Morphometry of cortical neurons in acute clozapine and ethanol poisoning

The aim of the study is to summarize the histology and morphometry of cortical neurons in acute clozapine and ethanol poisoning. Material and methods. Histological examination of the parietal cortical brain samples of 26 patients died during the Day 1 of acute clozapine and ethanol poisoning (23 males and 3 females aged 22–63 years) was per-formed. The blood ethanol level was 1.4–4.1‰. The level of clozapine in the blood ranged between 0.24 and 5.8 mg%, in the liver between 0.097 and 6.5 mg%, in kidneys between 0.03 and 3.5 mg%. The cortical samples for morphometric examination were placed in 10% neutral paraformaldehyde, the histological sections were done and stained with hematoxylin and eosin, as well as according to Niessl. The morphological analysis was performed using the video light microscopy. The number of damaged neurons (with separate quantification of reversible, intermediate, and irreversible damage) was assessed. The statistical analysis was done using the non-parametric methods. Results. The signs of brain neuronal damage in acute clozapine and ethanol poisoning, as well as forensic chemical tests, might be used for establishing the direct cause of death. © 2020, V.A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology. All rights reserved

КЛЕТКИ ПУРКИНЬЕ МОЗЖЕЧКА ПРИ ОТРАВЛЕНИИ КЛОЗАПИНОМ В СОЧЕТАНИИ С АЛКОГОЛЕМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

Objectives. Systematization of cerebellar Purkinje cell injuries to clarify the pathogenesis of combined clozapine-alcohol poisoning and to substantiate the immediate cause of death. Material and methods. Experimental studies were performed on 25 white outbreed rats divided into 5 groups: control, group I (clozapine 3 hours), group II (clozapine 24 hours), group III (clozapine + alcohol 3 hours), group IV (clozapine+alcohol 24 hours). The assessment of Purkinje cell injury was performed using the classification of neuronal damage. Results. In the control group of animals reversible changes in Purkinje cells prevailed: primary irritation and acute swelling (15-20%). Irreversible changes were detected in 2-5%. In case of clozapine poisoning the number of Purkinje cells with irreversible changes (shrinking, karyocytolysis, severe changes, Ghost-like cells) was increased. The percentage of Purkinje cells with such changes was 30-40%. In case of combined clozapine-alcohol poisoning the percentage of irreversible Purkinje cells injury increased to 40-60% (especially 24 hours after starting the study). Quantitative differences in irreversible changes in Purkinje cells in the experimental groups were statistically significant if compared to the controls (p<0.05). Conclusion. As a result of the study the most commonly detected injuries of Purkinje cells of cerebellum in clozapine poisoning were revealed. The most prominent damage to Purkinje cells with predominance of irreversible changes were found in cases of combined clozapine-alcohol poisoning. 24-hour duration of the experiment led to the more severe Purkinje cell injuries if compared to the 3-hour duration.Цель. Систематизация повреждений клеток Пуркинье мозжечка для уточнения патогенеза комбинированного отравления клозапином в сочетании с алкоголем и обоснования непосредственной причины смерти. Материал и методы. Экспериментальные исследования проводили на 25 белых беспородных крысах, распределенных на 5 групп: контроль, группа I (клозапин 3 часа), группа II (клозапин 24 часа), группа III (клозапин + алкоголь 3 часа), группа IV (клозапин + алкоголь 24 часа). Оценку повреждений клеток Пуркинье осуществляли с использованием классификации повреждений нейронов Результаты. В контрольной группе животных преобладали обратимые изменения клеток Пуркинье - первичное раздражение, острое набухание (15-20 %). Необратимые изменения выявляли в 2-5 %. При отравлениях клозапином число клеток Пуркинье, в которых развивались необратимые изменения (сморщивание, кариоцитолиз, тяжелые изменения, «клетки тени»), возрастало. Удельный вес таких изменений клеток Пуркинье составлял 30-40 %. При отравлениях клозапином в сочетании с алкоголем число необратимых повреждений возрастало до 4060 % (особенно через 24 часа от начала эксперимента). Количественные различия необратимых изменений клеток Пуркинье в опытных группах по сравнению с контрольной группой статистически значимы (р < 0,05). Заключение. В результате проведенных исследований установлены наиболее часто выявляемые повреждения клеток Пуркинье мозжечка при отравлении клозапином. Более выраженные повреждения клеток Пуркинье, с преобладанием необратимых изменений, обнаруживаются при сочетанном отравлении клозапином и алкоголем. Продолжительность эксперимента длительностью 24 часа приводит к более тяжелым изменениям клеток Пуркинье по сравнению с 3-часовой продолжительностью опыта