Нейро-гліо-капілярні взаємодії сідничного нерва та його сегментарних центрів при експериментальній етопозид-індукованій нейропатії

The neurological symptoms that appear during therapy are sufficiently described in the literature, but the long-term results require a more detailed study, as systematic studies of the pathogenesis of toxic neuropathy that have arisen as a result of chemotherapy are few.The purpose of the work is to study the morphofunctional state of the nerve fibers of the sciatic nerve and pericarions of the neurons of its segmental centers (motor and sensory) under the conditions of experimental etoposide-induced neuropathy.Materials and methods. The neurotoxic influence of etoposide was studied in the experiment with one-time intravenous administration of the preparation in dose 22 mg/kg of the body mass of an animal (30 outbred rats of Wistar line). The research terms – 3, 7 and 15 days. The object light-optic and electron-microscopic study was sciatic nerves, cerebrospinal nodes L2-L5 and the lumbar-sacral part of the cerebral spine (L2-S1 segments).Results. For the 3-th day morphological changes of myelin nerve fibers of the sciatic nerve are unessential – on the cross cut they take the incorrect form with creating isolated not deep protrusions and invaginations, wrinkling of separate axial cylinders appear. The endoneural connective tissue is in the stage of moderate edema. At the electron-microscopic study the increase of electronic density of hyaloplasm and growth of the number of microtubules and neurophylaments, swelled mitochondria and cisterns of the smooth endoplasmic reticulum are observed in axoplasm of some myelin nerve fibers. The basal membrane in capillaries is thickened, somewhere scarified. In cytoplasm of endotheliocytes - the increased vesicule formation with predominance of micropinocytotic vesicles that are nearer to the lumenal plasmalemma.On the 7-th day of the experiment the expressed edema was observed in the connective tissue base of the nerve. Most myelin nerve fibers are characterized by the round form, edema of axial cylinders, but there are also fibers with axons in the atrophy state that take the incorrect form. Fissions of myelin lamellas appear in the myelin sheath. The part of mitochondria in axial cylinders is wrinkled with combs homogenization, their vacuole transformation is sometimes observed. Endotheliocytes of endoneurium have invaginations of the nuclear envelope. Numerous finger- and sail-like shoots form on the lumenal plasmalemma. The number of lisosomas grows in cytoplasm of endotheliocytes. Most mitochondria are swelled. Elements of the endoplasmatic reticulum and Golgi apparatus are increased; some of them are vacuole transformed: the expressed micropinocytosis is observed. The basal membrane is thickened, somewhere dissociated.For the 15-th day the edema of connective tissue increases. Myelin nerve fibers with abruptly disturbed ratios between the myelin sheath and axial cylinder (the latter is often thickened and in atrophy state) are revealed in certain parts of the nerve. Many axons have signs of degeneration. Lamellas are placed disorderedly in the thickened myelin sheath, vesicular broad and narrow spots are observed between them. Separate fragments of myelin are detected in axons of the part of fibers at the background of their electron density growth, that is degenerative changes in axons and myelin sheath are present. At the same time there are observed signs of edema and the disordered disposition of neurotubules and neurophylaments. Neurolemmocytes demonstrate macrophagic activity and take products of myelin tunic disintegration. Deep invaginations of nucleus of endotheliocytes and rough peripheral condensation of chromatin are observed in separate hemocapillaries. Lumenal plasmolemma is labile, numerous protrusions form on it.Unessential changes are observed in the state perikaryons of neurons of the segmentary motor center of the sciatic nerve in the spinal cord at the 3-d day (moderate broadening of saccules of the endoplasmatic reticulum, vacuole transformation of cisterns of Golgi apparatus). Manifestations of chromatolysis and increase of lisosomas number are intensified up to the 7-th day. At the 15-th day cells with chromatolysis phenomena and hypochromic nucleus form most neurons.The stroma edema is detected in sensory ganglions. From the 3-rd day takes place neuron bodies deformation with the uneven distribution of clots of Nissl substance. Chromatolysis at the background of large clots of chromatophilic substance, after which neuron wrinkling takes place, is observed at the 7-th day. At the 15-th day phenomena of tigrolysis of basophilic substance with deepening of dystrophic changes in neurons take place. “Light” and “dark” neurons are observed. The processes of cytoplasm vacuolization take place in “light” neurons at the expanse of transformation of mitochondria and cisterns of the endoplasmatic net. The expressed micropinocytosis is revealed in cytoplasm of endotheliocytes of the wall of blood capillaries.Conclusions. It was established, that one-time intravenous administration of etoposide in dose 22 mg/kg of the body mass causes the decrease of the moving activity in experimental animals, starting from the 7-th day of the experiment, for the 15-th day – paresis of lumbar extremities that corresponds to ІІ–ІІІ degree of neurotoxicity.Thus, the dynamics of the experiment, as a result of the toxic influence of etoposide, combines the tendency to the injury and at the same time to the use of compensatory possibilities to provide the life ability of structural components of peripheral nerves and its segmental centers. Осложнения после использования противоопухолевых препаратов являются причиной сенсорных, двигательных и вегетативных расстройств. Неврологические симптомы, которые проявляются во время терапии, достаточно описаны в специализированной литературе, но отдаленные результаты необходимо изучить более точно, поскольку систематические исследования патогенеза токсических нейропатий, возникших вследствие химиотерапии, незначительные.Цель работы – изучить морфофункциональное состояние нервных волокон седалищного нерва и перикарионов нейронов его сегментарных центров (двигательного и чувствительного) в условиях экспериментальной этопозид-индуцированной нейропатии.Материалы и методы. Нейротоксическое влияние этопозида изучали в эксперименте с одноразовым внутривенным введением препарата в дозе 22 мг/кг массы тела животного (30 аутбредных крыс линии Wistar). Материал для исследования отбирали на 3, 7 и 15 сутки. Объекты светооптического и электронно-микроскопического исследований: седалищные нервы, спинномозговые узлы L2-L5 и пояснично-крестцовый отдел спинного мозга (сегменты L2-S1).Результаты. Этопозид-индуцированная нейропатия характеризуется, в первую очередь, дистрофическими и дегенеративными изменениями осевых цилиндров миелиновых нервных волокон седалищного нерва, которые являются отростками чувствительных и двигательных нейронов. В перикарионах наблюдают преимущественно компенсаторные изменения, что содействует сохранению целостности чувствительных и двигательных нейронов в ранние сроки эксперимента (3 сутки). На следующем этапе (7 сутки) последовательно развиваются значительные нарушения в строении кровеносных сосудов периферических нервов и их чувствительных и двигательных центров, которые приводят к углублению альтеративных процессов. На 15 сутки эти явления дополняются дегенеративными изменениями указанных структур.Выводы. Установлено, что однократное внутривенное введение этопозида в дозе 22 мг/кг массы тела вызывает у экспериментальных животных компенсаторные изменения перикарионов с 3 суток эксперимента, начиная с 7 суток наблюдают снижение двигательной активности, на 15 сутки – парезы тазовых конечностей, что соответствует I–II степени нейротоксичности.Отмечено, что в динамике эксперимента как результат влияния этопозида сочетаются тенденции к поражению и одновременного использования компенсаторных возможностей для обеспечения жизнедеятельности структурных компонентов периферического нерва и его сегментарных центров. Ускладнення після використання протипухлинних препаратів є причиною сенсорних, рухових і вегетативних розладів. Неврологічні симптоми, що з’являються під час терапії, достатньо описані в фаховій літературі, а віддалені результати потребують докладнішого вивчення, оскільки систематичні дослідження патогенезу токсичних нейропатій, які виникли внаслідок терапії хіміопрепаратами, нечисленні.Мета роботи – вивчити морфофункціональний стан нервових волокон сідничного нерва та перикаріонів нейронів його сегментарних центрів (рухового та чутливого) за умов експериментальної етопозид-індукованої нейропатії.Матеріали та методи. Нейротоксичний вплив етопозиду вивчали на експериментальній моделі, запропонованій C. L. Bregman, – одноразове внутрішньовенне введення препарату в дозі 22 мг/кг маси тварини (30 аутбредних щурів лінії Wistar). Матеріал для дослідження забирали на 3, 7 та 15 добу. Об’єкти світлооптичного та електронно-мікроскопічного дослідження: сідничні нерви, спинномозкові вузли L2-L5та попереково-крижовий відділ спинного мозку (сегменти L2-S1).Результати. Етопозид-індукована периферична нейропатія характеризується передусім дистрофічними й дегенеративними змінами осьових циліндрів мієлінових нервових волокон сідничного нерва, які є відростками чутливих і рухових нейронів. У перикаріонах переважно відбуваються компенсаторні зміни, що сприяють збереженню цілісності чутливих і рухових нейронів в ранні терміни досліду (3 доба). На наступному етапі (7 доба) послідовно розвиваються чималі зрушення в будові кровоносних судин периферичних нервів та їхніх чутливих і рухових центрів, що призводять до поглиблення альтеративних процесів. На 15 добу ці прояви доповнюються дегенеративними змінами названих структур.Висновки. Встановили, що одноразове внутрішньовенне введення етопозиду в дозі 22 мг/кг маси тіла викликає в експериментальних тварин компенсаторні зміни в перикаріонах від 3 доби досліду, починаючи з 7 доби спостерігають зниження рухової активності, на 15 добу – парези тазових кінцівок, що відповідає ІІ–ІІІ ступеню нейротоксичності. З’ясовано, що в динаміці експерименту як результат впливу етопозиду поєднуються тенденції до ураження та одночасного використання компенсаторних можливостей для забезпечення життєздатності структурних компонентів периферичного нерва, його сегментарних центрів.