problendoПроблемы ЭндокринологииProblems of Endocrinology0375-96602308-1430Endocrinology Research Centre10.14341/probl13579problendo-13579Research ArticleЭкспериментальная эндокринологияExperimental endocrinologyВозобновляющаяся гипогликемия и структура сосудистых сплетений боковых желудочков головного мозга крысRecurrent hypoglycemia and the structure of the choroid plexus of the lateral ventricles of the rat brainhttps://orcid.org/0000-0001-5387-4287ФокановаО. А.FokanovaО. A.

Фоканова Ольга Анатольевна, к.м.н., доцент, кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии

150000, Ярославль, ул. Революционная, 5

Olga A. Fokanova, MD

5 Revolutionary street, 150000 Yaroslavl

Oafokanova-76@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2479-2036КораблёваТ. В.KorablevaТ. V.

Кораблёва Татьяна Владимировна, к.м.н., доцент, кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии

Ярославль

Tatiana V. Korableva, MD

Yaroslavl

korablevat@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0684-9887МедведеваН. Б.MedvedevaN. B.

Медведева Наталия Борисовна, к.б.н., доцент, кафедра биологической химии

Ярославль

Natalia B. Medvedeva, PhD

Yaroslavl

medvedeva.natalija@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6802-2850ТелушкинП. К.TelushkinP. K.

Телушкин Павел Константинович, д.б.н., доцент, кафедра биологической химии

Ярославль

Pavel K. Telushkin, PhD

Yaroslavl

teluschkin61@mail.ruЯрославский государственный медицинский университетРоссияYaroslavl State Medical UniversityRussian Federation2025180120267165055Copyright © Фоканова О.А., Кораблёва Т.В., Медведева Н.Б., Телушкин П.К., 20262026Фоканова О.А., Кораблёва Т.В., Медведева Н.Б., Телушкин П.К.Fokanova О.A., Korableva Т.V., Medvedeva N.B., Telushkin P.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.probl-endojournals.ru/jour/article/view/13579ОБОСНОВАНИЕ

ОБОСНОВАНИЕ. Возобновляющаяся гипогликемия возникает при инсулинотерапии пациентов с сахарным диабетом и является существенной причиной нарушений функций мозга у этих больных. Большое значение в обеспечении деятельности головного мозга имеет функционирование гематоликворного барьера и производство спинномозговой жидкости (СМЖ). Основной объем СМЖ образуют сосудистые сплетения боковых желудочков (БЖ) головного мозга и глимфатическая система мозга. Роль сосудистых сплетений в развитии нарушений функций мозга при гипогликемии недостаточно изучена.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Цель настоящей работы — определение структуры сосудистых сплетений боковых желудочков головного мозга при возобновляющейся гипогликемии.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Объектом исследования были крысы, перенесшие 9 гипогликемических состояний после введения инсулина (с интервалом 3 дня, уровень глюкозы в крови 1,4–1,8 ммоль/л) и интактные животные. Оценивали объем БЖ и объемные фракции сосудистых сплетений в БЖ: относительный объем и общую фракцию сосудов, фракции клеток и соединительной ткани. Также регистрировали морфологические изменения эпителия сосудистого сплетения и нервной ткани перивентрикулярных пространств.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. У животных, перенесших серию гипогликемий, увеличивается максимальная площадь сечения БЖ, относительный объем сосудистых сплетений БЖ и объемная фракция сосудов, приходящаяся на объем сосудистого сплетения БЖ. Объемная фракция клеток, приходящаяся на объем сосудистого сплетения БЖ у крыс с возобновляющейся гипогликемией, уменьшается. При морфологическом исследовании у этих животных регистрируются дистрофические изменения эпителиоцитов сосудистого сплетения и зоны дистрофических изменений в ткани головного мозга, окружающей желудочки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Таким образом, возобновляющаяся гипогликемия приводит к увеличению максимальной площади сечения БЖ и относительного объема сосудистых сплетений, а также дистрофическим изменениям клеток эпителия сосудистых сплетений и нейронов перивентрикулярных пространств. Поскольку гипогликемия наблюдается в ходе лечения пациентов с сахарным диабетом неоднократно, выявленные изменения могут стать причиной нарушения когнитивных функций и развития деменции у этих больных.

BACKGROUND

BACKGROUND. Recurrent hypoglycemia occurs during insulin therapy in patients with diabetes mellitus and is a significant cause of brain dysfunction in these patients. The functioning of the hematocerebrospinal fluid barrier and the production of cerebrospinal fluid (CSF) are of great importance in ensuring brain activity. The main volume of CSF is formed by the choroid plexus of the lateral ventricles (LV) of the brain and the glymphatic system of the brain. The role of the choroid plexus in the development of brain dysfunction in hypoglycemia has not been sufficiently studied.

OBJECTIVE

OBJECTIVE. The aim of this work was to determine the structure of the choroid plexuses of the lateral ventricles of the brain during recurrent hypoglycemia.

MATERIALS AND METHODS

MATERIALS AND METHODS. The object of the study were rats that had undergone 9 hypoglycemic states after insulin administration (with an interval of 3 days, the blood glucose level of 1.4–1.8 mmol/L) and intact animals. The volume of the LV and volume fractions of the choroid plexuses in the LV were estimated: the relative volume and total fraction of vessels, fractions of cells and connective tissue. Morphological changes in the epithelium of the choroid plexus and nervous tissue of the periventricular spaces were also recorded.

RESULTS

RESULTS. In animals that had undergone a series of hypoglycemias, the maximum cross-sectional area of the LV, the relative volume of the choroid plexuses of the LV and the volume fraction of vessels per volume of the choroid plexus of the LV increase. The volume fraction of cells per volume of the choroid plexus of the ventricles decreases in rats with recurrent hypoglycemia. Morphological examination of these animals reveals dystrophic changes in the epithelial cells of the choroid plexus and zones of dystrophic changes in the brain tissue surrounding the ventricles.

CONCLUSION

CONCLUSION. Thus, recurrent hypoglycemia leads to an increase in the maximum cross-sectional area of the LV and the relative volume of the choroid plexuses, as well as dystrophic changes in the epithelial cells of the choroid plexuses and neurons of the periventricular spaces. Since hypoglycemia is repeatedly observed during the treatment of patients with diabetes mellitus, the identified changes may cause cognitive impairment and the development of dementia in these patients.

возобновляющаяся гипогликемиясосудистые сплетения мозгабоковые желудочкиrecurrent hypoglycemiachoroid plexuslateral ventriclesПлановая НИР ФГБОУ ВО ЯГМУ Минздрава РоссииReferencesДедов И.И., Шестакова М.В., Майоров А.Ю., и др. Сахарный диабет 2 типа у взрослых. Клинические рекомендации Российской ассоциации эндокринологов. - 2022. https://rae-org.ru/system/files/documents/pdf/cr_dm_ii_ad_2022.pdfDedov II, Shestakova MV, Mayorov AU, et al. Diabetes Mellitus 2 type in adults. Clinical guidelines Russian Association of Endocrinologists. 2022. (In Russ.) https://rae-org.ru/system/files/documents/pdf/cr_dm_ii_ad_2022.pdfАнтонова К.В., Лагода О.В., Танашян М.М. Гипогликемические состояния у больных сахарным диабетом 2 типа – церебральные, когнитивные, психосоциальные и клинические аспекты. // Сахарный диабет. — 2022. — Т.25. — №3 — С.288-298. doi: https://doi.org/10.14341/DM12840Antonova KV, Lagoda OV, Tanashyan MM. Hypoglycemia in type 2 diabetes mellitus patients — cerebral, cognitive, psychosocial and clinical aspects. Diabetes mellitus. 2022;25(3):288-298. (In Russ.) doi: https://doi.org/10.14341/DM12840Булгакова С.В., Мерзлова П.Я., Курмаев Д.П., Тренева Е.В. Взаимосвязь гипогликемии и когнитивных нарушений у пожилых пациентов с сахарным диабетом 2 типа. Российский журнал гериатрической медицины. // 2024. — №2 — С.108–116. doi: https://doi.org/10.37586/2686-8636-2-2024-108-116Bulgakova SV, Merzlova PYa, Kurmaev DP, Treneva EV. Correlation of hypoglycemia and cognitive impairment in older patients with type 2 diabetes mellitus. Russian Journal of Geriatric Medicine. 2024; (2):108-116. (In Russ.) doi: https://doi.org/10.37586/2686-8636-2-2024-108-116Cryer PE. Hypoglycemia-associated autonomic failure in diabetes: maladaptive, adaptive, or both? Diabetes. 2015; 64(7): 2322–2323. doi: https://doi.org/10.2337/db15-0331Cryer PE. Hypoglycemia-associated autonomic failure in diabetes: maladaptive, adaptive, or both? Diabetes. 2015; 64(7): 2322–2323. doi: https://doi.org/10.2337/db15-0331McCrimmon RJ. Consequences of recurrent hypoglycaemia on brain function in diabetes. Diabetologia. 2021; 64(5):971-977. doi: https://doi.org/10.1007/s00125-020-05369-0McCrimmon RJ. Consequences of recurrent hypoglycaemia on brain function in diabetes. Diabetologia. 2021; 64(5):971-977. doi: https://doi.org/10.1007/s00125-020-05369-0Mattson MP. Excitotoxicity. In: Stress: Physiology, Biochemistry, and Pathology. Elsevier, 2019;12:125-134. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-813146-6.00011-4Mattson MP. Excitotoxicity. In: Stress: Physiology, Biochemistry, and Pathology. Elsevier, 2019;12:125-134. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-813146-6.00011-4D’Andrea T, Benedetti MC, Monaco L, et al. Selective reduction of Ca2+ entry through the human NMDA receptor: a quantitative study by simultaneous Ca2+ and Na+ imaging. Mol Neurobiol. 2024; 61(8):5841-5850. doi: https://doi.org/10.1007/s12035-024-03944-9D’Andrea T, Benedetti MC, Monaco L, et al. Selective reduction of Ca2+ entry through the human NMDA receptor: a quantitative study by simultaneous Ca2+ and Na+ imaging. Mol Neurobiol. 2024; 61(8):5841-5850. doi: https://doi.org/10.1007/s12035-024-03944-9McKnight CD, Rouleau RM, Donahue MJ, Claassen DO. The regulation of cerebral spinal fluid flow and its relevance to the glymphatic system. Curr Neurol Neurosci Rep. 2020; 20(12):58. doi: https://doi.org/10.1007/s11910-020-01077-9McKnight CD, Rouleau RM, Donahue MJ, Claassen DO. The regulation of cerebral spinal fluid flow and its relevance to the glymphatic system. Curr Neurol Neurosci Rep. 2020; 20(12):58. doi: https://doi.org/10.1007/s11910-020-01077-9Andravizou A, Stavropoulou De Lorenzo S, Kesidou E, et al. The time trajectory of choroid plexus enlargement in multiple sclerosis. Healthcare. 2024; 12(7):768. doi: https://doi.org/10.3390/healthcare12070768Andravizou A, Stavropoulou De Lorenzo S, Kesidou E, et al. The time trajectory of choroid plexus enlargement in multiple sclerosis. Healthcare. 2024; 12(7):768. doi: https://doi.org/10.3390/healthcare12070768Alisch JSR, Kiely M, Triebswetter C, et al. Characterization of age-related differences in the human choroid plexus volume, microstructural integrity, and blood perfusion using multiparameter magnetic resonance imaging. Front Aging Neurosci. 2021;(13):734992. doi: https://doi.org/10.3389/fnagi.2021.734992Alisch JSR, Kiely M, Triebswetter C, et al. Characterization of age-related differences in the human choroid plexus volume, microstructural integrity, and blood perfusion using multiparameter magnetic resonance imaging. Front Aging Neurosci. 2021;(13):734992. doi: https://doi.org/10.3389/fnagi.2021.734992Butcher SP, Sandberg M, Hagberg H, Hamberger A. Cellular origins of endogenous amino acids released into the extracellular fluid of the rat striatum during severe insulin-induced hypoglycemia. J Neurochem. 1987;48(3):722-728. doi: https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.1987.tb05576.xButcher SP, Sandberg M, Hagberg H, Hamberger A. Cellular origins of endogenous amino acids released into the extracellular fluid of the rat striatum during severe insulin-induced hypoglycemia. J Neurochem. 1987;48(3):722-728. doi: https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.1987.tb05576.xHansen KB, Wollmuth LP, Bowie D, et al. Structure, function, and pharmacology of glutamate receptor ion channels. Pharmacol Rev. 2021;73:298–487. doi: https://doi.org/10.1124/pharmrev.120.000131Hansen KB, Wollmuth LP, Bowie D, et al. Structure, function, and pharmacology of glutamate receptor ion channels. Pharmacol Rev. 2021;73:298–487. doi: https://doi.org/10.1124/pharmrev.120.000131Cong J, Li JY, Zou W. Mechanism and treatment of intracerebral hemorrhage focus on mitochondrial permeability transition pore. Front Mol Neurosci. 2024;17:1423132. doi: https://doi.org/10.3389/fnmol.2024.1423132Cong J, Li JY, Zou W. Mechanism and treatment of intracerebral hemorrhage focus on mitochondrial permeability transition pore. Front Mol Neurosci. 2024;17:1423132. doi: https://doi.org/10.3389/fnmol.2024.1423132Trillo-Contreras JL, Toledo-Aral JJ, Echevarría M, Villadiego J. AQP1 and AQP4 contribution to cerebrospinal fluid homeostasis. Cells. 2019; 8(2):197. doi: https://doi.org/10.3390/cells8020197Trillo-Contreras JL, Toledo-Aral JJ, Echevarría M, Villadiego J. AQP1 and AQP4 contribution to cerebrospinal fluid homeostasis. Cells. 2019; 8(2):197. doi: https://doi.org/10.3390/cells8020197Sharp CD, Fowler M, Jackson TH 4th, et al. Human neuroepithelial cells express NMDA receptors. BMC Neurosci. 2003; 4:28. doi: https://doi.org/10.1186/1471-2202-4-28Sharp CD, Fowler M, Jackson TH 4th, et al. Human neuroepithelial cells express NMDA receptors. BMC Neurosci. 2003; 4:28. doi: https://doi.org/10.1186/1471-2202-4-28Mazucanti CH, Kennedy V Jr, Premathilake HU, et al. AAV5-mediated manipulation of insulin expression in choroid plexus has long-term metabolic and behavioral consequences. Cell Rep. 2023; 42(8):112903. doi: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112903Mazucanti CH, Kennedy V Jr, Premathilake HU, et al. AAV5-mediated manipulation of insulin expression in choroid plexus has long-term metabolic and behavioral consequences. Cell Rep. 2023; 42(8):112903. doi: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112903Bryniarski MA, Ren T, Rizvi AR, et al. Targeting the choroid plexuses for protein drug delivery. Pharmaceutics. 2020;12(10):963. doi: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12100963Bryniarski MA, Ren T, Rizvi AR, et al. Targeting the choroid plexuses for protein drug delivery. Pharmaceutics. 2020;12(10):963. doi: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12100963Brinker T, Stopa E, Morrison J, et al. A new look at cerebrospinal fluid circulation. Fluids Barriers CNS. 2014;11:10. doi: https://doi.org/10.1186/2045-8118-11-10Brinker T, Stopa E, Morrison J, et al. A new look at cerebrospinal fluid circulation. Fluids Barriers CNS. 2014;11:10. doi: https://doi.org/10.1186/2045-8118-11-10Auer RN. Hypoglycemic brain damage. Metab Brain Dis. 2004;19(3-4):169-175. doi: https://doi.org/10.1023/b:mebr.0000043967.78763.5bAuer RN. Hypoglycemic brain damage. Metab Brain Dis. 2004;19(3-4):169-175. doi: https://doi.org/10.1023/b:mebr.0000043967.78763.5b

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