MORPHOLOGICAL CHANGES IN SKELETAL MUSCLES OF THE HIND LIMBS OF RATS IN ACUTE ISCHEMIA-REPERFUSION CAUSED BY ARTERIAL TOURNIQUET APPLICATION, AND ITS CORRECTION BY CARBACETAM ; МОРФОЛОГІЧНІ ЗМІНИ У СКЕЛЕТНИХ М'ЯЗАХ ЗАДНІХ КІНЦІВОК ЩУРІВ ПРИ ГОСТРІЙ ІШЕМІЇ–РЕПЕРФУЗІЇ, СПРИЧИНЕНІЙ НАКЛАДАННЯМ АРТЕРІАЛЬ...
Summary. Arterial tourniquets are widely used both in clinical practice (for example for angio- and arthroplasty) and in military medicine by the injury of the limbs. After removing the tourniquet and blood supply restoration to the limb arises a multifactorial lesion of tissues both ischemic and distant from the site of ischemia. A number of publications have been devoted to the study of morphological disorders in muscle tissue in acute ischemia-reperfusion in the medical literature. However, the search for effective means for drug correction of these disorders still continues. The aim of the study – to conduct a comparative analysis of structural changes in the skeletal muscles of the hind limbs of rats in acute ischemia-reperfusion caused by the application of an arterial tourniquet, using the correction of disorders with carbacetam. Materials and Methods. Microscopic examination of histological sections of skeletal muscles of the hind limbs of 60 rats below the site of application of the tourniquet under conditions of experimental acute ischemia-reperfusion was performed. Acute ischemia for all animals was caused by application of SWAT rubber bands on the hind limbs of animals, 5–6 mm in width, at the inguinal fold level within 2 hours under thiopental anesthesia. A reperfusion was modeled by removing the tourniquet. Half of the experimental animals in the reperfusion period for the purpose of correction intraperitoneally was administered the nootropic drug 1-oxo-3,3,6-trimethyl-1,2,3,4-tetrahydroindolo[2,3-c]quinoline (carbacetam) at a dose of 5 mg per kilogram of body weight once a day during the entire reperfusion period. The histological examination was carried out according to standard methods. Sections of the arteries were stained with hematoxylin and eosin, with resorcinol-fuchsin according to Weigart, according to method of Van Gizon and with azan according to the method of Heidenhain, and were examined with a light microscope. Results. Studies have shown that in the early reperfusion period morphological criteria for skeletal muscle remodeling expressed by swelling of muscle fibers and endo- and perimysium, disorders in the hemomicrocirculatory bed in the form of stasis, hyperemia and microthrombosis, diapedetic hemorrhages, significant leukocyte infiltration, deformation of muscle fibers and the disappearance of their striation, damage to the sarcolemma with the release of nuclei in endomysium, defibering of myofibrils, ruptures and fragmentation of fibers, violation of the linear arrangement of nuclei in them, the appearance of areas of myocytolysis. Subject to the correction of reperfusion disorders by cabacetam, there is a decrease in the degree of damage and more quick restoration of structure of the skeletal muscles, which is the most pronounced in groups of animals with reperfusion terms after 1 and 7 days. Complex of features indicates, that at the tissue level the administration of carbacetam not only reduces the ischemic-reperfusion lesion of the myosymplast, but also accelerates the mechanisms of reparative rhabdomyohistogenesis. Conclusions. Structural changes in the skeletal muscles of the limb after two-hour ischemia and subsequent reperfusion increased in the early reperfusion period and reached its peak after 1 day of reperfusion, and in the late period of reperfusion their reverse development took place. With the correction of disorders by carbacetam, the degree of damage is reduced and the recovery of the skeletal muscle structure of the limb is accelerated. ; Резюме. Артеріальні турнікети широко застосовуються як у клінічній практиці (зокрема при ангіо- та артропластиках), так і у військовій медицині при пораненнях кінцівки. Після зняття турнікета і відновлення кровопостачання кінцівки виникає мультифакторне ішемічно-реперфузійне ураження як первинно ішемізованих, так і віддалених від місця ішемії тканин. Вивченню морфологічних порушень у м'язовій тканині при гострій ішемії-реперфузії у медичній літературі присвячено низку публікацій. Проте тривають пошуки ефективних середників для медикаментозної корекції даних порушень. Мета дослідження – провести порівняльний аналіз структурних змін у скелетних м'язах задніх кінцівок щурів при гострій ішемії-реперфузії, спричиненій накладанням артеріального джгута, при здійсненні корекції порушень карбацетамом. Матеріали і методи. Проведено мікроскопічне дослідження гістологічних зрізів скелетних м'язів задніх кінцівок 60 щурів нижче ділянки накладання джгута за умов експериментальної гострої ішемії-реперфузії. Гостру ішемію усім тваринам викликали шляхом накладання гумових джгутів SWAT на задні кінцівки тварин шириною 5–6 мм, на рівні пахвинної складки протягом 2 год під тіопенталовим знеболюванням, а реперфузію моделювали шляхом зняття турнікета. Половині експериментальних тварин у pепеpфузійному пеpіоді з метою коpекції внутpішньочеpевно вводили ноотропний препарат «Каpбацетам» в дозі 5 мг на кілограм маси тіла один раз на добу протягом усього реперфузійного періоду. Зрізи скелетних м'язів забарвлювали гематоксиліном і еозином, за ван Гізон та азаном за методом Гейденгайна і вивчали за допомогою світлового мікроскопа. Результати. Дослідження показали, що у ранньому реперфузійному періоді морфологічними критеріями ремоделювання скелетних м'язів були виражений набряк м'язових волокон та ендо- і перимізію, порушення у гемомікроциркуляторному руслі у вигляді стазу, гіперемії та мікротромбозу, діапедезні крововиливи, виражена лейкоцитарна інфільтрація, деформація м'язових волокон та втрата їх посмугованості, ушкодження сарколеми з виходом ядер у ендомізій, розволокнення міофібрил, розриви та фрагментація волокон, порушення лінійного розміщення ядер у них, поява ділянок міоцитолізу. За умови коpекції реперфузійних порушень каpбацетамом відбувається зменшення ступеня ураження та пpишвидшення відновлення структури скелетних м'язів, яке найбільш яскраво виявлялося в групах тварин із термінами реперфузії через 1 та 7 діб. Сукупність ознак свідчить пpо те, що на тканинному pівні при введенні карбацетаму не лише зменшується ішемічно-реперфузійне ураження міосимпласта, але також пришвидшуються механізми pепаpативного pабдоміогістогенезу. Висновки. Структурні зміни у скелетних м'язах кінцівки при двогодинній ішемії та наступній реперфузії наростали у ранньому реперфузійному періоді та досягали найбільшого вираження через 1 добу реперфузії, а у пізньому реперфузійному періоді відбувався зворотний їх розвиток. За умови корекції порушень каpбацетамом відбувається зменшення ступеня ураження та пришвидшення відновлення структури скелетних м'язів кінцівки.