Автореферат и диссертация по медицине (14.00.15) на тему:Морфофункциональное состояние лимбической системы крыс при стрессе

рг Б Ott

2 5 да

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И МЕДИЦИНСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОЛГОГРАДСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи УДК 616. 831—008. 615—091

Ерофеев Андрей Юрьевич

МОРФОФУНКЦИОНААЬНОЕ СОСТОЯНИЕ /ШМБИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ КРЫС ПРИ СТРЕССЕ

14. 00. 15 — патологическая анатомия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

ВОЛГОГРАД — 1995

Работа выполнена на кафедре патологической анатомии Волгоградской медицинской академии

Научный руководитель

доктор медицинских наук, профессор В. Б. ПИСАРЕВ

Официальные оппоненты:

1. Доктор медицинских наук, профессор В. П. Туманов

2. Доктор медицинских наук В. В. Ермилов

Ведущая организация — Московский медицинский университет

Защита состоится 1995 г. в « » часов на заседании

специализированного совета. К 084.54.04 при Волгоградской медицинской академии пс адресу: 400066, Волгоград, Площадь Павших борцов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградской медицинской академии по адресу: Волгоград, Площадь Павших борцов,!.

Автореферат разослан «_» _ 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета, канд. мед. наук

И. II. Мишина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Результаты современных исследований дают немало оснований предположить, что психоэмоциональные перегрузки являются одним из важных факторов риска в развитии патологических процессов, в том числе невротических, сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, иммунодефицитных, онкологических и психосоматических заболеваний (Е. И. Чазов, 1975; Г. Н. Кржанов-ский, 1985; К. В. Судаков и соавт., 1988; D.W. Piper et al., 1978).

Эмоции, согласно теории функциональных систем, играют ключевую роль в организации целенаправленного поведения. Непрерывно «окрашивая» разные этапы поведения, эмоции мобилизуют организм на удовлетворение ведущих биологических или социальных потребностей (П. К. Анохин, 1980).

В настоящее время наряду с понятием общего стресса в науке сложилась концепция понятия эмоционального стресса (дистресса) как сложная реакция организма, характеризующаяся сложным комплексом вегетативных, гормональных и, в особенности, неврогенных проявлений, направленная на развитие адаптационных механизмов организма (L. Levi, 1972).

Согласно теории функциональных систем, эмоциональный стресс возникает в конфликтных поведенческих ситуациях, при которых человек или животное не может длительно удовлетворить свои ведущие биологические или социальные потребности, т. е. достичь полезных и благоприятных для него результатов (П. К. Анохин, 1965; К. В. Судаков, 1976).

Показано, что при эмоциональном стрессе активизируются сим-патико-адреналовые механизмы, которые на определенном этапе развития стресса несут адаптационую функцию, а затем, в случае последовательного развития фаз стресса (тревоги, резистентности, истощения), переходят в свою противоположность, характеризующуюся нарушением соматовегетативных функций (К. В. Судаков, 1977; Е. И. Соколов, 1987; G. Johansson, 1977).

Нервная система имеет сложную иерархическую структуру, и каждой структуре предопределена своя роль в развитии эмоционального перенапряжения.

Известно, что эмоциогенные зоны коры головного мозга обеспечивают необходимые изменения условнорефлекторых поведенческих реакций и целенаправленной деятельности (П. К. Анохин, 1980).

Подкорковые" образования обеспечивают приспособительные реакции при эмоциональных напряжениях, адаптивных реакциях организма и изменениях вегетативного статуса.

Стволовые структуры головного мозга регулируют работу периферических органов и систем. Эта сложная «многоэтажная» иерархическая

система функционирует как единое целое. Однако возникает вопрос

— какая из этих иерархических систем имеет главенствующее значение в развитии психоэмоционального перенапряжения.

Ряд авторов считают, что механизм реализации стресс-реакций запускается в гипоталамусе, другие исследователи главенствующее значение придают симпатико-адреналовой системе (вегетативной нервной системе) (К. В. Судаков, 1981; Н. Selye, 1956; L.W. Swanson et al., 1981).

Однако последние нейрофизиологические исследования указывают на то, что при стрессе «ключевой системой» мозга является система лимбико-кортикальных взаимоотношений. Именно лимбическая система, состоящая из многочисленных образований (гиппокамп, гипоталамус, миндалевидный комплекс и др.) является структурой, ответственной за возникновение и течение эмоций (П. В. Симонов, 1984).

Эмоциональное возбуждение возникает первично в гипоталамо-лимбико-ретикулярных структурах мозга. Затем по восходящему пути генерализованно распространяется на кору мозга, а по нисходящему

— вовлекая вегетативную нервную систему и возбуждая гормональную активность гипофизарно-надпочечникового механизма. Гипоталамусу отводится запускающая роль в формировании эмоционального возбуждения. Данное образование является важной зоной Еегетативной и гуморальной активности; здесь происходит «запуск» структур мозга, необходимых для выделения доминирующей мотивации и оценка вероятности удовлетворения потребности (J.J. Dreifuss et al., 1966; Н. П. Бехтерева, 1974; Е. А. Громова и соавт., 1975; А. А. Филаретов, 1976).

Таким образом, установлено, что под влиянием нервных импульсов, поступающих из коры головного мозга, лимбической системы i гипоталамус, происходит выделение в кровь нейрогормонов, в частности, кортиколиберинов, стимулирующих выделение АКТГ, что, в свок очередь, под влиянием последнего вызывает выраженные начальные биохимические и структурные изменения в корковом веществе надпочечников (В. Шрейбер, 1987).

Элементы лимбической системы: миндалевидный комплекс, гиппокамп, септальная зона — оказывают влияние на развитие стресс-реакции не только в качестве центра эмоциональной интеграции, не и способны оказывать регулирующие воздействия в процессах активизации гипоталамо-адренокортикальной системы. Экспериментальне доказана способность миндалевидного комплекса к воздействиям обусловливающим быструю активизацию и повышение секреторное функции гипофиза. Воздействия гиппокампа и септальной облает! способны приводить к тормозному влиянию на активность нейронов продуцирующих секрецию кортиколиберина (Ф. И. Фурдуй, 1986).

Известно также, что длительное психоэмоциональное перенапря

жение не у всех особей вызывает патологические изменения. Ряд авторов связывают это с наличием генетических механизмов устойчивости и предрасположенности к стрессовым воздействиям (стресс-устойчивые и стресс-неустойчивые функциональные системы) (М.М. Козловская, 1971; Е. А. Юматов, 1980; К. В. Судаков, 1981).

Морфологические аспекты устойчивости и неустойчивости различных функциональных систем, в том числе головного мозга, практически не изучены.

В свете изложенного возникает настоятельная необходимость детального изучения морфофункциональной организации всех образований лимбической системы при психоэмоциональных перенапряжениях в эксперименте.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящего исследования являлось изучение возможных механизмов, определяющих развитие эмоционального стресса и участия в этом процессе основных элементов лимбической системы.

В связи с этим представлялось необходимым решить следующие задачи:

1) изучить морфофункциональное состояние различных отделов лимбической системы у интактных животных;

2) изучить морфофункциональное состояние различных отделов лимбической системы у животных, подвергавшихся психоэмоциональному стрессу;

3) провести анализ структурно-функциональных сдвигов в различных отделах лимбической системы животных в процессе развития стресса с учетом современных гистохимических, ауторадиографических, иммунологических и других методов исследования структур головного мозга.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые показано, что в развитии стресс-реакции среди многих структур лимбической системы гипоталамусу принадлежит главенствующая роль. Выраженность морфофун-кциональных и компенсаторно-прцспособительных процессов всех его ядерных образований свидетельствует о самом активном участии диэнцефальной области в поддержании гомеостаза при длительной прерывистой жесткой иммобилизации.

Проведенный морфостереометрический анализ полученных данных с учетом современных нейрофизиологических, биохимических, иммунологических и других методов исследования позволил выделить в гипоталамусе области, обусловливающие развитие стресс-реакции. Паравентрикулярное, супраоптическое и дорсомедиальные ядра (вернее, их модульные системы), благодаря наличию в них специфических медиаторов, участвуют в активизации симпатико-адреналовой системы, благодаря чему происходят выраженные метаболические сдвиги в органах и тканях. '

Впервые отмечено, что на первых стадиях стресс-реакции резко активизируется базально-кортикальный отдел миндалевидного комплекса, который оказывает тормозное (парасимпатическое) влияние на гипоталамус. Однако после 30 суток эксперимента морфофункциональ-ная активность этих образований минимальна, что совпадает по времени с развитием выраженных деструктивных процессов в нейронных ансамблях большинства гипоталамических ядер и полей. .

Впервые установлено, что зоны СА-1 и СА-3 гиппокампа также оказывают тормозной эффект на гипоталамические структуры. В этих зонах выраженные деструктивные процессы наступают на 120-с сутки эксперимента, что совпадает со стадией истощения стресс-реакции.

Проведенный комплексный морфостереометрический анализ важнейших отделов лимбической системы показал, что данная область является одной из самых главных среди структур головного мозга, определяющих развитие стресс-реакции.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Лимбическая система является одной из самых важных среди структур головного мозга, определяющих развитие стресс-реакции.

2. Гипоталамусу принадлежит главная роль среди изучаемых структур лимбической системы в развитии стресс-реакции.

3. Гипоталамус характеризуется наличием различных областей (модульных систем), оказывающих тормозное или активизирующее влияние на развитие стресс-реакции.

4. Гиппокампу и миндалевидному комплексу принадлежит корригирующая роль в усилении тормозных эффектов гипоталамической области.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Работа носит фундаментальный характер, в которой осуществляется морфофункциональный анализ важнейших структур лимбической системы в условиях развития стресс-реакции. Полученные данные раскрывают сложные центральные механизмы, определяющие развитие эмоционального стресса.

Представленные данные могут быть использованы при проведении профилактических мероприятий как на психоэмоциональном и социальном уровнях, так и при разработке новых эффективных фармакологических препаратов.

Данные топики структурно-функциональных изменений в структурных элементах лимбической системы при развитии эмоционального стресса могут быть применены в различных отделах нейрофизиологии, нейрофармакологии и нейропатологии.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации доложены на годичных научных конференциях Волгоградской медицинской академии (1990—1995), на заседаниях проблемной комиссии Волгоградской медицинской академии (1994).

ВНЕДРЕНИЕ В ПРАКТИКУ. Материалы диссертации используются в учебном процессе в Волгоградской медицинской академии.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на 152 страницах машинописи и состоит из введения, обзора литературы и 3 глав, а также выводов. Указатель литературы содержит 167 источников, в том числе 111 на русском и 56 на иностранных языках. Диссертация иллюстрирована 61 рисунком и 16 таблицами.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для воссоздания эмоционального стресса была использована модель нммсбилизационного стресса. Многоразовая иммобилизация приводит животных к положению, при котором исключается возможность освобождения от фиксации и достижения приспособительного результата.

Необходимым условием при изучении развития стресса в условиях эксперимента является четкий контроль развития стадий процесса. С целью определения сроков наступления стадий тревоги, резистентности и истощения проводилось взвешивание животных, определение веса пгдпочечников, макро- и микроскопическое исследование желудочно-кишечного тракта, лимфоидной системы.

Исследование проведено на 43 белых крысах-самцах с первоначальной массой тела 180—2G0 граммов. Весь экспериментальный материал был разделен на 5 групп.

Первая группа была представлена животными, находившимися в обычных условиях вивария (12 крыс). Вторая группа животных подвергалась иммобилизации путем помещения животных в специально оборудованные домики, обеспечивавшие фиксацию туловища по 3—4 часа, 3 раза а течение 7 суток. После 3 фиксаций животных забивали под легким эфирным наркозом. Третья группа животных подвергалась 6-кратной иммобилизации в течение 14 суток. Четвертая — 9-кратной иммобилизации в течение 30 суток. Пятая группа — 36-кратной иммобилизации в течение 120 суток.

Экспериментальная часть работы была выполнена на базе ЦНИЛ Волгоградской медицинской академии.

Животных содержали и забивали согласно требованиям «Международных рекомендаций по проведению медико-биологических исследований с использованием животных», принятых в 1985 году Советом международных медицинских научных организаций (СММНО).

Головной мозг, животных фиксировали в жидкости Буэна, после уплотнения заливали-в парафин. С одного блока получали по 600—800 :ерийных фронтальных срезов толщиной 5—7 микрон, каждый пятый или десятый наклеивали на предметные стекла в порядке их получения и маркировали.

Интерпретация структурно-функциональных изменений основных элементов лимбической системы (гиппокамп, миндалевидный комплекс, гипоталамус) должна базироваться на определенных методических подходах, раскрывающих основные морфологические эквиваленты функции нервной системы.

Для этого необходимо исследование всех ядерных образований лимбической системы с учетом плотности расположения нейронов и глиальных элементов, их морфоструктурных параметров.

Исходя из изложенного, в работе использовали следующие методы:

— окрашивание препаратов мозга гематоксилин-эозином;

— окрашивание по Нисслю (цитоплазма, ядро, ядрышко, тигроид);

— окрашивание по Гомори (нейросекрет);

— цитокариометрические и стереометрические исследования (изучение объемной плотности нейронов, объема ядер нейронов, удельной площади поверхности нейронов, количества нейронов в единице объема) (Г. Г. Автандилов, 1981);

— определение степени поражения нейронов путем подсчета неизмененных, слабоизмененных, грубоизмененных и отсутствующих нейронов (А. И. Чубинидзе, 1972).

Морфометрическое исследование нейронных образований лимбической системы проводилось на микроскопе «Микровидиомат-2» (фирма «Оптон», ФРГ) с использованием микро-ЭВМ (США) по программе «Стресс-1».

Полученные цифровые данные обрабатывали статистически по методу Стьюдента-Фишера с 95%-ным уровнем статистической достоверности. Морфо-математический анализ был основан на исследовании средней арифметической, среднего отклонения средней арифметической. Цифровой материал представлен в таблицах и графиках.

Исследовали основные компоненты лимбической системы: гиппокамп, миндалевидный комплекс, гипоталамус.

Гиппокамп крыс исследовался по четырем подразделениям (corni Ammonis — СА). Цитоархитектонически выделяли четыре основные зоны гиппокампа (СА-1, СА-2, СА-3, СА-4), по Lorente de No (1934).

Морфологическое и морфометрическое изучение миндалевидного комплекса проводили путем исследования основных ядерных образований: базального ядра (п. amigdaloideus basalis), медиального (п. amigdaloideus medialis), кортикального (п. amigdaloideus corticalis) и латерального (п. amigdaloideus lateralis) ядер.

Исследование гипоталамической области осуществляли согласно классификации, предложенной Я. Сентаготаи с соавт. (1965): супра-хиазматическое (SCH) и супраоптическое ядра (SO); паравентрику-лярное ядро — крупноклеточная часть (PVL), и мелкоклеточная часть (PVm); вентромедиальное (VM); дорсомедиальное (DM); аркуатное (ARC); дорсальное премамиллярное (PMD); вентральное премамилляр-

ное (PMV); латеральное мамиллярное (ML) ядра; медиальное мамил-лярное ядро медиальная часть — (ММт) и латеральная часть (MML); прелатеральное мамиллярное ядро (PL); задняя гипоталамическая область(АНР); переднее гипоталамическое поле (NAH); ретрохиазмаль-ная , область (R CA); супрамамиллярное ядро (SUM); латеральная гипоталамическая (AHL); преоптическая (АРО); перивентрикулярная области (PVA).

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Известно, что концепция Г. Селье (1956) об общем адаптационном синдроме не включала нервное звено регуляции ответной реакции организма на стресс-воздействие. Такой несколько упрощенный подход был подвергнут в свое время справедливой критике. Многочисленными последующими исследованиями отчетливо показано, что механизм неспецифической резистентности организма не может быть сведен только к изменению уровня «адаптивных гормонов» в крови, а имеет гораздо более сложную природу.

Нервной системе в регуляции явлений реактивности и адаптации организма принадлежит ведущая и решающая роль, а эмоциональное возбуждение является единственным фактором, стимулирующим гормональную адаптивную реакцию.

Изучение структурно-функциональных, компенсаторно-приспособительных и дистрофических процессов элементов лимбической системы в динамике развития психоэмоционального стресса является одной из актуальных проблем теоретической и практической медицины. Необходимым условием при изучении лимбической системы является применение различных методов морфологического исследования с учетом структурно-функциональной организации элементов данной системы контрольной группы животных.

Экспериментальное исследование было выполнено на 48 белых крысах-самцах с первоначальной массой тела 180—200 г. Психоэмоциональное перенапряжение, условием которого являлось наличие :ильной мотивации у животного при отсутствии возможности ее удовлетворения, воспроизводилось путем жесткой иммобилизации животных. Она осуществлялась путем помещения животных в :пециально оборудованные домики на 3—4 часа каждые 3—4 дня. Забой животных с последующим изучением морфофункционального :остояния элементов лимбической системы осуществлялся на 7-е, 14-е, Ю-е и 120-е сутки. Контрольная группа животных (12 крыс) тходилась в обычных условиях вивария.

Следует отметить, что 120-е сутки эксперимента соответствовали ггадии истощения: животные теряли 30—35% своего первоначального

веса, в большинстве случаев по ходу желудочно-кишечного тракта определялись эрозии: лимфоидные органы характеризовались истощением и опустошением, в мозговом и корковом слое надпочечников определялись выраженные дистрофические процессы вплоть до очаговых некрозов.

Выявленные морфологические изменения, последовательно развивавшиеся в гиппокампе при увеличении сроков иммобилизации, характеризовались в основном прогрессированием дистрофических процессов в изучаемых зонах. На начальном этапе эксперимента, (срок иммобилизации 7 суток) дистрофические изменения, проявлявшиеся в виде острого набухания, лизиса тигроида, эктопии ядра и ядрышка, имели место в незначительной части нейронов и локализовались в зонах СА-1, СА-3. Увеличение срока эксперимента (иммобилизация 14 суток) приводило к изменению морфологической картины. Дистрофические процессы носили более выраженный характер, что проявлялось развитием в нейронах на фоне явлений острого набухания таких изменений, как сморщивание отдельных нейронов, гидропиче-ские изменения ядра и цитоплазмы. Наиболее выраженные изменения локализовались в зонах СА-1 и СА-3. Морфологическая картина в зонах СА-2, СА-4 характеризовалась минимальными изменениями. При сроке иммобилизации 30 суток выявленные морфологические изменения отличались увеличением количества нейронов, вовлеченных в дистрофический процесс. Наибольшая степень поражения нейронов наблюдалась в зонах СА-1 (30%) и СА-3 (34%). На завершающем этапе эксперимента (120-е сутки иммобилизации) были обнаружены наиболее грубые дистрофические изменения нейронов. Наблюдалось сочетание процессов острого набухания нейронов, гиперхроматоза и сморщивания, гидропических изменений в виде вакуолизации цитоплазмы, перицеллюлярного и перинуклеарного отеков. Степень поражения в зонах СА-1, СА-3 достигала 44—55%; в зонах СА-2 и СА-4 - 8-10%.

Выраженность компенсаторно-приспособительных процессов в гиппокампе по ходу эксперимента можно охарактеризовать как минимальную. На первом этапе эксперимента (иммобилизация 7 суток), учитывая морфологические и морфометрические данные, можно было констатировать отсутствие компенсаторных реакций по всем зонам гиппокампа. С увеличением срока иммобилизации компенсаторные процессы, проявлявшиеся в виде гипертрофии ядер нейронов, в увеличении удельной площади поверхности нейронов и увеличении гранул тигроида, характеризовались минимальной степенью выраженности.

Изменения, выявленные при исследовании ядер амигдалярного (миндалевидного) комплекса, сводились к развитию дистрофического

процесса разной степени выраженности. Первые два этапа эксперимента (иммобилизация 7 и 14 суток) характеризовались наличием незначительных дистрофических процессов в единичных нейронах ядер амигдалярного комплекса. Степень поражения нейронов базального, кортикального, медиального и латерального ядер не достигала 1%. Более длительный срок иммобилизации (30 и 120 суток) приводил к нарастанию дистрофических проявлений. Однако в нейронах амигда-лярных ядер были выявлены незначиельные дистрофические проявления в виде острого набухания нервных клеток, их сморщивания, перицеллюлярного отека и сателлитоза, а степень поражения нейронов колебалась от 1 до 3%.

Компенсаторно-приспособительные процессы в ядрах миндалевидного комплекса были наиболее выражены в базальном (при сроке иммобилизации 14 суток) и латеральном (при сроке иммобилизации 7 и 30 суток) ядрах. Компенсаторные процессы проявлялись в виде гипертрофии нейронов и в увеличении объема ядер.

Морфофункциональные изменения гипоталамичесхой области на первой стадии эксперимента характеризовались повышением функци-' ональной активности почти во всех ее ядерных образованиях и полях, что проявлялось в виде гипертрофии нейронов и клеточного ядра, в увеличении объемной плотности нейронов, удельной площади поверхности и увеличении образования элементарных гранул нейросекрета, а также в исчезновении или уменьшении вещества Ниссля. Отмечались дистрофические процессы разной степени выраженности в нейронах прелатерального, вентромедиального, дорсального премамиллярного, супрамамиллярного ядра и мамиллярных ядер, а также преоптической и задней гипоталамической областей. Изменение нейронов паравент-рикулярного и супраоптического ядер носили более выраженный характер, что проявлялось уменьшением содержания нейросекрета и выраженной гидропической дистрофией отдельных нейронных ансамблей. Степень поражения нейронов супраоптического и паравентрику-лярного ядер на 7-е сутки эксперимента составляла 6% и 13% соответственно.

Однако следует отметить, что стереометрические данные констатировали выраженные компенсаторно-приспособительные процессы (гипертрофия нейронов, увеличение объема ядер нейронов и удельной площади поверхности) практически во всех ядерных образованиях и полях гипоталамуса.

Морфометрическое исследование супрамамиллярного, супраоптического, вентрального премамиллярного, вентромедиального и мамиллярных ядер, ретрохиазмальной и латеральной гипоталамической областей, переднего гипоталамического поля констатировало увеличение коэффициента прироста объема ядер от 12 до 30%.

Исследование ядерных образований гипоталамуса на 30-е сутки эксперимента выявило наличие выраженных дистрофических изменений нейронов в виде острого набухания, вакуолизации цитоплазмы, эктопии и деформации ядра, набухания дендритов, перицеллюлярного и перинуклеарного отеков. Дистрофические процессы были наиболее выражены в нейронах паравентрикулярного (степень поражения 16%), супраоптического (степень поражения 13%) ядер. Изменения нейронов премамиллярных и мамиллярных ядерных образований констатировали повышение функциональной активности; данные изменения были более ярко выражены в латеральном премамиллярном и вентральном премамиллярном ядрах. Компенсаторно-приспособительные процессы на 30-е сутки хронического стресса отмечались в супрахиазматическом и супраоптическом ядрах.

Изучение морфофункционального состояния нейронов основных гипоталамических образований при длительных сроках иммобилизации (120 суток) выявило наличие дистрофических процессов различной степени выраженности. Наиболее выраженные дистрофические изменения обнаружены в нейронах паравентрикулярного ядра: степень поражения нейронов составляла 100%. Степень поражения нейронов более 90% отмечалась в дорсомедиальном ядре (97%), задней гипоталамической области (96%), переднем гипоталамическом поле (95%) и латеральной гипоталамической области (96%). Степень поражения более 50% наблюдалась в супрахиазматическом (65%) и супрамамиллярном ядрах (84%), а также ретрохиазмальной области (83%). Степень поражения нейронов отдельных гипоталамических образований была менее значительна в аркуатном ядре (3%), вентральном премамиллярном (4%) и латеральном мамиллярном (5%) ядрах.

Таким образом, проведенное экспериментальное исследование выявило ряд структурно-функциональных изменений в гипоталамической области при различных сроках эксперимента.

Анализируя полученные морфометрические данные о различных структурах лимбической системы, можно выделить три особенности.

Первая особенность характерна для всех отделов лимбической системы и заключается в следующем. Динамика морфологических и морфометрических изменений позволяет говорить о многофазное™ функциональной деятельности нейронов. В связи с этим можно выделить пять фаз:

— фазу усиления активности (гипертрофия ядра и ядрышка, частичный хроматолиз, глиальный сателлитоз, увеличение профильного поля нейронов, увеличение объемной плотности нейронов);

— фазу субнормальной активности (соответствие морфометриче-

ских показателей данным контрольной группы, сохранность структуры ядра и клеточных элементов на фоне уменьшения количества глиальных клеток);

— фазу вторичного усиления (морфологическая картина соответствует фазе усиления активности);

— фазу компенсаторно-приспособительных процессов (гипертрофия и гиперплазия глии, гипертрофия нейронов, появление дистрофически измененных нейронов, кариоцитопикноза, наличие клеток-теней, невронофагии, ганглиозноклеточных выпадений, уменьшение количества нервных клеток в единице объема);

— фаза срыва компенсаторно-приспособительных процессов \пре-обладание дистрофических и деструктивных процессов).

Вторая особенность — асинхронность морфофункциональной активности различных структур лимбической системы (см. табл. 1—2). Установлено, что на 7-е, 14-е и 30-е сутки эксперимента наибольшая морфофункциональная активность нейронов отмечалась в гипоталамусе. Нейронные ансамбли гиппокампа практически «безмолвствовали». И лишь отдельные ящерные образования миндалевидного комплекса (базальное и латеральное ядра) проявляли выраженную морфофунк-циональную активность. Следует также отметить, что явления асинхронности морфофункциональной активности характерны не только для гипоталамуса, гиппокампа и миндалевидного комплекса, но и для нейронных образований, составляющих эти отделы лимбической системы.

Третья особенность — различная выраженность компенсаторно-приспособительных процессов (см. табл. 2). На первом месте среди исследуемых структур лимбической системы стоит гипоталамус. Практически на всем протяжении эксперимента в его ядерных образованиях попеременно выявляются процессы гипертрофии и дистрофии, и лишь на 120-е сутки в большинстве его структур преобладают явления дистрофии и деструкции нейронов. На второе место по степени выраженности данных процессов можно поставить миндалевидный комплекс с одной лишь особенностью: преобладание процессов гипертрофии нейронов над процессами дистрофии, вплоть до 120 суток эксперимента. На третьем месте — гиппокамп, при изучении которого не отмечалось выраженных компенсаторно-приспособительных процессов. В его структурах были выявлены выраженные дистрофические и деструктивные процессы лишь на 120-е сутки эксперимента.

Анализ морфологических данных с учетом современных представлений о морфофункциональной организации и . нейрофизиологии лимбической системы также позволяет сделать ряд обобщений.

Степень поражения (%) нейронов элементов лимбической системы

Элементы Сроки эксперимента (сутки)

лимбической системы 7 14 30 120

1 2 3 4 5

Гипоталамус

Супрахиазматическое ядро 0 - 0 65

Супраоптическое ядро 6 - 13 39

Паравентрикулярное ядро 13 - 16 100

Вентромедиальное ядро 2 - 5 50

Дорсомедиальное ядро 5 - 8 97

Аркуатное ядро 0 - 1 3

Дорсальное премамиллярное ядро 3 - 10 36

Вентральное премамиллярное ядро 0 - 0 4

Латеральное мамиллярное ядро 0 - 3 5

Медиальная часть медиального мамилляр- 1 - 5 14

ного ядра

Латеральная часть медиального мамилляр- 1 - 5 9

ного ядра

Супрамамиллярное ядро 3 - 15 84

Прелатеральное мамиллярное ядро 1 - 10 18

Задняя гипоталамическая область 6 - 6 96

Переднее гипоталамическое поле 2 - 20 95

Ретрохиазмальная область 1 - 8 83

Латеральная гипоталамическая область 1 - 10 96

Преоптическая область 5 - 10 18

Гиппокамп

Зона СА-1 2 5 30 44

Зона СА-2 . 0 0 2 8

Зона СА-3 3 8 34 55

Зона СА-4 0 1 4 10

Миндалевидный комплекс

Базальное ядро 0 0 1 2

Медиальное ядро 0 0 1 1

Кортикальное ядро 0 0 1 1

Латеральное ядро , 0 0 2 3

Выраженность компенсаторно-приспособительных процессов в нейронах лимбической системы

Элементы лимбической системы Сроки эксперимента (сутки)

7 14 30 120

1 2 3 4 5

Гипоталамус

Супрахиазматическое ядро - - +++ -

Супраоптическое ядро - - +4+ -

Паравентрикулярное ядро +++ - - -

Вентромедиальное ядро +++ +-Н- - -

Дорсомедиальное ядро + + - -

Аркуатное ядро + - - +++

Дорсальное премамилляркое ядро +++ + + -

Вентральное премамиллярное ядро +++ - + -Н-+

Латеральное мамиллярное ядро +++ - +++ *

Медиальная часть медиального мамиллярного ядра +++ + + +++

Латеральная часть медиального мамиллярного ядра +++ - ■ +++ +

Супрамамиллярное ядро +++ + + -

Прелатеральное мамиллярное ядро +++ +++ + +++

Задняя гипсталамическая область . +++ +++ - -

Переднее гипоталамическое поле + +++ + -

Ретрохи.азмальная область + +++ + -

Латеральная гипоталамическая область + +++ - -

Преоптическая область +++ + + -

Гиппокамп

Зона СА-1 - + - -

Зона СА-2 - + + -

Зона СА-3 - + - +

Зона Са-4 - - + +

Миндалевидный комплекс

Базальное ядро + +++ - +

Медиальное ядро - + - +

Кортикальное ядро" - - + +

Латеральное ядро +++ + +++ +

Примечание: «-» — отсутствие процесса,

«+» — процесс слабо выражен,

«++» — умеренная выраженность процесса,

«-Н-+» — процесс хорошо выражен.

Изучение морфологической картины гипоталамических образований позволяет отметить наличие дистрофических и некротических процессов в нейронах всех ядер при длительном психоэмоциональном перенапряжении. Однако время возникновения данных процессов и степень поражения нейронов различны по ядерным образованиям гипоталамуса. Этот факт заслуживает особого внимания. Известно, что любая система состоит из возбуждающих и тормозных элементов (в гипоталамусе — это люлиберины и статины). По-видимому, уже в начальной стадии стресса преобладают тормозные эффекты на уровне гипоталамической области, а именно: выключение ядерных образований или нейронных ансамблей, вырабатывающих стрессовые «медиаторы» (паравентрикулярное и супраоптическое ядра секретируют кортиколи-бирин и вазопрессин). Это относится и к дорсомедиальному ядру.

Экспериментальными исследованиями отечественных и зарубежных авторов установлено, что длительные, и особенно, многократно повторяющиеся тяжелые стрессы (иммобилизация, боль) приводят к снижению активности адренергической и гипофизарно-адреналовой систем. Такое прекращение стресс-реакции не зависит от истощения надпочечников, так как введение адаптированным к боли животным АКТГ вызывает у них больший подъем концентрации кортикостерона в крови, чем у контрольных животных. Эти данные могут свидетельствовать о том, что одним из факторов адаптации к стрессовым ситуациям, из которых невозможно уйти, является активизация регуляторных механизмов, которые тормозят выход кортиколиберина, АКТГ и, как следствие, выход кортикостероидов и катехоламинов.

Анализ собственных исследований и данные литературы последних лет по иммуногистохимии диэнцефальной области позволили предположить в гипоталамусе животных две модульные системы, ответственные за развитие стресс-реакции. Первая участвует в активизации симпатико-адреналовой системы (паравентрикулярное ядро, нейронные ансамбли дорсомедиального ядра; переднего, латерального и заднего гипоталамических полей; а также супраоптического ядра). Вторая модульная система оказывает тормозной эффект, вследствие чего происходит резкое уменьшение секреции стрессовых нейропептидов (вентральное премамиллярное, сулрамамиллярное и прелатеральное мамиллярные ядра, а также многочисленные нейронные ансамбли аркуатного ядра и ретрохиазмальной области) (О. Г. Бакклаваджан, 1988).

Сильные, многократно повторяющиеся стресс-реакции (иммобилизация) приводят к активизации тормозных и резкому угнетению (вплоть до развития необратимых дистрофических процессов) возбуждающих' модульных систем гипоталамуса.

Выявленные морфологические изменения являются следствием воссозданного экспериментальным путем психоэмоционального пере-

напряжения. Гипоталамус, являясь важнейшей зоной вегетативной и гормональной активности и мотивированного эмоционального поведения, оказывается в центре повреждающего воздействия, вызванного психоэмоциональным перенапряжением. Результатом воздействия является развитие дистрофических и некротических процессов в нейронах ядерных образований гипоталамуса (при длительных сроках иммобилизации степень поражения отдельных ядерных образований достигает 90—100%). Это приводит к нарушению ритмов гипоталамической секреции, созданию новых, необычных для нормы отношений, что приводит к нарушению координированного функционирования гипота-ламических структур, а также всей нейроэндокринной системы.

В то же время следствием перенапряжения является развитие адаптационно-компенсаторных процессов, проявляющихся в виде резкого повышения морфофункциональной активности нейронов отдельных ядерных образований. Известно, что одной из основных черт адаптации является перестройка межсистемных отношений с целью оптимизации функционального состояния организма (П. Д. Горизонтов, 1973). Это обусловлено структурно-функциональными изменениями клеток (А. Л. Поленов, 1974).

Переплетение гипертрофических, компенсаторно-приспособительных и дистрофических изменений в нейронах гипоталамических ядерных образований свидетельствует об активном участии данных образований в процессах развития психоэмоционального перенапряжения и формирования общей реакции организма.

Морфофункциональная оценка полученных данных может быть осуществлена на основе их сопоставления с современными литературными данными о механизме развития эмоционального стресса и роли в этом процессе элементов лимбической системы. Лимбические структуры мозга, являясь нервным субстратом эмоций, морфологически и функционально тесно связаны между собой. Существование нескольких наиболее выраженных «кругов» внутри лимбической системы обеспечивает возможность длительной циркуляции возбуждения, что в условиях длительного психоэмоционального перенапряжения может приводить к развитию «застойных эмоциональных возбуждений». Гиппокамп, миндалевидный комплекс и гипоталамус относятся к структурам, играющим ведущую роль в организации эмоциональных реакций. Взаимодействие данных структур мозга совместно с передними отделами новой коры полушарий большого мозга обеспечивает формирование мотиваций и оценку вероятности достижения полезного результата, что и определяет возникновение эмоций (П. В. Симонов, 1981; 1984).

Таким образом, особенности центрального механизма развития эмоционального стресса и особая роль в этом процессе компонентов лимбической системы приводят к тому, что они оказываются в центре

повреждающего воздействия, вызванного психоэмоциональным перенапряжением. Результатом повреждающего воздействия является нарушение метаболизма нервных клеток и выявленные настоящим исследованием морфофункциональные изменения в нейронах основных лимбических образований.

Следует отметить, что морфологическая картина, наблюдавшаяся в основных образованиях лимбической системы (гиппокампе, миндалевидном комплексе, гипоталамусе) при равных сроках иммобилизации (7, 14, 30, 120 суток) различна. Несмотря на то, что дистрофические изменения выявлены во всех трех исследуемых компонентах лимбической системы, по степени выраженности и срокам развития имеются значительные различия.

Дистрофические изменения нейронов отдельных ядерных образований гипоталамуса развиваются уже на 7-е сутки и по ходу всего эксперимента носят более выраженный характер по сравнению с изменениями нейронов гиппокампа и миндалевидного комплекса. Ранние сроки развития и большая степень выраженности дистрофических процессов в нейронах гипоталамуса обусловлены прежде всего функциональной значимостью данного образования в формировании эмоциональной сферы. Являясь структурой, «запускающей» деятельность отделов мозга и формирующей эмоциональное возбуждение, важнейшей зоной вегетативной и гормональной активности, гипоталамус испытывает наибольшее функциональное напряжение.

Дистрофические изменения нейронов гиппокампа менее выражены, однако значительно варьируют по зонам внутри самого образования по степени выраженности и срокам развития. Полученные данные подтверждают анатомическую и функциональную неоднородность гиппокампа. При формировании эмоциональных реакций гиппокамп выступает не только в качестве одного из центров эмоциональной интеграции, но и способен оказывать тормозное влияние на активность нейронов, продуцирующих кортиколиберин (Ф. И. Фурдуй, 1986). Степень выраженности компенсаторно-приспособительных процессов нейронов гиппокампа минимальна.

Изменения со стороны нейронов миндалевидного комплекса, проявлявшиеся дистрофическими процессами, наименее выражены среди изучаемых структур лимбической системы. Степень поражения нейронов на заключительном этапе эксперимента (иммобилизация 120 суток) колебалась по ядрам от 1% до 3%. Компенсаторно-приспособительные процессы представлены в большей степени изменениями нейронов базально-латеральной области миндалевидного комплекса. Это, по всей видимости, и закономерно, так как являясь одной из главных структур лимбической системы, амигдалярный (миндалевидный) комплекс участвует в осуществлении корригирующего влияния на деятельность стволовых образований мозга, где локализу-

ются центры жизненно важных интегративных реакций организма. На основании многочисленных экспериментов было выяснено, что влияние амигдалярного комплекса на вегетативную нервную систему определяется через гипоталамус. Его кортико-медиальньш комплекс оказывает большое влияние на «симпатическую зону» гипоталамуса, а базально-латеральный — на «парасимпатическую зону» (Г. П. Каргун, 1971).

Таким образом, из результатов наших исследований видно, что только лишь базально-латеральный отдел амигдалярного комплекса принимает активное участие в стресс-реакции: активизирует парасимпатические структуры гипоталамуса на протяжении 30 суток эксперимента и тем самым как бы уменьшая или снижая активность симпатических отделов диэнцефальной области, играющих важную роль в развитии стресс-реакции, а, следовательно, и повреждающего фактора. На 120-е сутхи эксперимента амигдалярный комплекс как бы «выходит из игры», оставаясь практически непричастным к дальнейшему развитию стресс-реакции.

Таким образом, учитывая данные, полученные в ходе эксперимента. и современные данные литературы, можно констатировать, что развитие эмоционального стресса сопровождается сложным комплексом морфофункциональных изменений со стороны основных компонентов лимбической системы (гипоталамуса, гиппокампа и миндалевидного комплекса). Повреждающее воздействие на нейроны лимбических образований приводит к развитию двух противоположных по направленности процессов — дистрофических и компенсаторно-приспособительных. Качественные различия морфологических изменений, различные сроки развития, разная степень выраженности и неоднородность процессов в нейронных образованиях напрямую связаны со сложным структурно-функциональным устройством компонентов лимбической системы.

Проведенное экспериментальное исследование позволяет сделать шаг к изучению иерархического устройства лимбической системы и определению чувствительности ее элементов к повреждающим воздействиям эмоционального стресса, а также определить причастность ее' структурных компонентов к развитию стресс-реакции.

Гипоталамус является ключевой областью, которая в самые короткие сроки реагирует на нарушения гомеостаза, вызванные стресс-реакцией. Именно гипоталамусу, как высшему вегетативному центру, обладающему большим спектром регуляторных механизмов, принадлежит основная роль коррекции многих функциональных систем, вовлеченных в патологических процесс.

Сопоставляя морфофункциональные изменения в ядерных образованиях гипоталамуса и структурах гиппокампа, можно предположить, что роль последнего заключается в усилении или торможении функционирования различных отделов диэнцефальной

области. Подтверждением этому является срыв компенсаторно-] приспособительных процессов на 120-е сутки эксперимента в нейронных образованиях как гипоталамуса, так и гиппокампа. Подтверждением этому являются также многочисленные нейрофизиологические и морфоиммунолошческие исследования, показывающие, что структуры гиппокампа содержат нейронные образования, функция которых заключается в усилении или торможении как афферентных, так и эфферентных сигналов, благодаря наличию в них аминокислот (ГЛабори, 1974).

Амигдалярный (миндалевидный) комплекс принимает участие в развитии стресс-реакции лишь на начальных ее стадиях. Его базально-латеральньш комплекс активизирует парасимпатические нейронные ансамбли гипоталамуса, тем самым уменьшая последствие симпатико-адреналовых влияний.

ВЫВОДЫ

1. Длительное психоэмоциональное перенапряжение вызывает дистрофические и деструктивные процессы в нейронных ансамблях лимбической системы. Наибольшая степень поражения нейронов отмечается в структурах гипоталамуса, зонах СА-1 и СА-3 гиппокампа, наименьшая — в ядрах амигдалярного (миндалевидного) комплекса.

2. Среди исследуемых структур лимбической системы гипоталамусу принадлежит ведущая роль в развитии стресс-реакции; гиппокамп и амигдалярный (миндалевидный) комплекс оказывают тормозное влияние на. ходульные системы гипоталамуса, вырабатывающие стрессовые гормоны.

3. Начальные сроки стресс-реакции (7—14 суток) характеризуются повышенной морфофункциональной активностью всех ядерных образований и полей гипоталамуса. На 30-е сутки происходит выключение модульных систем, вырабатывающих стрессовые гормоны, что сопровождается выраженной дистрофией паравентрикулярного, супраоптического и дорсомедиального ядер. В модульных системах гипоталамуса, обладающих тормозным эффектом, отмечаются явления повышенной функциональной активности (премамиллярная область, мамиллярные ядра).

4. На заключительном этапе эксперимента (120 суток), когда выражены морфологические признаки стадии истощения стресс-реакции, во . многих ядерных образованиях гипоталамуса отмечались репаративные процессы нейронных ансамблей, исключая паравентрикулярное и дорсомедиальное ядра, а также переднюю и заднюю гипоталамические области.

5. Структурным элементам гиппокампа, особенно его зонам СА-1 и СА-3 принадлежит роль ослабления модульных систем гипоталамуса,

вырабатывающих стрессовые гормоны. Однако на 120-е сутки эксперимента в этих зонах развиваются выраженные деструктивные процессы.

6. Амигдалярный (миндалевидный) комплекс, которому в обычных условиях принадлежит главенствующая корригирующая роль важнейших интегративных реакций организма, принимает участие в развитии стресс-реакции лишь на начальных ее стадиях. Его базально-ла-теральный комплекс активизирует парасимпатические модульные системы гипоталамуса, тем самым уменьшая последствия симпатико-адреналовых влияний.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Морфологическое исследование амигдалярного комплекса лим-бической системы крыс при иммобилизационном стрессе // Актуальные проблемы медицинской науки и практики: Тез. докл. 11-й конференции молодых ученых. — Волгоград, 1990 — С. 20.

2. Морфологические изменения в аммоновом роге при продолжительном стрессе // Актуальные вопросы медицинской науки и практики: Тез. докл. 12-й конференции молодых ученых ВГМИ. — Волгоград, 1992 — С. 23—24.

3. Морфофункциональная характеристика состояния нейронов гиппокампа крыс при хроническом стрессе (Мишина Н. Н.) // Актуальные вопросы патологической и нормальной морфологии: Тез. докл. научно-практической конференции. — Ижевск, 1995 — С. 15.

4. Морфофункциональная характеристика коры и подкорковых структур головного мозга при стрессе (Писарев В. Б., Потанин М. Б.) // Вестник медицинской академии. — Волгоград, 1995. — С. 15—17.