Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ГИСТОМОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И ИМПУЛЬСНОГО ТОКА НА РЕГЕНЕРАЦИЮ СЕДАЛИЩНОГО НЕРВА КРЫС В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Нинель В.Г. 1 Норкин И.А. 1 Пучиньян Д.М. 1 Богомолова Н.В. 1 Коршунова Г.А. 1 Матвеева О.В. 1 Айтемиров Ш.М. 1
1 Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии Минздравсоцразвития России
Цель работы – изучить эффективность воздействия переменного магнитного поля и электрических импульсов на процесс регенерации пересечённого седалищного нерва крысы после его нейрорафии. В эксперименте на 90 белых крысах с полным пересечением и последующей нейрорафией седалищного нерва (контрольная серия) изучено влияние переменного магнитного поля (1-я опытная серия) и электрических импульсов (2-я опытная серия) на процесс регенерации нервного ствола. Результаты гистоморфологических исследований показали, что у животных 2-й опытной серии, по сравнению с контрольной, наблюдалось достоверное (p < 0,05) ускорение регенераторных процессов в аксонах повреждённого нерва и более полное восстановление их функций.
седалищный нерв
регенерация
переменное магнитное поле
электроимпульсная стимуляция
1. Берснев В.П. Практическое руководство по хирургии нервов / В.П. Берснев, Г.С. Кокин, Т.О. Извекова. – СПб: ФГУ «РНХИ им. проф. А.Л. Поленова Росмедтехнологий», 2009. – Т.1. – 296 с.
2. Одинак М.М. Патофизиологические закономерности, определяющие восстановление утраченных функций при травматических невропатиях и плексопатиях / М.М.Одинак, С.А.Живолупов, Н.А.Рашидов и др. // Клиническая патофизиология. – 2008. – № 1–2. – С. 12–27.
3. Системы комплексной электромагнитотерапии: учебное пособие для вузов / под ред. А.М. Беркутова, В.И. Жулёва, Г.А. Кураева и др. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2000. – 376 с.
4. Baptista A.F. PEMF fails to enhance nerve regeneration after sciatic nerve crush lesion / A.F. Baptista, B.T. Goes, D. Menezes et al. // J. Peripher Nerv. Syst. – 2009. – Vol. 14, № 4. – P. 285–293.
5. Kelleher M.O. Use of a static magnetic field to promote recovery after peripheral nerve injury / M.O. Kelleher, R.K. Al-Abri, D.V. Lenihan et al. // J. Neurosurg. – 2006. – Vol. 105, № 4. – P. 610–615.
6. Lee T.H. Functional Regeneration of a Severed Peripheral Nerve With a 7-mm Gap in Rats Through the Use of An Implantable Electrical Stimulator and a Conduit Electrode With Collagen Coating / T.H. Lee, H. Pan, I.S. Kim et al. // Neuromodulation. – 2010. – Vol. 13, № 4. – P. 299–305.
7. Rajaram A. Strategic Design and Recent Fabrication Techniques for Bioengineered Tissue Scaffolds to Improve Peripheral Nerve Regeneration / A. Rajaram, X.B. Chen, D.J. Schreyer // J. Trauma Acute Care Surg. – 2012. – Vol. 72, № 1. – P. 199–205.

Лечение пациентов с травматическими поражениями периферической нервной системы является одной из наиболее сложных и до конца ещё не решённых проблем современной медицины [1, 7]. Актуальность данной проблемы, с одной стороны, обусловлена все увеличивающимся количеством травм периферической нервной системы, длительными сроками восстановительного лечения и высоким процентом инвалидности у этого контингента пострадавших, с другой, - имеющимися сложностями морфологической структуры нервной ткани и недостаточно полной изученностью патофизиологических закономерностей восстановительных процессов в центральной и периферической нервной системе [2]. Несмотря на способность периферических нервов к регенерации, функциональные результаты их восстановления нельзя назвать удовлетворительными, в связи с чем проблема улучшения результатов посттравматической реабилитации пациентов с повреждениями периферических нервных проводников сохраняет свою актуальность до настоящего времени. В этом плане определённые перспективы возлагают на использование с лечебной целью таких физических факторов, как магнитные и электрические поля. Однако эффективность этих методик до сих пор изучена недостаточно [3].

Цель работы. Изучить эффективность воздействия переменного магнитного поля и электрических импульсов на процесс регенерации пересечённого седалищного нерва крысы после его нейрорафии.

Материалы и методы исследования

Основу данной работы составили результаты экспериментальных исследований на 90 белых беспородных крысах обоего пола, массой 200-250 г. Все животные находились в одинаковых условиях вивария. Опыты проводились в отдельной лаборатории, исключающей посторонние раздражители, при постоянной температуре воздуха 18-22 °С, со стандартным уровнем освещения и влажности. При содержании в виварии животных обеспечивали сбалансированным кормом и водой. Проведены 3 серии опытов по 30 крыс в каждой, при этом соблюдались все условия, предусмотренные Хельсинской декларацией (1964) и документом «Положение об использовании животных в биомедицинских исследованиях», принятым 41-й Генеральной Ассамблеей Всемирной медицинской ассоциации (1989), и касающиеся этических моментов проведения экспериментов на животных.

Животным всех 3-х серий под перитонеальным тиопенталовым наркозом обнажали седалищный нерв и производили полную его перерезку на уровне средней трети бедра, после чего осуществляли нейрорафию путём наложения эпипериневральных швов с применением микрохирургической техники, атравматических игл и шовного материала 10/0 или 8/0 USP.

В 1-й опытной серии место операции (средняя треть бедра) подвергали в течение 30 дней воздействию переменного магнитного поля напряженностью от 5 до 30 мТл, частотой в 10-50 Гц и длительностью 15 мин 3 раза в сутки. Для этих целей использовали аппарат «МАГ-30» (Россия).

Во 2-й опытной серии экспериментов животным после нейрорафии на ствол нерва накладывали два электрода, представляющие собой освобождённые от изоляции на протяжении 2 мм концы многожильного провода диаметром 0,5 мм, при этом один электрод устанавливали на проксимальном, а другой - на дистальном отрезках сшитого седалищного нерва, располагая их на расстоянии 1 см от места эпипериневральных швов. Электроды фиксировали к эпиневрию с помощью хирургической губки «Тахокомб» (фирма «Никомед»), обладающей хорошими адгезивными свойствами. Вторые концы электродов по подкожному тоннелю выводили наружу в затылочную область крысы для предотвращения скусывания их животными. Стимуляцию нервного ствола осуществляли в течение 30 дней по 15 минут 3 раза в сутки биполярными электрическими импульсами прямоугольной формы, длительностью 0,2 мс, частотой 8 Гц и амплитудой тока, при которой визуализировалось четкое сокращение мышц в дистальных отделах конечностей. Для этих целей использовали генератор импульсного тока от электромиографа «Keypoint» фирмы «Dantek» (Дания-CША). Электростимуляцию сшитого седалищного нерва проводили под общим эфирным обезболиванием. В контрольной серии животным пересекали седалищный нерв, а затем производили восстановление целостности ствола нерва с помощью эпипериневральных швов.

По 10 животных из каждой серии выводили из опыта через 30, 60 и 90 суток после операции. Для приготовления гистологических препаратов извлекали участок седалищного нерва длиной от 10 до 15 мм, включавший зону нейрорафии, проксимальный и дистальный отрезки нерва, и немедленно фиксировали в 10 %-м растворе формалина. Препараты готовили по стандартным гистоморфологическим методикам и окрашивали гемотоксилином и эозином, а также по Ван-Гизон и Бильшовскому-Гросс. Количество окрашенных регенерирующих аксонов выявляли путем прямого их подсчета в 10 полях зрения при увеличении в 1000 раз и определяли среднее значение. Процесс регенерации седалищного нерва оценивали по процентному содержанию регенерирующих аксонов, проросших через зону нейрорафии в периферический отрезок. За 100 % принимали количество регенерирующих нейронов в центральном отрезке на 30 сутки после нейрорафии пересечённого нерва в каждой серии животных.

Числовой материал, полученный в процессе исследования, подвергнут статистической обработке методом вариационной статистики с определением достоверности по критерию Стъюдента.

Результаты исследования и их обсуждение

У всех животных после операции наблюдались двигательные нарушения. Крысы щадили оперированную конечность, избегали на неё опираться, при подъёме по лестнице не пользовались пальцами стопы. У одной трети животных контрольной серии уже через 7-10 суток развивались трофические нарушения (отёк стопы, выпадение волос и изъязвления на коже).

Результаты изучения интенсивности процесса регенерации седалищного нерва по гистологической картине поперечных срезов его центрального и периферического отрезков. В таблице представлены средние величины количества регенерирующих аксонов в поле зрения через 30, 60 и 90 суток после наложения шва на седалищный нерв животных.

У животных 1-й опытной серии, которым применялось локальное воздействие переменным магнитным полем, на 30 сутки опыта среднее количество регенерирующих аксонов в поле зрения в центральном отрезке составило 115,0 ± 3,9 (100 %), а в дистальном - только 36,1 ± 4,2 (31,4 %). У животных 2-й серии, которым проводилось электроимпульсное воздействие, среднее количество регенерирующих аксонов в проксимальном участке нерва составило 119,4 ± 14,0 (100 %), а в дистальном - 80,0 ± 11,7 (67,0 %). У животных контрольной серии, которым выполнялось только сшивание нерва, количество регенерирующих аксонов в проксимальном отрезке составило 110,2 ± 11,0 (100 %), в дистальном - 31,6 ± 3,2 (28,7 %) (рис. 1).

Через 60 суток после операции в 1-й опытной серии (10 животных) число аксонов в дистальном отрезке нерва было 78,1 ± 3,6 (67,9 %), во 2-й серии - 99,16 ± 2,9 (83,1 %), и в контрольной серии аксонов, проросших в дистальный отрезок, насчитывалось - 70,6 ± 7,1 (64,1 %).

Через 90 суток число проросших аксонов у крыс 1-й опытной серии оказалось равным 79,1 ± 3,4 (68,8 %), 2-й серии - 104,0 ± 4 (87,4 %), контрольной серии - только 71,2 ± 3,1 (64,6 %).

Изменения количества регенерирующих аксонов (в расчёте на поле зрения микроскопа) в поперечных срезах центрального и периферического отрезков седалищного нерва крыс через 30, 60 и 90 суток после нейрорафии (контрольная серия) в комбинации с воздействием переменного магнитного поля (1-я опытная серия) или с прямой электростимуляцией (2-я опытная группа)

Сроки наблюдения

Контрольная серия

1-я опытная серия

2-я опытная серия

центральный отрезок нерва

периферический отрезок нерва

центральный отрезок нерва

периферический отрезок нерва

центральный отрезок нерва

периферический отрезок нерва

30 суток

110,2 ± 11,0

31,6 ± 3,2

Р1 < 0,001

115,0 ± 3,9

36,1 ± 4,2

Р1 < 0,001

119,4 ± 14,0

80,0 ± 11,7

Р1 > 0,05

60 суток

 

70,6 ± 7,1

Р1 < 0,02

Р2 < 0,001

 

78,1 ± 3,6

Р1 < 0,001

Р2 < 0,001

 

99,2 ± 2,9

Р1 > 0,05

Р2 > 0,05

90 суток

 

71,2 ± 3,1

Р1 < 0,01

Р2 < 0,001

Р3 > 0,05

 

79,1 ± 3,4

Р1 < 0,001

Р2 < 0,001

Р3 > 0,05

 

104,0 ± 4,0

Р1 > 0,05

Р2 > 0,05

Р3 > 0,05

Примечание: Р1 - достоверность по отношению к количеству регенерирующих аксонов в центральном отрезке нерва в серии; Р2 - достоверность по отношению к количеству регенерирующих аксонов в периферическом нерве по сравнению с их числом на 30 сутки после сшивания седалищного нерва; Р3 - достоверность по отношению к количеству регенерирующих аксонов в периферическом нерве по сравнению с их числом на 60 сутки после сшивания седалищного нерва.

 17

Рис. 1. Динамика прорастания регенерирующих аксонов из проксимального в дистальный отрезок седалищного нерва крыс в контрольной (шов нерва), 1-й опытной (шов нерва + воздействие магнитного поля) и 2-й опытной (шов нерва + прямая электростимуляция ствола нерва) сериях

Макроскопически в этой группе через 90 суток после операции в зоне нейрорафии наблюдавшееся в ранние сроки утолщение и уплотнение, уменьшается в объеме и приобретает более четкие контуры. Микроскопически соединительнотканные структуры в области соединения нерва представлены проросшими аксонами, импрегнированными серебром по Бильшовскому-Гросс в черный цвет. Большая часть нервных волокон прорастает в дистальный отрезок нерва в виде спиралевидных полос неравномерной толщины с единичными утолщениями. Однако единичные аксоны, встречающие на своем пути коллагеновые волокна, изменяют продольное направление, извиваются и ветвятся (рис. 2).

Макроскопически место сшивания седалищного нерва через 30 суток у животных 2-й опытной серии после операции было представлено в виде незначительного утолщения эластической консистенции, рыхло спаянного с окружающими мягкими тканями. При микроскопическом исследовании продольных срезов сшитого нерва обнаружено, что эпи- и эндоневрий утолщены за счет разрастаний грануляционной ткани с участками формирования волокнистых структур. Хорошо ориентированные по ходу нервного ствола многочисленные аксоны прорастают по ходу соединительнотканных волокон в периферический отрезок. К 60 суткам процесс репаративной регенерации как соединительнотканных, так и нервных элементов продолжался: образовались ориентированные по ходу нервного ствола коллагеновые волокна, большая часть аксонов к этому сроку сформировалась в пучки, отграниченные друг от друга прослойками волокнистой соединительной ткани и прорастающие в дистальный отрезок (рис. 3).

2 

Рис. 2. Микрофотография препарата седалищного нерва крысы, импрегнация серебром по Бильшовскому-Гросс: 1 - формирующаяся неврома в зоне нейрорафии; 2 - регенерирующие аксоны, проросшие в дистальный конец нерва. Ув. х200

 28

Рис. 3. Микрофотография препарата седалищного нерва крысы, импрегнация серебром по Бильшовскому-Гросс: 1 - регенерирующие аксоны в проксимальном отрезке нерва; 2 - проросшие аксоны в дистальный конец нервного ствола; 3 - утолщенный эпиневрий. Ув. х80

Через 90 суток после операции у животных 2-й опытной серии место бывшей нейрорафии макроскопически определяется в виде незначительного утолщения нервного ствола. Микроскопически среди коллагеновых волокон соединительнотканного регенерата хорошо видны регенерирующие нервные волокна, идущие от проксимального к дистальному отрезку нерва (рис. 4).

Сравнивая гистоморфологические результаты, полученные у животных 2-й опыт­ной серии, с данными 1-й опытной и контрольной сериями, можно констатировать, что прямая электростимуляция ствола нерва реально ускоряет рост аксонов через зону нейрорафии, что способствует более раннему и полному восстановлению нервного ствола крыс. Эти данные получили подтверждение в работах других авторов [6]. Нами не получены положительные результаты при воздействии переменного магнитного поля на регенерацию седалищного нерва крысы. В доступной литературе, несмотря на достаточно длительное применение магнитных полей с лечебной целью, нет единой точки зрения относительно их влияния на процессы регенерации и до настоящего времени этот вопрос остаётся открытым [4, 5]. В связи с чем работы в этом направлении представляются весьма перспективными

 29

Рис. 4. Микрофотография препарата седалищного нерва крысы, импрегнация серебром по Бильшовскому-Гросс: среди коллагеновых волокон хорошо видны растущие аксоны от проксимального к дистальному участку нерва (стрелка указывает направление роста аксонов). Ув. х 200

Заключение

В результате проведенных экспериментальных исследований установлено отсутствие заметного влияния на регенеративные процессы переменного магнитного поля при его воздействии на поврежденный периферический нерв. Стимуляция нервного ствола электрическим током прямоугольной формы приводит к ускорению регенеративных процессов. Полученные экспериментальные данные обосновывают применение прямой электростимуляции при повреждении периферических нервов.

Рецензенты:

Островский Н.В., д.м.н., профессор, главный врач ММУ «Городская больница № 7. Саратовский центр термических поражений» Министерства здравоохранения Саратовской области, г. Саратов;

Шоломов И.И., д.м.н., профессор, зав. кафедрой нервных болезней Саратовского государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского, г. Саратов.

Работа поступила в редакцию 20.09.2012.


Библиографическая ссылка

Нинель В.Г., Норкин И.А., Пучиньян Д.М., Богомолова Н.В., Коршунова Г.А., Матвеева О.В., Айтемиров Ш.М. ГИСТОМОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И ИМПУЛЬСНОГО ТОКА НА РЕГЕНЕРАЦИЮ СЕДАЛИЩНОГО НЕРВА КРЫС В ЭКСПЕРИМЕНТЕ // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 12-2. – С. 336-340;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=30888 (дата обращения: 17.11.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074