TAV~ANLAROA KAOLiNE BAGLI HioROSEFALioE OLU~ANHisTOP 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 kaolinsuspansiyonu enjekte edilerek obstriiktif tip hidro­sefali olu~turulan tav~anlarda ventrikiiler sistem vebeyin parankiminde meydana gelen histopatolojikdegi~ikliklerin inceleme sonu9an sunulmaktadlr.

Tav~anlarda hidrosefali sisterna magna'ya kaolin en­jeksiyonundan ortalama 10.5 giin soma geli~mi~tir.I~lkmikroskobu inceleme sonu9anna gore ventrikii­ler siSl~mi do~eyen epandimal ve subepandimal ta­bakalar hidrosefaliden en slk etkilenmi~ olup, silinmeve yassua~ma ozellikle lateral ventrikiillerde daha be­

lirgin oJarakgozlenmi~tir. Daha once yapllan r;ah~ma­larm aksine. lateral ventrikiillerin koroid pleksusundahidrosefaliye 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 et­rafmda ve bazal sisternlerde toplanml~ olup. konvek­sitedeki subaraknoid mesafe normal olarak

degerlendirilmi~tir. Foramen Luschka 'dan ger;en ke­sitlerde 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 kopek­lerde "Aquaductus Slyvius"un tlkanmasl ile hid rose­fali olu~turulabilecegini gostermi~lerdir.

Daha sonralan bir c;okara~tlrmau Dandy ve Black­fan'm bu orijinal tekniklerinin modifikasyonlanmonermi~lerdir (7.8). Bu tekniklerden hic;birisi. hidro­sefali ara~tlrmalannda iistiin bir deneysel model sag­layamaml~tlr.

1970 Yllmda Milhorat (11)maymunda obstriiktifhidrosefali olu~turulmasmda yeni ve nisbeten basitbir eksperimental teknik tammlaml~tlr. Bu c;ah~ma­da 256 hayvanda. 4. ventrikiil ve kaudal akuadukt ~i­~irilebilen bir balon yardlml ile tlkanarak obstriiktiftip hidrosefali olu~turulmu~tu (12). Sisterna magna­ya kaolin veya silastik enjeksiyonu; eksperimentalhidrosefali olu~turulmasl amauyla kullamlabilen birdiger yontemdir. Bu amac;lakaolin ilk kez 1932Yllm-

SUMMARY : The results of histopathological

changes at the ventricular system and brain paren­chima of the rabbits which had obstructive

hydrosefalus after caolin injection into cysterna

magna arepresented. Hydrocephalus occured'meanly10.5 days after caolin injection. Epandymallayer ofventricular system were affected severely. and ero­sion and Battening were observed espedally at lateralventrides. In spite of former studies. severe changesbecause of hydrocephalus were not determined at thechoroid plexus of lateral ventricles. Edema wereobserved at brain parenchima espedally at periven­tricular white matter.

There was caolin only in IVth ventride. aroundthe brain stem and at basal cysterns; subarachnoidspaces at the convexty were normal. At the level ofForamen Luschka. severe scatris tissue filled thelateral recesses of IVth ventride.

Key Words : Experimental hydrocephalus,Histopathological changes. Caolin.

da Dixon ve Heler (4)tarafmdan kullamlml~ olup. gii­niimiizde hidrosefali olu~turulmasmda en uygun me­todlardan biri olarak kullamlmaya devam etmektedir.insandaki obstriiktif tip hidrosefaliye (enfeksiyon. su­baraknoid kanama vb.) en yakm goriinen deneyselmodel biyolojik inert maddelerin sisterna magnayaverilmesi ile olu~an hidrosefali gibi goziikmektedir(3.18).Bu metodun diger avantajlan ise yava~ geli~im.biiyiik cerrahi giri~im gerektirmeme ve balon benze­ri yabanu maddelerin 4. ventrikiil ic;inekonulmamaslolarak ozetlenebilir. Bu nedenlerle hidrosefalide far­

makolojik ve fizyopatolojik c;ah~malaric;inKaolin kul­lamml en uygun metod olarak goriilmektedir (6.9).

Sunulan c;ah~mada; tav~anlarda, sisterna magna­ya kaolin enjeksiyonuyla hidrosefali olu~turularak.hidrosefalinin beyin parankimi, serebral ventrikiilepandimi ve koroid pleksuslarda neden oldugu his­topatolojik 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 adet ay­m dns tav~an ise kontrol grubu olarak kullamlm1~tlr.Deney grubu hayvanlara ketamin HCL (Zamgr/kg)vexylazine zamgr/kg iM olarak verildikten soma ba~ 20derece fleksiyonda tespit edildi. Eksterr'lal protube­rens ve Cl'in posterior arkusu anatomik noktalar ola­rak almarak sisterna magna lokalize edildi. Cilt tra~lve aseptik solusyonla Y1kamaY1takiben 5mm'lik birlongitidunal cilt insizyonu yap1ld1ve 22 nolu igne ilesisterne magaya girildi. ignenin tepesinde berrakBOS'un gorulmesinden soma 1 cc steril kaolin suspan­siyonu 100MHde 30 gr kaolin bulunan selusyondan,sisterna magnaya enjekte edildikten soma igne ~eki­lerek cilt anatomik olarak kapatlldl.

Tfun hayvanlar bu prosediirii ~ok iyi tolere etrni~­lerdi. Peroperatuvar donemde kaolinin meningeal iri­tasyona sebep olmad1~ gozlendi. Post-operatif erkendonemde vital bulgulan ve norolojik tablolan normalolan hayvanlar takibe almarak, fizik aktiviteleri. vi­tal bulgulan ve beslenmeleri giinliik olarak kaydedil­di. Hayvanlarda 7 ile 14. giinler arasmda; oralbeslenmenin azalmas1, adele inkoordinasyonu veataksik yiiriime (ozellikle geni~ tabanh yiiriime) gibihidrosefalik semptomlar belirgin hale geldi. Hidrose­fali semptomlan tarn olarak yerle~tikten soma hay­varlara 55 mgr/kg IV pentotal anestezisi altmdatorakotomi yap1ldl. inen aort klempe edildi, sag vent­rikiil insizyonla a~lld1ve sol ventrikiilden %lO'luk for­molle beyin 15 dakika perfiize edildi. Daha somabeyinler ~lkanlarak bir hafta siireyle formolde tespitedildi. Optik kiazmadan ba~layan aksiyal ve koronerkesitler histolojik takibe ahnd1 ve hemotoksilen-eozinboyas1yla boyandl. Kontrol grubundaki deneklerdeintra sisterna Ikaolin uygulanmas1 yap1lmakslZln ay­m i~lemler uygulandl. I~lkmikroskobunda beyin pa­renkimi, serebellum, meninks, ventrikiilleri do~eyenepandimal tabaka, koroid pleksus, beyin sapmm et­rafmdaki ve konveksite iizerindeki subaraknoid me­

safe ve kaolin depozitleri incelendi. Sonu~larfotomikroskopla tespit edildi.

BULGULAR

Optik kiazmadan ge~en kesitlerde lateral ventri­kiil geni~ligihidrosefalili hayvan grubunda 5.8-7.1mmarasmda degi~irken kontrol grubunda 4,2-5 mm ara­smda degi~mekteydi (Tablo 1)Direkt incelemede be­yin sulkuslannda silinme ozellikle beyin sapmm~evresinde yaygm kaolin depozitleri vardl. Konvek­sitede beyin zarlan normaldi ve kaoline rastlanma­m1~t1 (~ekil 1). Lateral ventrikiiller, Ill. ventrikul.

82

Tablo I : Hidrosefalik gruptaki turn veriler.

Tav~an

AguhkGiin* Giin** Aguhk kayb1Kesit***

No

(gm) (gm)(mm)

1

3000814 9006,92

25005760063

2500913 5005,84

2600712 7006.15

2500610 40076

2700693006,67

3000688006,88

2400913 8005,99

2900611 7006,610

2800688006,911

2700596006.112

2200611 5007.113

2900610 6006,914

2100512 5006,515

2100510 3006.416

2500811 9006,617

2600714 7006.418

2400913 9006.319

2300612 9005,920

2200712 7005,9

* Hidrosefalisemptomlannba~langlC1•• Hidrosefalisemptomlannyerle~mesi* •• Kiazmadange~enkesittelateralventrtktilgeni~ligi

Tablo 11: Kontrol gurubundaki turn veriler.Tav~an

AguhkKesitler*

No

(gm)(mm)

1

260052

29004.43

24004.74

27004.55

2)004.2

~ekil1;Kaolininjeksiyonunutakiben21giindehidrosefaligeli~entav~anbeyni.Beyinsap'~evresindeilerifibrozisvekaolinbirikimigortilmektedir.

Aqueductus sylvius'ta orta veya ileri geni~leme vard1

~ekil2 , Normal tav~anda lateral ventrikiilii do~eyen epardim taba­kasl. Yiikseklik kaybl ve devamhhkla bozulma gozlenme­mektedir. Subepandimal doku normaldir (HEx250)

I~1kmikroskobisinde hidrosefali geli~en hayvanla­nn tamammda periventrikiiler bolgede ozellikle fron­tal homda odem saptanml~tl. (~ekil 3). Ventrikiiler

sapmm oniinde prepontin ve interpedinkiiler sistem­de daha az olarakta. sistema magnada ve <;epe<;evrebeyin sapmm iizerinde yerle~tigi ve ileri derecede fib­rine neden oldugu gozlenmi~ti (~ekil5). Hayvanlannyansmda IVventrikiil i<;indekaolin depozitlerinin var­hgl bulundu. ileri fibrozis nedeniyle IV ventrikiil 9­kI~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 hiiaelerin +H HHHH+

yasslla~maslEpandimin

HYlrtllmasl

Subepandimal hiiere H

HHH +

toplanmaslKoroid pleksus

+degi~iklikleri Kaolin

+-H

toplanmaslinflamasyon

Hhiiereleri ve reaktif membran

Tablo III : Hidrosefalik gurupta l~lkmikroskobundaki histopatolojik degi~ikler.

I~lk mikroskobisinde ventrikiiler sistemi orten

epandimin incelenmesinde; hayvanlann tamammdaepandimin yasslla~tJ.~,yer yer silinip dokiildiigii sap­tanml~tl. Eu epandimal degi~iklikler ozellikle lateralventrikiilde ve frontal boynuzda belirgin olup, bazlhayvanlarda frontal boynuzda yntuma vardl. Aym de­gi~iklikler orta ve az derecede III ve IV ventrikiillerve aqueductus Sylvius'u do~eyen epandim tabakasm­da da gozlenmi:;;ti (Tablo Ill).

~ekil 4 , 20 giinliik hidrosefali geli~en tav~anda konviksitede nor­mal subaraknoid mesafeye ait goriiniim (HEx250).

~ekil 3 , 7giinliik hidrosefali geli~en hayvanda periventrikiiler odemve yeryer epandim kaybl (HEx50)

sistem i<;indekikoroid pleksustavinimallokosit infilt­rasyonu dl~mda anormallik yoktu. Konveksitede su­baraknoid mesafede kaoline rastlanmadlgl gibi.enflamasyona ait bulguda yoktu (~eki14).Kaolinin ozel­likle bazalde subaraknoid aral1kta yogun olarak beyin

83

Subepndimal dokunun histopatolojik inceleme­sinde ise subepndimal balgede hucre proliferasyonu­nun armgl. bu artmanm lateral ventrikulde epandimdemikliklerinin bi:%gin. ademin en fazla oldugu fron­tal hornda ortaya c;li<tIgt saptanm1r;;tI. (~ekil 6).

r;;ekil6 , 14 giinde hidrosefali geli~en hayvanda supepandimal huc·re proliferasyonu. epandim devamhhgmda bozulma veperiventrikuler odem izlenmektedir (HEx250).

Hidrosefalili hayvanlann tamammda olfaktor ka­nal genir;;lemir;;ve epandim tabakasmda yuksekligi

r;;ekil7 , Kaolin enjeksiyonunu takiben 14. giinde olfaktor kanaldageni~leme. epandim tabakasmda yasstla~ma goriilmektedir(HEx50).

TARTI~MA

Komunike hidrosefali olur;;turulmasl amaayla birc;okhayvan modelleri anerilmektedir (16.17). Bunlar­dan bir klsml meninkslerde enflamasyona sebep 01­makta ve hayvanlann bir balumu bu uygulama son­raS! almektedir (16).Yar;;ayanhayvanlarda ise enfla·masyona sekonder histolojik ve ultra yaplsal degir;;im­lerin komunike hidrosefaliye ait olan degir;;imlerdenaY1rdedilmesi 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 suspansiyonununintrasisternal enjeksiyonu hidrosefali ve intrakrani­al hipertansiyon olur;;turulmasmda c;okbilinen bir pro­sedurdur. Kaolin ileri fibrozis ile IV. ventrikUlden BOS

c;OOr;;maengel olmaktad1r (3.5.17). Kaolinin neden 01­dugu steril enflamasyona bagh anormallikleri. komu­nike hidrosefalinin hidrodinamik degir;;ikliklerleyolac;tIgtanormalliklerden aY1rdetrnek zordur (13.16.19).

<;:ahr;;marmzdakaolin enjeksiyonunu takiben vent­rikullerirI progressif olarak genir;;lemesi. daha ancekic;ahr;;malardada rapor edildigi gibi. hidrosefali olur;;u­munu gastermektedir (5.14.15). Kaolin kristallerinin irIt­rasisternal enjeksiyonu klinik olarak dakumenteedilebilen. ekperimental olarak dogrulanabilen birprogressif tablo olur;;turmaktadrr.Histolojik bulgular ka­olinin sebep oldugu enflarnatuvar reaksiyonlara bagholarak ilgili balgelerde makrofajlann topland1gtm gas­

termektedir. Baylece olur;;turulanhidrosefali direkt me­kanik obstrUksiyondan c;okbir enflamatuvar zemindegelir;;mektedir.IV. ventrikulUn lateral girintilerinde vekoroid pleksusdaki enflamasyon yalruzca kaolin kris­tallerinirI varhgtndan ibaret olmaYlp. yabana mater­yalin ilgili balgeden gec;ir;;iesnasmdaki irritasyondanda kaynaklanabilir.

intraventrikuler Slvmm volUm ve basmanm artIr;;lbir c;okspesifik epandimal demikliklere neden olur.Yapu.an c;ahr;;madailginc;olarak ventrikuler sisteminkeskin kar;;eic;ermeyenbalUmlerinde (oksipital ve tem­poral boynuzlar tUrn epandimal tab aka ileri derecedegergin ve yaSSu.ar;;m1r;;tI.Keskin kar;;elerin bulunduguyerlerde (frontal boynuzlarda) ise. gerginligin yam SI­ra kar;;elerin ekspansiyonuna bagh olarak ac;ilrna vertiptUr gazlenmir;;ti.Ventrikuler sistemirI baz1balgele­rinirI selektif tutulumu muhtemelen lokal anatomik

azelliklerle ilgilidir.

subepandimal glial kilifi.nkalmlar;;mas1.epandimaltabakanm hidrosefaliden daha c;oketki1endigi yerler­de daha fazladrr.Normalde bulunan huae gruplan hid­rosefalide artarak subepandima tabakada toplanmagasterirler. Bu muhtemelen basmc; artImma bir reak­siyon olarak garulmektedir (12).

Marlin ve ark.. (10) koroid pleksus hUaelerinde hid­rosefaliye bagh r;;iddetlisilinme ve yassilar;;maoldugunuileri surmektedirler. Ancak sunulan c;ahr;;madakoroidpleksusda minimal huae infiltrasyonu d1f;lmdadikkatedeger histopatolojik degir;;ikliklertespit edilememir;;tir.

Yukandaki inceleme sonuc;lan ve ilgili literatUrun1r;;lgtndahalen kaolinirI eksperimental obstrtiktif tiphidrosefali olur;;turmadaen iyi materyal oldugunu gas­

termektedir. Hidrosefali ile ilgili deneysel c;ahr;;malar­da deneysel r;;artlanen az etkileyen bir mad de olarakkullamlabilir (3.10).

YazJ~a Adresi , Or. Zeki r;;EKERCiOndokllzmaYIs Universitesi TIp FakultesiNor6~irlirii A.B.O KlIrupelit I SAMSUN

KAYNAKLAR

1. Bering E A. Salibi B, production of hydrocephalus by increasedcephalic-venous pressure. Arch Neurol psychiat 81,693-698.1959

2. Dandy W E. Blackfan K D, Internal hydrocephalus. An experi­mental. clinical and pathological study. Am J Dis child 8A06-482.1914

3. DeFeo D R. Myers P. Foltz E L et at Histological examinationof kaolin induced hydrocephalus its implications in the therapyof animals with experimentally induced hydrocephalus. J Neu­rosurg 50,10-74. 1979

4. Dixon W E. Helier H, Experimentalle Hypertonie durch Erh6­hung des intrakraniellen Druckes. Arch Exp Pathol pharmakol166,266-275. 1932

5. Edvinsson. L. West K A, Relation between intracranial pressureand ventricullar size at various stages of experimental hydrocep­halus. 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 expe­rimental obstructive hydrocephalus. Exp NeuroI25,190-199. 1969

7. Hoen T]' The choroid plexus as a dialyzing membrane observa­

tions in experimental hydrocephalus. Archs Neurol psychiat26A96-500. 1931

8. Ingraham F D. Alexander E. Matson D D, Experimental hydro­cephalus. J Neurosurg 4,164-176. 1947

9. Levin VA. Milhorat T H. Fenstermacher J D et at physiologicalstudies on the development of obstructive hydrocephalus in the

monkey. Neurology 2L238-246. 197110.Marlin A E. Hochwald G M. Wald A, Function of the choroid

plexus in experimental hydrocephalus, Concepts in Pediatric Ne­urosurgery. American Sodety for pediatric Neurosurgery I-S Kar­gen. Bazel Newyork pp 128-146. 1987

11. Milhorat T H, Experimental Hydrocephalus Part I,A Techniquefor Producing Obstructive Hydrocephalus in the Monkey. J Ne­urosurg 32,385-389. 1970

12. Milhorat T H. Clark R G. Hammock M K, Experimental Hydro­cephalus Part 2, Gross pathological findings in acute and suba­

cute obstructive hydrocephalus in the dog and monkey. J

Neurosurg 32,390-399. 1970

13. MilIen J W. Woolam D H M. Lamming G F, Congenital hydro­cephalus due to experimental hypovitaminosis. A Lancet267,679-683. 1954

14. Miwa S. Inagaki C. Fujiwara M. Takaori S, The activities of no­radrenergic and dopaminergic neuron systems in experimental

hydrocephalus. J Neurosurg 57,67-73. 198215. Owman C. Rosengren E. West K A, Intluence of various intrac­

ranial pressure levels on the concentration of certain arylethyla­mines in rabbit brain. Experientia 2U036-1037. 1971

16. Sahar A, Hochwald G M. Ransof[ Alternative pathways of ce­rebrospinal 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 pro­dudng communicating hydrocephalus in the dog. J Neurosurg10,515-525, 1953

18.Weller R O. Wisniewski H. Shulman Ket at Experimental hydro­cephalus in young dogs, Histological and ultrastructural studyof the brain tissue damage. J Neuropathol 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

Neurosurg 3UO-14, 1969

85