Immunohistochemical study of the brain glutamine synthetase expression in the rat septic model

Abstract

The aim of the study was to determine the level of glutamine synthetase expression in different brain regions of rats in the conditions of experimental sepsis. Materials and methods. The study was conducted in Wistar rats: 5 sham-operated (control) animals and 20 rats with cecum ligation and puncture (CLP) septic model. Immunohistochemical study of GS expression was performed in the cortex, white matter, hippocampus, thalamus, caudate nucleus/putamen in the period of 20–48 h after CLP. Results. Starting at 12th h after CLP, operated animals displayed progressive impairment finished by profound lethargy and respiratory failure. Between 20–38 h, 9 animals expressed final mentioned symptoms and were euthanized (CLP-B, non-survived), 11 rats displayed less expressed suffering up to 48 h (CLP-A, survived). At 23 h in CLP-B and 48 h in CLP-A rats, liver tissue displayed morphological signs of the focal irreversible damage which was aggravated with time after CLP which could be observed dynamically in non-survived group. Both CLP-A and CLP-B rats showed gradual elevation of GS in all studied brain regions. From 24 to 38 h after CLP, non-survived animals showed significant region-specific dynamic increase in GS expression: in the cortex – by 69.35 %, hippocampus – by 53.6 %, thalamus – by 50.0 %; with the most substantive elevation in the cortex – 1.69-fold increase compared to control. Мета роботи – визначення рівня експресії глутамінсинтетази в різних відділах мозку щурів в умовах експериментального сепсису. Матеріали та методи. Дослідження здійснили на щурах лінії Вістар: 5 хибнооперованих (контрольних) і 20 тварин із септичною моделлю перев’язки та пункції сліпої кишки (CLP). Імуногістохімічне дослідження експресії GS виконали в корі, білій речовині, гіпокампі, таламусі, хвостатому ядрі/лушпині в період між 20 і 48 год після CLP. Результати. Починаючи з 12 години після CLP, у прооперованих тварин спостерігали погіршення стану, що прогресувало. У 9 тварин між 20 і 38 год клінічний перебіг завершився розвитком летаргії та важких респіраторних порушень; вони були евтаназовані – група «тварин,які загинули», CLP-B. В 11 щурів спостерігали менш виражені порушення стану до 48 год – група «тих, які вижили», CLP-A. Через 23 год у щурів групи CLP-B, а також через 48 год у тварин групи CLP-A у тканині печінки виявили морфологічні ознаки вогнищевого незворотного пошкодження, що мало тенденцію до прогресування з часом після CLP-процедури. У CLP-A і CLP-B щурів спостерігали поступове підвищення рівня GS у всіх ділянках мозку, що дослідили. Від 24 до 38 год після CLP у групі CLP-B визначили вірогідне регіон-специфічне динамічне збільшення експресії GS: у корі – на 69,35 %, гіпокампі – на 53,6 %, таламусі – на 50,0 %; найістотніше підвищення – в корі, збільшення в 1,69 раза порівняно з контролем.