрофия нервных клеток, незначительный периваскулярный отек и в сосудах микроциркуляторного русла отмечалось полнокровие и стазы. Процент поражения нервных элементов в 5 группе составил 10 %. Объемная плотность глиальных элементов в 5 группе составила 5,4 %. Результаты иммуногистохимического исследования показали, что в данной группе определялась слабо выраженная экспрессия антигенов вируса Западного Нила в единичных нейронах и глиальных клетках. Учитывая полученные данные морфологического и иммуногистохимического исследования заднего мозга подтверждают о проникновении вируса ЗН в задний мозг, и вызывают там выраженные структурные изменения.

Особый интерес представил анализ наблюдавшихся поражений продолговатого мозга, что свидетельствует о значительно выраженной морфологической картине по сравнению с другими отделами головного мозга. Во 2 группе (инкубационный период) - 3-4 сутки отмечались тяжелые дистрофические изменения нервных клеток, однако поражение сосудов в виде васкулитов не наблюдалось. Процент поражения нервных элементов во 2 группе составил от 16 до 19 %. Объемная плотность глиальных элементов во 2 группе составила от 7,6 до 8,6 %. Обращает внимание, что незначительная иммуногистохимическая экспрессия антигенов вируса определялась в цитоплазме и ядрах нейронов, в нейропиле, а также в эндотелии сосудов микроциркуляторного русла в данной группе животных. В 3 группе (умершие животные в разгар заболевания) - 5-6 сутки в вентролатеральных отделах наблюдались наиболее выраженные явления васкулита в сочетании с полнокровием, перицеллюлярным отеком и дистрофическими изменениями в нейронах; в дорсальных отделах отмечалась умеренная периваскулярная инфильтрация и дистрофические изменения в нервных клетках; в центральных отделах наблюдались тяжелые дистрофические изменения нервных клеток, перицеллюлярный отек и выраженное полнокровие в сосудах микроциркуляторного русла. Процент поражения нервных элементов в 3 группе составил от 32 до 38 %. Объемная плотность глиальных элементов в 3 группе составила от 8,6 до 9,3 %. Иммуногистохимическое исследование данной группы характеризуется выраженной экспрессией антигенов вируса ЗН в нейронах продолговатого мозга и у большинства животных в нейропиле. В 4 группе (заболевшие животные, но не погибшие) - 7-8 сутки в вентролатеральных отделах наблюдалась слабо выраженная периваскулярная лимфоцитарная инфильтрация, сопровождающаяся дистрофическими изменениями в нервных клетках; в дорсальных отделах обнаружена слабо выраженная периваскулярная лимфоплазмоцитарная инфильтрация, периваскулярный отек и дистрофические изменения. Процент поражения нервных элементов в 4 группе составил от 26 до 32 %. Объемная плотность глиальных элементов в 4 группе составила от 7,8 до 9,1 %. Иммуногистохимическая картина в данной группе характеризовалась от умеренно выраженной до выраженной экспрессией антигенов вируса в цитоплазме и ядрах нейронов, в астроцитах, олигодендрацитах, а также в эпендимоглиоцитах выстилающий центральный канал. В 5 группе (не заболевшие животные) - 11, 14 сутки в вентролатеральных, дорсальных и центральных отделах наблюдались незначительные дистрофичские процессы в нейронах на фоне полнокровия сосудов микроциркуляторного русла и перицеллюлярного отека. Процент поражения нервных элементов в 5 группе составил от 8 до 14 %. Объемная плотность глиальных элементов в 5 группе составила от 7,4 до 8,6%. Иммуногистохимическая картина в данной группе характеризовалась слабовыраженной экспрессией антигенов вируса в единичных нейронах и глиальных клетках. Учитывая полученные данные комплексного изучения продолговатого мозга, подтверждают о проникновении вируса ЗН в его отделы и вызывают в нем явления васкулита на фоне выраженного полнокровия в сосудах микроциркуляторного русла, а также тяжелые дистрофические изменения в нервных клетках и перицеллюлярный отек.

Таким образом, полученные патоморфологические изменения в головном мозге у экспериментальных животных зараженных вирусом Западного Нила позволяют понять динамику развития лихорадки Западного Нила в различных отделах ЦНС.

Данные морфологического исследования могут служить основой для дальнейших разработок этиотропного и патогенетически обоснованной терапии.

ВЫВОДЫ

1. Экспериментальное воспроизведение лихорадки Западного Нила на беспородных мышах путем внутрибрюшинного введения вируса Западного Нила вызывает в отделах головного мозга изменения, характерные для менингоэнцефалита, что подтверждает адекватность избранной модели.

2. Морфологическое исследование структур головного мозга животных (кора полушарий, базальная часть конечного мозга и связанные с ним структуры, гипоталамус, гиппокамп, задний мозг и продолговатый мозг) выявило неоднородность поражения компонентов центральной нервной системы при ЛЗН, при этом наиболее выраженные структурные изменения обнаружены в продолговатом мозге.

3. При экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила выявлена стадийность инфекционного процесса: инкубационный период, период разгара клинических проявлений, выздоровление или гибель животных. Обнаруженные дистрофические изменения в нейронах и глиальных клетках проявляют четкую зависимость от стадий заболевания.

4. Обнаруженные морфологические изменения в структурах головного мозга заболевших, но выживших животных, а также у животных с минимальными клиническими проявлениями характеризовались наличием наряду с дистрофическими процессами морфологических признаков сохранности тканевых резервов.

5. Иммуногистохимическое исследование экспрессии антигенов вируса Западного Нила в головном мозге экспериментальных животных выявило его высокую тропность к нейронам и эндотелию сосудов микроциркуляторного русла.

6. Характер обнаруженных воспалительных изменений в головном мозге указывает на первичное преимущественное поражение сосудов микроциркуляторного русла, морфологическое проявление которого представлено экссудативным, пролиферативным и в редких случаях некротическим васкулитом.

7. Выявленные морфологические изменения, подтверждаемые данными иммуногистохимического исследования, были наиболее выражены в 3-й группе (погибшие животные в разгар заболевания) и характеризовались множественными дистрофическими изменениями в головном мозге, серозным воспалением, лимфоцитарной инфильтрацией, необратимыми изменениями в нейронах в сочетании с экспрессией антигена вируса Западного Нила, которые коррелировали с тяжестью клинических проявлений и рекомендованы к использованию в качестве диагностических критериев.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

мозг вирус антиген инфекционный

1.Роль гематоэнцефалического барьера при вирусных повреждениях головного мозга.// Материалы 58-й итоговой конференции НОМУС ВМА. - Волгоград. - 1999. - С. 8.

2.Морфологические изменения в центральной нервной системе мышей, зараженных вирусом лихорадки Западного Нила.// Материалы V региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области. - Волгоград. -2000. - С. 243-244.

3.Патоморфология головного мозга и внутренних органов при серозном менингоэнцефалите, имевшем место в Волгоградской области в 1997-99 г.// Вестник ВМА. - Волгоград. - 2000. - Т. 56. - Вып. 6. - С. 12-14. (Соавторы: Писарев В.Б., Григорьева Н.В., Чернецкий О.А.).

4.Морфологическая характеристика мозговых и внемозговых изменений при серозном менингоэнцефалите, имевшем место в Волгоградской области в 1999 г.// Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов. Экология и здоровье населения. - Актуальные проблемы биологии и медицины (материалы международной конференции). - Астрахань. - 2000. - С. 210. (Соавторы: Григорьева Н.В., Писарев В.Б., Чернецкий О.А.).

5.Морфологические изменения ткани головного мозга при вирусных энцефалитах.// Морфология компенсаторных и приспособительных процессов при действии стрессорно-повреждающих факторов внешней среды: Сб. научн. Трудов. - Волгоград. - 2001. - Вып. 2. - С. 29-35. (Соавторы: Григорьева Н.В.).

6.Патоморфологическая характеристика изменений головного мозга при арбовирусном менингоэнцефалите.// Там же. - С. 40-44. (Соавторы: Григорьева Н.В., Писарев В.Б.).

7.Моделирование лихорадки Западного Нила.// Вестник ВМА. - Волгоград. - 2001. - Т. 57. - Вып.7. - С. 9-11. (Соавторы: Писарев В.Б., Бутенко А.М., Григорьева Н.В., Кириченко А.В., Феоктистова А.В.).

8.Морфологические изменения иммунной и центральной нервной системы при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила.// Материалы VI региональной конфер. молодых исследователей Волгоградской области. - Волгоград. - 2001. - С. 33-35. (Соавторы: Поройская А.В.).

9.Степень выраженности дистрофических изменений в центральной нервной системе мышей, зараженных вирусом лихорадки Западного Нила // Материалы 59-й итоговой конфер. НОМУС ВМА. - Волгоград. - 2001. - С. 10-11.

10. Морфологические изменения в головном мозге мышей при экспериментальной лихорадке Западного Нила.// Проблемы морфологии (теор. и клин. аспекты): тезисы докл. Общеросс. Конф. с межд. Участием. - Москва. - 2002. С. 62. (Соавторы: Писарев В.Б., Григорьева Н.В.).

11. Патоморфологические изменения головного мозга мышей при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила.// Акт. Вопросы экспериментальной и клинической морфологии. - Томск. - 2002. -Вып. 2.-С. 114. (Соавторы: Писарев В.Б., Григорьева Н.В.).

12. Иммуногистохимическое определение антигенов к вирусу лихорадки Западного Нила в ткани головного мозга.// Материалы VII региональной конфер. молодых исследователей Волгоградской области. - Волгоград. - 2002. - С. 20.

13. Патоморфологические изменения коры головного мозга и центральных отделов вегетативной нервной системы при лихорадке Западного Нила.// Арх. клин. и экспер. Медицины (Украина). - 2003. - Т. 12 - №1. - С.7-8. (Соавторы: Григорьева Н.В.).

14. Патоморфологические изменения головного мозга при лихорадке Западного Нила.// Морфология. - Казань. - 2004. - Вып. 4. - С. 100. (Соавторы: Писарев В.Б., Миронов Н.В.).

15. Морфологическая характеристика головного мозга мышей при экспериментальном воспроизведении лихорадки Западного Нила.// Бюллетень Волгоградского научного центра РАМН и Администрации Волгоградской области. - 2005. - №2. - С. 7-9.

16. Клинико-анатомическое изучение лихорадки Западного Нила: Состояние проблемы и перспективы.// Труды II съезда Российского общества патологоанатомов. - Т. 1. - Москва. - 2006. - С. 331-333. (Соавторы: Писарев В.Б., Григорьева Н.В., Поройская А.В., Шмидт М.В., Глухов В.А., Толокольников В.А.).

Размещено на Allbest.ru