Церебральне запалення сприяє енцефалопатії та набряку мозку при гострій печінковій недостатності

Дослідницький відділ неврології, лікарня Сент-Люк (C.H.U.M.), Монреальський університет, Монреаль, Квебек, Канада

Анотація

Скорочення

Гостра печінкова недостатність (АЛФ) внаслідок вірусної інфекції або токсичної травми печінки є загрозою для життя. Рівень смертності надзвичайно високий, і смерть виникає переважно від грижі мозку через внутрішньочерепну гіпертензію, спричинену набряком мозку. З'являється все більше доказів того, що запалення відіграє значну роль у патогенезі набряків мозку при АЛФ. Наприклад, наявність системного запалення пов’язане з більш швидким прогресуванням енцефалопатії та набряку мозку у хворих на АЛФ (Роландо та ін. 2000). Системне запалення при ALF призводить до підвищення рівня циркулінів прозапальних цитокінів, включаючи фактор некрозу пухлини альфа (TNF-α) та інтерлейкіни (IL-1β, IL-6) (Nagaki та ін. 2000 р .; Джалан та ін. 2004). Більше того, дослідження артеріо-венозних різниць у пацієнтів з АЛС з неконтрольованою внутрішньочерепною гіпертензією свідчать про чистий витік мозку TNF-α, Il-1β та IL-6, що узгоджується із збільшенням продукції цих цитокінів у мозку (Jalan та ін. 2003; Райт та ін. 2007). Однак переконливих доказів збільшення вироблення цитокінів у мозку при АЛФ бракує.

Метою цього дослідження було оцінити механізми запалення мозку при АЛФ. Зокрема, мікрогліальну активацію та експресію прозапальних цитокінів вимірювали як функцію енцефалопатії та тяжкості набряку мозку, використовуючи добре охарактеризовану модель тварини ALF, печінкову деваскуляризовану щура (Bélanger and Butterworth 2005). У другій серії досліджень було показано, що сприятливий ефект міноцикліну, напівсинтетичного тетрацикліну, обмежує активацію мікроглії в широкому діапазоні нейродегенеративних станів (Стірлінг та ін. 2005), було досліджено. Вплив міноцикліну на прогресування енцефалопатії та набряк мозку у печінкових деваскуляризованих щурів вивчали як функцію мікрогліальної активації та експресії прозапальних цитокінів. Активування мікроглії вимірювали за допомогою вестерн-блот (OX ‐ 6) та імуногістохімії CD11b/c (OX ‐ 42).

Матеріали і методи

Деваскуляризація печінки та лікування

Дорослих самців щурів Sprague ‐ Dawley (200–250 г), придбаних у Чарльз-Рівер (Сент-Констант, Квебек, Канада), регулярно тестували на наявність загальних патогенних мікроорганізмів і не мали інфекції на початку операції. Тваринам знеболювали ізофлуран, а також проводили кінцевий портальний анастомоз відповідно до рекомендацій Lee та Fisher (1961). Коротко, щурам зробили лапаротомію, нижню порожнисту вену та ворітну вену виділили та затиснули за допомогою затискача для анастомозу (Roboz Instruments Inc, Вашингтон, округ Колумбія, США) та видалили еліптичну частину, що в 1,5 рази більше діаметра ворітної вени. Ворітну вену перев’язали та розрізали, а анастомоз з боку в бік зробили під розсікаючим мікроскопом. Загальний час операції склав Таблицю 1. Вплив міноцикліну на прогресування енцефалопатії

Прогресування енцефалопатії ALF - фізіологічний розчин ALF - mino

Час до втрати правильних рефлексів (год)	9,73 ± 0,23	13,09 ± 0,47 *
Час до втрати рогівкових рефлексів (год)	12,97 ± 0,36	15,84 ± 0,39 *

Час до втрати правильних рефлексів та втрати рогівкових рефлексів у щурів з АЛФ, які отримували міноциклін (ALF-mino), порівняно з контролем ALF, обробленим фізіологічним розчином (ALF-фізіологічний розчин), виражене в годинах (год). Дані представляють середнє значення ± SEM від = 10 тварин на групу лікування; суттєві зміни порівняно із сольовою групою ALF, позначеною *стор

Вимірювання води в мозку

Кількість води в мозку визначали методом вологої/сухої ваги. Половину мозку зважували до і після 48 год інкубації в духовці 120 ° C. Вміст води у зразках мозку виражається як відсоток вмісту води згідно з наступним рівнянням:% води = (маса вологи - маса сухого)/маса води × 100.

Ланцюгова реакція полімерази з зворотною транскрипцією в реальному часі (QRT ‐ PCR)

Видалення ліквору та імуноферментний аналіз

Вестерн-блот-аналіз

Імуногістохімія

Статистичний аналіз

Усі дані виражаються як середнє значення ± SEM, а статистичний аналіз проводився із використанням непарного студента т‐Тест (дві групові порівняння) або односторонній дисперсійний аналіз (anova) з подальшим результатом Tukey's post hoc аналіз (множинне порівняння). Ймовірність стор

Результати

Деваскуляризація печінки викликає енцефалопатію та набряк мозку

Після HAL у щурів розвинулась прогресуюча енцефалопатія, починаючи з млявості (очевидно через 6 год після HAL), прогресуючої до втрати правильних та рогівкових рефлексів та коми (табл. 1). Підроблені щури демонстрували нормальну поведінку та неврологічні рефлекси протягом усього періоду експериментів. Вміст води в мозку не суттєво відрізнявся між підробленими щурами та щурами ALF через 6 год після HAL (ALF ‐ 6 год проти підставного: 78,23 ± 0,14% проти 78,09 ± 0,07%), але був значно підвищений у щурів ALF на стадії коми. (ALF-кома проти фіктивного: 80,78 ± 0,10% проти 78,09 ± 0,07%, стор

Вестерн-блот-аналіз експресії OX-6 у щурів ALF виявляє, що пригнічення активації мікроглії шляхом лікування міноцикліном корелює з послабленням набряку мозку. (a) Відсоток вмісту води в мозку в корі головного мозку від штучного контролю (підставного), щурів ALF 6 годин після HAL (ALF ‐ 6 год), щурів ALF на стадії коми в енцефалопатії (ALF-кома) та у щурів, які отримували ALF з міноцикліном (ALF ‐ mino); (b) Експресія білка OX-6 у корі головного мозку з підроблених контролів (доріжки 1–3), щурів ALF 6 год після HAL (доріжки 4–6), щурів ALF на стадії коми при енцефалопатії (доріжки 7–9) і у щурів ALF, оброблених міноцикліном (доріжки 10–12); (c) Гістограма представлення експресії OX ‐ 6 у різних групах лікування. Дані представляють середнє значення ± SEM від = 10 тварин на групу лікування. Значні відмінності, позначені *стор anova с post hoc Тест Тукі).