TAV~ANLAROA KAOLiNE BAGLI HioROSEFALioE
OLU~AN
HisTOP ATOLOJiK OEGi~iKLiKLER
HISTOPATHOGICAL
CHANGES OF KAOLIN - INDUCED RABBIT HYDROCEPHALUS
Zeki ~EKERCi. Cengiz GUVEN. Ahmet ERGUN. Muammer YUKSEL.Faruk iLDAN, Erhan NAL<;:ACI. Mustafa AVUNDUK
Ankara Numune Hastanesi I. Noro~iriirji Klinigi (Z~. FI. MY) Ankara Universitesi TIp Fakiiltesi Histoloji (CG). Fizyoloji (AE. EN). patoloji A.B.D.'lan
Tiirk Noro~iriirji Dergisi 2 : 81·85. 1991
6ZET : Bu r;all~madasisterna magnasma kaolin suspansiyonu enjekte edilerek obstriiktif tip hidro-sefali olu~turulan tav~anlarda ventrikiiler sistem ve beyin parankiminde meydana gelen histopatolojik degi~ikliklerin inceleme sonu9an sunulmaktadlr. Tav~anlarda hidrosefali sisterna magna'ya kaolin en-jeksiyonundan ortalama 10.5 giin soma geli~mi~tir. I~lk mikroskobu inceleme sonu9anna gore ventrikii-ler siSl~mi do~eyen epandimal ve subepandimal ta-bakalar hidrosefaliden en slk etkilenmi~ olup, silinme ve yassua~ma ozellikle lateral ventrikiillerde daha be-lirgin oJarakgozlenmi~tir. Daha once yapllan r;ah~ma-larm aksine. lateral ventrikiillerin koroid pleksusunda hidrosefaliye bagh aWl degi~iklikler bulunamaml~-tlr. Beyin parankiminde ve ozellikle periventrikiiler beyaz cevherde belirgin odem saptanml~tlr.
Kaolin yalmzca IV. ventrikiil ir;inde, beyin sapl et-rafmda ve bazal sisternlerde toplanml~ olup. konvek-sitedeki subaraknoid mesafe normal olarak degerlendirilmi~tir. Foramen Luschka 'dan ger;en ke-sitlerde a~m sikatris dokusu IV. ventrikiillateral re-seslerini doldurmaktaydl.
Anahtar Kelimeler : Eksperimental hidrosefali.
Histopatolojik degi~iklikler. Kaolin.
GiRi~
1914Yllmda Dandy ve Blackfan (2),ilk kez kopek-lerde "Aquaductus Slyvius"un tlkanmasl ile hid rose-fali olu~turulabilecegini gostermi~lerdir.
Daha sonralan bir c;okara~tlrmau Dandy ve Black-fan'm bu orijinal tekniklerinin modifikasyonlanm onermi~lerdir (7.8). Bu tekniklerden hic;birisi. hidro-sefali ara~tlrmalannda iistiin bir deneysel model sag-layamaml~tlr.
1970 Yllmda Milhorat (11) maymunda obstriiktif hidrosefali olu~turulmasmda yeni ve nisbeten basit bir eksperimental teknik tammlaml~tlr. Bu c;ah~ma-da 256 hayvanc;ah~ma-da. 4. ventrikiil ve kauc;ah~ma-dal akuadukt ~i-~irilebilen bir balon yardlml ile tlkanarak obstriiktif tip hidrosefali olu~turulmu~tu (12). Sisterna magna-ya kaolin vemagna-ya silastik enjeksiyonu; eksperimental hidrosefali olu~turulmasl amauyla kullamlabilen bir diger yontemdir. Bu amac;lakaolin ilk kez
1932Yllm-SUMMARY : The results of histopathological
changes at the ventricular system and brain paren-chima of the rabbits which had obstructive hydrosefalus after caolin injection into cysterna magna are presented. Hydrocephalus occured' meanly 10.5 days after caolin injection. Epandymallayer of ventricular system were affected severely. and ero-sion and Battening were observed espedally at lateral ventrides. In spite of former studies. severe changes because of hydrocephalus were not determined at the choroid plexus of lateral ventricles. Edema were observed at brain parenchima espedally at periven-tricular white matter.
There was caolin only in IVth ventride. around the brain stem and at basal cysterns; subarachnoid spaces at the convexty were normal. At the level of Foramen Luschka. severe scatris tissue filled the lateral recesses of IVth ventride.
Key
Words :
Experimental hydrocephalus, Histopathological changes. Caolin.da Dixon ve Heler (4)tarafmdan kullamlml~ olup. gii-niimiizde hidrosefali olu~turulmasmda en uygun me-todlardan biri olarak kullamlmaya devam etmektedir. insandaki obstriiktif tip hidrosefaliye (enfeksiyon. su-baraknoid kanama vb.) en yakm goriinen deneysel model biyolojik inert maddelerin sisterna magnaya verilmesi ile olu~an hidrosefali gibi goziikmektedir (3.18).Bu metodun diger avantajlan ise yava~ geli~im. biiyiik cerrahi giri~im gerektirmeme ve balon benze-ri yabanu maddelebenze-rin 4. ventbenze-rikiil ic;inekonulmamasl olarak ozetlenebilir. Bu nedenlerle hidrosefalide far-makolojik ve fizyopatolojik c;ah~malaric;inKaolin
kul-lamml en uygun metod olarak goriilmektedir (6.9).
Sunulan c;ah~mada; tav~anlarda, sisterna magna-ya kaolin enjeksiyonuyla hidrosefali olu~turularak. hidrosefalinin beyin parankimi, serebral ventrikiil epandimi ve koroid pleksuslarda neden oldugu his-topatolojik degi~iklikler ara~tmlml~tlr. Aynca kaoli-81
nin bu surece olan etkisi incelenmi~tir
MATERYAL VE MET OD
Bu ~ah~mada ag1rhklan 2.5-3,5 kg arasmda degi-~en 20 yeni Zellanda tav~am deney grubu, 5 ad et ay-m dns tav~an ise kontrol grubu olarak kullaay-mlay-m1~tlr. Deney grubu hayvanlara ketamin HCL (Zamgr/kg)ve xylazinezamgr/kg iM olarak verildikten soma ba~ 20 derece fleksiyonda tespit edildi. Eksterr'lal protube-rens ve Cl'in posterior arkusu anatomik noktalar ola-rak almaola-rak sisterna magna lokalize edildi. Cilt tra~l ve aseptik solusyonla Y1kamaY1takiben 5mm'lik bir longitidunal cilt insizyonu yap1ld1ve 22 nolu igne ile sisterne magaya girildi. ignenin tepesinde berrak BOS'un gorulmesinden soma 1 cc steril kaolin suspan-siyonu 100 MHde 30 gr kaolin bulunan selusyondan, sisterna magnaya enjekte edildikten soma igne ~eki-lerek cilt anatomik olarak kapatlldl.
Tfun hayvanlar bu prosediirii ~ok iyi tolere etrni~-lerdi. Peroperatuvar donemde kaolinin meningeal iri-tasyona sebep olmad1~ gozlendi. Post-operatif erken donemde vital bulgulan ve norolojik tablolan normal olan hayvanlar takibe almarak, fizik aktiviteleri. vi-tal bulgulan ve beslenmeleri giinliik olarak
kaydedil-di. Hayvanlarda 7 ile 14. giinler arasmda; oral
beslenmenin azalmas1, adele inkoordinasyonu ve
ataksik yiiriime (ozellikle geni~ tabanh yiiriime) gibi hidrosefalik semptomlar belirgin hale geldi. Hidrose-fali semptomlan tarn olarak yerle~tikten soma
hay-varlara 55 mgr/kg IV pentotal anestezisi altmda
torakotomi yap1ldl. inen aort klempe edildi, sag vent-rikiil insizyonla a~lld1ve sol ventvent-rikiilden %lO'luk for-molle beyin 15 dakika perfiize edildi. Daha soma beyinler ~lkanlarak bir hafta siireyle formolde tespit edildi. Optik kiazmadan ba~layan aksiyal ve koroner kesitler histolojik takibe ahnd1 ve hemotoksilen-eozin boyas1yla boyandl. Kontrol grubundaki deneklerde intra sisterna
I
kaolin uygulanmas1 yap1lmakslZln ay-m i~leay-mler uygulandl. I~lk ay-mikroskobunda beyin pa-renkimi, serebellum, meninks, ventrikiilleri do~eyen epandimal tabaka, koroid pleksus, beyin sapmm et-rafmdaki ve konveksite iizerindeki subaraknoidme-safe ve kaolin depozitleri incelendi. Sonu~lar
fotomikroskopla tespit edildi. BULGULAR
Optik kiazmadan ge~en kesitlerde lateral ventri-kiil geni~ligihidrosefalili hayvan grubunda 5.8-7.1mm arasmda degi~irken kontrol grubunda 4,2-5 mm ara-smda degi~mekteydi (Tablo 1)Direkt incelemede
be-yin sulkuslannda silinme ozellikle beyin sapmm
~evresinde yaygm kaolin depozitleri vardl. Konvek-sitede beyin zarlan normaldi ve kaoline rastlanma-m1~t1 (~ekil 1). Lateral ventrikiiller, Ill. ventrikul.
82
Tablo I : Hidrosefalik gruptaki turn veriler.
Tav~an
AguhkGiin* Giin** Aguhk kayb1Kesit***
No (gm)(mm) (gm) 1 3000814 9006,9 2 250057600 6 3 2500913 5005,8 4 2600712 7006.1 5 2500610 4007 6 2700693006,6 7 3000688006,8 8 2400913 8005,9 9 2900611 7006,6 10 28008800 6,96 11 270096006.15 12 22006 11 5007.1 13 29006 10 6006,9 14 21005 12 5006,5 15 21005 10 3006.4 16 25008 11 9006,6 17 26007 14 7006.4 18 24009 13 9006.3 19 23006 12 9005,9 20 22007 12 7005,9
* Hidrosefalisemptomlannba~langlC1 •• Hidrosefalisemptomlannyerle~mesi
* •• Kiazmadange~enkesittelateralventrtktilgeni~ligi
Tablo 11 : Kontrol gurubundaki turn veriler.
Tav~an Aguhk Kesitler* No (gm)(mm) 1 26005 2 29004.4 3 24004.7 4 27004.5 5 2)004.2
~ekil1; Kaolininjeksiyonunutakiben21giindehidrosefaligeli~en tav~anbeyni.Beyinsap'~evresindeilerifibrozisve kaolin birikimigortilmektedir.
~ekil2 , Normal tav~anda lateral ventrikiilii do~eyen epardim taba-kasl. Yiikseklik kaybl ve devamhhkla bozulma gozlenme-mektedir. Subepandimal doku normaldir (HEx250) I~1kmikroskobisinde hidrosefali geli~en hayvanla-nn tamammda periventrikiiler bolgede ozellikle fron-tal homda odem saptanml~tl. (~ekil 3). Ventrikiiler
sapmm oniinde prepontin ve interpedinkiiler sistem-de daha az olarakta. sistema magnada ve <;epe<;evre beyin sapmm iizerinde yerle~tigi ve ileri derecede fib-rine neden oldugu gozlenmi~ti (~ekil5). Hayvanlann yansmda IV ventrikiil i<;indekaolin depozitlerinin var-hgl bulundu. ileri fibrozis nedeniyle IV ventrikiil 9-kI~lan oblitere ve lateral resesler kapahydl.
** *** **** ,**,. *****' **Ut**
~ekil 5 , Beyjn sapmda subaraknoid aralikta kaolin birikimi (HEx60).
+Hafif. ++ Orta . +++ ~iddetli • Lateral ventrikiil. •• O~iincii ventrikiil. ••• Aquaductus Sylvius. •••• Dordiincii ventrikiil. ••••• Olfaktor kanal. ****** Konveksite, ******* Bazal sisternler. Epandim hiiaelerinH+HH +H H yasslla~masl Epandimin H Ylrtllmasl Subepandimal hiiere H H H H + toplanmasl Koroid pleksus + degi~iklikleri Kaolin +
-H toplanmasl inflamasyon Hhiiereleri ve reaktif membran
Tablo III : Hidrosefalik gurupta l~lk
mikroskobundaki histopatolojik
degi~ikler.
I~lk mikroskobisinde ventrikiiler sistemi orten epandimin incelenmesinde; hayvanlann tamammda epandimin yasslla~tJ.~,yer yer silinip dokiildiigii sap-tanml~tl. Eu epandimal degi~iklikler ozellikle lateral ventrikiilde ve frontal boynuzda belirgin olup, bazl hayvanlarda frontal boynuzda yntuma vardl. Aym de-gi~iklikler orta ve az derecede III ve IV ventrikiiller ve aqueductus Sylvius'u do~eyen epandim tabakasm-da tabakasm-da gozlenmi:;;ti (Tablo Ill).
~ekil 4 , 20 giinliik hidrosefali geli~en tav~anda konviksitede nor-mal subaraknoid mesafeye ait goriiniim (HEx250). ~ekil 3 , 7 giinliik hidrosefali geli~en hayvanda periventrikiiler odem
ve yeryer epandim kaybl (HEx50)
sistem i<;indekikoroid pleksustavinimallokosit infilt-rasyonu dl~mda anormallik yoktu. Konveksitede
su-baraknoid mesafede kaoline rastlanmadlgl gibi.
enflamasyona ait bulguda yoktu (~eki14).Kaolinin ozel-likle bazalde subaraknoid aral1kta yogun olarak beyin
Subepndimal dokunun histopatolojik inceleme-sinde ise subepndimal balgede hucre proliferasyonu-nun armgl. bu artmanm lateral ventrikulde epandim demikliklerinin bi:%gin. ademin en fazla oldugu fron-tal hornda ortaya c;li<tIgt saptanm1r;;tI. (~ekil 6).
r;;ekil6 , 14 giinde hidrosefali geli~en hayvanda supepandimal huc· re proliferasyonu. epandim devamhhgmda bozulma ve periventrikuler odem izlenmektedir (HEx250).
Hidrosefalili hayvanlann tamammda olfaktor ka-nal genir;;lemir;;ve epandim tabakasmda yuksekligi
r;;ekil7 , Kaolin enjeksiyonunu takiben 14. giinde olfaktor kanalda geni~leme. epandim tabakasmda yasstla~ma goriilmektedir (HEx50).
TARTI~MA
Komunike hidrosefali olur;;turulmasl amaayla bir c;okhayvan modelleri anerilmektedir (16.17). Bunlar-dan bir klsml meninkslerde enflamasyona sebep 01-makta ve hayvanlann bir balumu bu uygulama son-raS! almektedir (16). Yar;;ayanhayvanlarda ise enfla· masyona sekonder histolojik ve ultra yaplsal degir;;im-lerin komunike hidrosefaliye ait olan degir;;imlerden aY1rdedilmesi zordur. Daha slkhkla ventrikuler 9klr;;-lar tIkanmakta ve non-komunike hidrosefali olur;;mak· tadlr. Venaz danur;;um okluzyonu gibi diger modeller. ise orta dereceli. progressif olmayan komunikan
hid-84
rosefali 0Iur;;turmaktad1!(1). Kaolin suspansiyonunun intrasisternal enjeksiyonu hidrosefali ve intrakrani-al hipertansiyon olur;;turulmasmda c;okbilinen bir pro-sedurdur. Kaolin ileri fibrozis ile IV. ventrikUlden BOS c;OOr;;maengel olmaktad1r (3.5.17). Kaolinin neden 01-dugu steril enflamasyona bagh anormallikleri. komu-nike hidrosefalinin hidrodinamik degir;;ikliklerleyol ac;tIgtanormalliklerden aY1rdetrnek zordur (13.16.19).
<;:ahr;;marmzdakaolin enjeksiyonunu takiben vent-rikullerirI progressif olarak genir;;lemesi. daha anceki c;ahr;;malardada rapor edildigi gibi. hidrosefali olur;;u-munu gastermektedir (5.14.15).Kaolin kristallerinin
irIt-rasisternal enjeksiyonu klinik olarak dakumente
edilebilen. ekperimental olarak dogrulanabilen bir progressif tablo olur;;turmaktadrr.Histolojik bulgular ka-olinin sebep oldugu enflarnatuvar reaksiyonlara bagh olarak ilgili balgelerde makrofajlann topland1gtm
gas-termektedir. Baylece olur;;turulanhidrosefali direkt me-kanik obstrUksiyondan c;okbir enflamatuvar zeminde gelir;;mektedir.IV. ventrikulUn lateral girintilerinde ve koroid pleksusdaki enflamasyon yalruzca kaolin kris-tallerinirI varhgtndan ibaret olmaYlp. yabana mater-yalin ilgili balgeden gec;ir;;iesnasmdaki irritasyondan da kaynaklanabilir.
intraventrikuler Slvmm volUm ve basmanm artIr;;l bir c;okspesifik epandimal demikliklere neden olur. Yapu.an c;ahr;;madailginc;olarak ventrikuler sistemin keskin kar;;eic;ermeyen balUmlerinde (oksipital ve tem-poral boynuzlar tUrn epandimal tab aka ileri derecede gergin ve yaSSu.ar;;m1r;;tI.Keskin kar;;elerin bulundugu yerlerde (frontal boynuzlarda) ise. gerginligin yam SI-ra kar;;elerin ekspansiyonuna bagh olarak ac;ilrna ve rtiptUr gazlenmir;;ti.Ventrikuler sistemirI baz1balgele-rinirI selektif tutulumu muhtemelen lokal anatomik azelliklerle ilgilidir.
subepandimal glial kilifi.nkalmlar;;mas1.epandimal tabakanm hidrosefaliden daha c;oketki1endigi yerler-de daha fazladrr. Normalyerler-de bulunan huae gruplan
hid-rosefalide artarak subepandima tabakada toplanma
gasterirler. Bu muhtemelen basmc; artImma bir reak-siyon olarak garulmektedir (12).
Marlin ve ark..(10)koroid pleksus hUaelerinde hid-rosefaliye bagh r;;iddetlisilinme ve yassilar;;maoldugunu ileri surmektedirler. Ancak sunulan c;ahr;;madakoroid pleksusda minimal huae infiltrasyonu d1f;lmdadikkate deger histopatolojik degir;;ikliklertespit edilememir;;tir.
Yukandaki inceleme sonuc;lan ve ilgili literatUrun 1r;;lgtndahalen kaolinirI eksperimental obstrtiktif tip hidrosefali olur;;turmada en iyi materyal oldugunu
gas-termektedir. Hidrosefali ile ilgili deneysel c;ahr;;malar-da deneysel r;;artlanen az etkileyen bir mad de olarak kullamlabilir (3.10).
YazJ~a Adresi , Or. Zeki r;;EKERCi
OndokllzmaYIs UniversitesiTIp Fakultesi Nor6~irlirii A.B.O KlIrupelitISAMSUN
KAYNAKLAR
1. Bering E A. Salibi B, production of hydrocephalus by increased cephalic-venous pressure. Arch Neurol psychiat 81,693-698.1959 2. Dandy W E. Blackfan K D, Internal hydrocephalus. An experi-mental. clinical and pathological study. AmJDis child 8A06-482. 1914
3. DeFeo D R. Myers P. Foltz E L et at Histological examination of kaolin induced hydrocephalus its implications in the therapy of animals with experimentally induced hydrocephalus. J Neu-rosurg 50,10-74. 1979
4. Dixon W E. Helier H, Experimentalle Hypertonie durch Erh6-hung des intrakraniellen Druckes. Arch Exp Pathol pharmakol
166,266-275. 1932
5. Edvinsson. L. West K A, Relation between intracranial pressure and ventricullar size at various stages of experimental hydrocep-halus. Acta Neurol Scand 47A51-457. 1971
6. Hochwald G M. Sahar A. Sadik A R et at Cerebrospinal fluid production and histological observations in animals with expe-rimental obstructive hydrocephalus. Exp NeuroI25,190-199. 1969 7. Hoen T]' The choroid plexus as a dialyzing membrane
observa-tions in experimental hydrocephalus. Archs Neurol psychiat 26A96-500. 1931
8. Ingraham F D. Alexander E. Matson D D, Experimental hydro-cephalus. JNeurosurg 4,164-176. 1947
9. Levin VA. Milhorat T H. Fenstermacher JD et at physiological studies on the development of obstructive hydrocephalus in the monkey. Neurology 2L238-246. 1971
10. Marlin A E. Hochwald G M. Wald A, Function of the choroid plexus in experimental hydrocephalus, Concepts in Pediatric Ne-urosurgery. American Sodety for pediatric Neurosurgery I-S Kar-gen. Bazel Newyork pp 128-146. 1987
11. Milhorat T H, Experimental Hydrocephalus Part I,A Technique for Producing Obstructive Hydrocephalus in the Monkey.J Ne-urosurg 32,385-389. 1970
12. Milhorat T H. Clark R G. Hammock M K, Experimental Hydro-cephalus Part 2, Gross pathological findings in acute and suba-cute obstructive hydrocephalus in the dog and monkey. J
Neurosurg 32,390-399. 1970
13. MilIenJW. Woolam D H M. Lamming G F, Congenital hydro-cephalus due to experimental hypovitaminosis. A Lancet 267,679-683. 1954
14. Miwa S. Inagaki C. Fujiwara M. Takaori S, The activities of no-radrenergic and dopaminergic neuron systems in experimental hydrocephalus. JNeurosurg 57,67-73. 1982
15. Owman C. Rosengren E. West K A, Intluence of various intrac-ranial pressure levels on the concentration of certain arylethyla-mines in rabbit brain. Experientia 2U036-1037. 1971 16. Sahar A, Hochwald G M. Ransof[ Alternative pathways of
ce-rebrospinal fluid absorbtion in animals with experimental obs-tructive hydrocephalus. Exp Neurol 25,200-206.196Q 17. Schurr PH. Mc Lauring RL. Ingraham FD, Experimental studies
on the drculation of the cerebrospinal fluid and methods of pro-dudng communicating hydrocephalus in the dog.JNeurosurg 10,515-525, 1953
18. Weller R O. Wisniewski H. Shulman K et at Experimental hydro-cephalus in young dogs, Histological and ultrastructural study of the brain tissue damage.JNeuropathol Exp NeuroI30,613-626. 1971
19. Wisniewski Hy Weller R O. Terry R D, Experimental hydrocep-halus produced by the subarachnoid infusion of silicone oil.J
