Brain Barrier Properties and Cerebral Blood Flow in Neonatal Mice Exposed to Cerebral Hypoxia-Ischemia

Abstract

Insults to the developing brain often result in irreparable damage resulting in long-term deficits in motor and cognitive functions. The only treatment today for hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE) in newborns is hypothermia, which has limited clinical benefit. We have studied changes to the blood–brain barriers (BBB) as well as regional cerebral blood flow (rCBF) in a neonatal model of HIE to further understand the underlying pathologic mechanisms. Nine-day old mice pups, brain roughly equivalent to the near-term human fetus, were subjected to hypoxia-ischemia. Hypoxia-ischemia increased BBB permeability to small and large molecules within hours after the insult, which normalized in the following days. The opening of the BBB was associated with changes to BBB protein expression whereas gene transcript levels were increased showing direct molecular damage to the BBB but also suggesting compensatory mechanisms. Brain pathology was closely related to reductions in rCBF during the hypoxia as well as the areas with compromised BBB showing that these are intimately linked. The transient opening of the BBB after the insult is likely to contribute to the pathology but at the same time provides an opportunity for therapeutics to better reach the infarcted areas in the brain.

Sildenafil Enhances Quantity of Immature Neurons and Promotes Functional Recovery in the Developing Ischemic Mouse Brain

“…We used a delayed intervention strategy 2 h after the end of hypoxia to minimize confounding alterations in brain perfusion to the size of injury. Data suggest that by 2-6 h after HI insult blood flow was restored to near normal in all brain regions of neonatal mice [22] . Studies using acute applications of sildenafil exhibit an influence on the distribution of brain perfusion with enhanced blood flow to the ischemic hemisphere in the neonatal rat [7] but not in neonatal [8] and adult mice [23] .…”

Blood flow of striatal arteries in full-term newborns with asphyxia at birth

“…47-80% дітей, які перенесли важку асфіксію або асфіксію середнього ступня, у віці 18 місяців демонструють прояви епілепсії, дитячого церебрального параліча, зниження розумових зді-бностей, когнітивні порушення [2,4,7,9,10 ].…”

“…47-80% дітей, які перенесли важку асфіксію або асфіксію середнього ступня, у віці 18 місяців демонструють прояви епілепсії, дитячого церебрального параліча, зниження розумових зді-бностей, когнітивні порушення [2,4,7,9,10 ].Враховуючи наявність латентної фази при гіпоксично-ішемічних ураженнях ЦНС та ком-пенсаторні можливості дитини, важко, спира-ючись лише на клінічні дані, передбачити тяж-кість пошкодження ЦНС та спланувати час і обсяг терапевтичних втручань. Оскільки одним із найважливіших процесів, що відіграють роль у пошкодженні тканини головного мозку, є по-рушення церебральної гемодинаміки, нейросо-нографії з допплерографією, як неінвазивному, дешевому та легко здійсненому методу діагнос-тики надається велике значення.…”

“…лопатією, які розвивають після народження тяжкі дихальні та гемодинамічні порушення, в 15-20% випадків демонструють на нейросонограммі ура-ження таламусів та/або базальних гангліїв [4,5,10]. Ця зона мозку має підвищену швидкість об-міну речовин та високо мієлінізована.…”

“…Точні неврологічні наслідки цих проявів не встановлені. Є дані щодо відсутності неврологічних наслідків або про можли-вість аномального м'язового тонусу протягом 6-ти місяців життя, когнітивні порушення [10,11,13,15].…”