Возобновляющаяся гипогликемия и структура сосудистых сплетений боковых желудочков головного мозга крыс

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

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. 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. 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.

1. Дедов 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.pdf

2. Антонова 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/DM12840

3. Булгакова 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/10.37586/2686-8636-2-2024-108-116

4. Cryer PE. Hypoglycemia-associated autonomic failure in diabetes: maladaptive, adaptive, or both? Diabetes. 2015; 64(7): 2322–2323. doi: https://doi.org/10.2337/db15-0331

5. McCrimmon RJ. Consequences of recurrent hypoglycaemia on brain function in diabetes. Diabetologia. 2021; 64(5):971-977. doi: https://doi.org/10.1007/s00125-020-05369-0

6. Mattson MP. Excitotoxicity. In: Stress: Physiology, Biochemistry, and Pathology. Elsevier, 2019;12:125-134. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-813146-6.00011-4

7. D’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/s12035-024-03944-9

8. McKnight 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/s11910-020-01077-9

9. Andravizou 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/healthcare12070768

10. Alisch 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.2021.734992

11. Butcher 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.x

12. Hansen 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.120.000131

13. Cong 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.2024.1423132

14. Trillo-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/cells8020197

15. Sharp CD, Fowler M, Jackson TH 4th, et al. Human neuroepithelial cells express NMDA receptors. BMC Neurosci. 2003; 4:28. doi: https://doi.org/10.1186/1471-2202-4-28

16. Mazucanti 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.2023.112903

17. Bryniarski 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/pharmaceutics12100963

18. Brinker T, Stopa E, Morrison J, et al. A new look at cerebrospinal fluid circulation. Fluids Barriers CNS. 2014;11:10. doi: https://doi.org/10.1186/2045-8118-11-10

19. Auer RN. Hypoglycemic brain damage. Metab Brain Dis. 2004;19(3-4):169-175. doi: https://doi.org/10.1023/b:mebr.0000043967.78763.5b