Автореферат диссертации по медицине на тему Сравнительный анализ строения вегетативных ганглиев млекопитающих в онтогенезе
Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию Мордовский ордена Дружбы народов государственный университет имени Н.П.Огарева
На правах рукописи УДК 611.018.81;591.3
АБРАМОВ Виталий Николаевич
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРОЕНИЯ ВЕГЕТАТИВНЫХ ГАНГЛИЕВ МЛЕКОПИТАЮЩИХ В ОНТОГЕНЕЗЕ
14.00.23 - гистология, цитология* эмбриология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Саранск 1994
Работа выполнена на кафедре цитологии, гистологии и эмЬ-риолопш МордоЕСЕОШ ердаш Дружбы народов государственного университета им.Н.П.Огарева.
Научный руководитель: доктор медицинских наук А.А.Сосунов
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук Е.Р.Павлович
кандидат биологических наукдоцент А.Н.Шабанов
Ведущая организация - Институт биологии развития имени Н.К.Кольцова РАН
Защита состоится "_"_ 1994 г.
в_ часов на заседании специализированного совета
К 063.72.08 при Мордовском ордена Дружбы народов государственном университете им.Н.П.Огарева (430000 г.Саранск, ул.Большевистская,68)
Автореферат разослан "_"_ 1993 г.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Выяснение закономерностей структурной организации нервной ткани в. онтогенезе является актуальной проблемой нейробнологни. Большое количество исследований носаящено изучению вегетативной нервной системы (ВНС), анализировались мног ие ее отделы у представителей разных видов яивотных и человека. Основная часть работ, посвященных устройству ганглиев ВНС, рассматривает структуру зрелых нервных узлов (Бабминдра, 1981; Швалев, Сосунов, 1982, 1989; Gabeüa, 1982; Lleweliyn-Smilh et а!.,1983). Исследований по эмбриональному развитию ганглиев ВНС гораздо меньше (Кнорре, Суворова, 1984; Rubin, 1985; Сосунов, 1988), а вопросам старения посвящены только единичные исследования (Баненкая, 1987; Швалев и яр. 1992).
Следует отметить, что большая часть данных о развитии вегетативных ганглиев получена с помощью свето-микроскопичсских методов (Колосов, 1954; Корочкин, 1965; Кнорре, Суворова, 1984, Jacobson, 1978). Ультраструктурные исследования онтогенеза узлов ВНС к настоящему времени немногочисленны (Сосунов и др. 1986; Рарка, 1976; Ito, 1983; Shvalev, Sosunov, 1989), а возрастные изменения описываются главным образом на различных отделах ЦНС (Вербицкая, Боюлспов, 1984; Brizzer,1985).
В настоящее время значительная часть работ но онтогенезу вегетативных нервных уиюв освещает тот или иной этап развития одного гашлия. Немногочисленные работы рассматривают всю "историю жизни" нервного угла - от закладки до старости (Сосунов, 1988) и лишь в единичных работах проводится сравнительный анализ онннсисза Bciera-тивиых ганглиев различной локализации (Кнорре, Суворова, 1984).
Важным событием в развитии нервной ткани является становление медиаториого фенотипа клеток, koi да.нейроны начинают синтезирован, и выделять вешества, выполняющие функции иеиромедиаторов, и, тем самым, объединяются в нейронные сеш и формируют рефлекторные душ. Одним из наиболее распространенных иеиромедиаторов в ЦНС и ВНС является апстилхолин (АХ). Большое количество исследований, посвященных развитию холинершчееких систем, выполнено на свею-оптическом уровне (Keller, 1976; Smith et al., 1977; Rickenbacher, Müller. 1979). электронно-микроскопических исследовании значительно меньше, к юму же вопросы становления холинершческих свойств нервных клеток туче-
чы прсимушсстсснко у птиц - традиционного объекта нсйрогистолоши
позвоночных (Panncsc et al., 1974; Oiivieri-Sangiacomo et a!., 1983).
Старение, как биологическое явление, присуще всем позвоночным, хотя и большее значение имеет, по видимому, для человска-Возрастные изменения, вероятно, являются причиной многих патологических состояний. Гипертснзия - одно из наиболее часто встречающихся заболеваний сердечно-сосудистой системы. Роль ВНС в возникновении гипертонической болезни, хотя и привлекает большое внимание (Мясников, 1954), пока не достаточно изучена.
В настоящее время для изучения гипертонической болезни широко используются крысы линии SHR, характеризующейся спонтанным возникне Бснием гииертепзии. Однако, несмотря на большое разнообразие исследований выполняемых на этих животных (Постной, Орлов, 1987; Head, 1989),возрастные изменения в строении ганглиев ВНС остаются практически неизученными.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы является выяснение закономерностей становления структурно-медиаторного фенотипа клеток вегетативных ганглиев в процессе онтогенеза крыс линий Wistar и SHR.
Исходя из поставленной пели были определены следующие задачи:
1. Провести сравнительный анализ строения вегетативных ганглиев разной локализации (внугрисердсчиых, симпатических паравертебральных и кишечных) на протяжении индивид; п.ного развития (нре- и постпа-тальный период, зрелость, старость; у крыс липни Wistar.
2. Изучить динамику становления апетилхолиизстеразной (АХЭ)-активпости во впугриссрдечных, симпатических паравертебральных (шей-ио-грудной ганглий) и кишечных ганглиях у крыс линий Wislar и SHR.
3.Исследовать ультраструктуру нейронов ганглиев ВНС (внутрисер-дсчпых.шсйшмрудных и кишечных) у крыс линии SHR в онтогенезе.
Научная новизна работы. В результате выполнения работы получены следующие основные новые результаты:
- установлено, что для вегетативных ганглиев разной локализации (внутриеердечных, симпатических паравертебральных и кишечных) наряду с общими закономерностями развития, проявляющимися во влиянии прс-гашлиоиарных волокон на агрегацию клеток НГ и их последующую специфическую дифферешшровку, в постепенной комнактизапии закладок, в росте перикариона нейронов и параллельном развитии его отростков, в одинаковой динамике становления специализированных структур синапти-
i i . vi u >г 4." .t crn, ■ c¡;i i i i j , ¡i
Г I ' i<. i', ' ' ч V Л 1 I ' . v < ' "
- j . i . * ' • • ' f r v i1 Í ' i i " J - -i
•лспс»?:л на гпликх тгапах онтсгмдаэ;
- т-.csn?'.'.'¡э, ~ÍTO стгсгэдил "'лггсс: НГз ""кгетатигн^'д ■ггтячи М КГгЧ-'ПО ЯГ^-Г«!^:"?-'"« ttr-O'ÍCSr.T-ft с ПргСЗ'ТСТ::!!!; г.рз-
- лтллслп ейалл ллл г-сед тугатил кг-л^тзет.'.и гшгнкез аннв«::я.п
ЛХЗ-этткгпостн. Процутл pe:*«;!1:! гперда полтлиетсл в ядре л пространстк, позлле н".б/нс<л£.егся г кгизлыш rjnny-прпрго 5!гдо;|яа2ма.ткч«ского рст^куяуш, а зятем an ллаэмглсммс псрз-
- похазмш отлична гозрсстшлх пересгрсе«. ультраструктурн ясгетатиз-
иейрояоз у крыс лшши Wistar и лишш SHR. Для хрне лкшш Wis'ar ;?.р'ггер!ю 1!cc5:.phí:í:x ые^Зргжвд;; структур, сз'лзиацшх с грл,-
«уялрной змдсплзз^птнчгсгой сетью (5ПС), нйрузлекне структуры ?;:зто-сндрпй, накопление липофусцина. У крыс линии SHR, кроме того, нгб-нодастся увеличение размеров тела нервных клеток^ гипертрофия телец йксля, необычные структуры с цитоплазме (ядришхо-полобные тельца, юнцентричесхие ;да.-:браны ), увеличение числа "темных" иейроно».
- установлено,что различия в тонком строении нейронов у крыс линии »HR по сравнению с линией Wistar впервые наблюдаются в зрелом воз-|дсте я усиливаются в старом. Наиболее ярко они выражены в шей-ю-грудных ганглиях, менее в ганглиях сердца и минимальны б кишечных [ервдых узлах.
Практическое значение. Полученные данные расширяют предстапле-1ия о становлении струхтурно-медиаторного фенотипа нейронов ВНС, а акже о ранних этапах развития вегетативных ганглиев и должны )ашты-аться в исследованиях in vitro и in vivo при изучении онтогенеза ШС.
Показанная высокая степень возрастных изменений и более раннее IX появление в симпатическом отделе нервного аппарата сердца у крыс [инии SHR может свидетельствовать о большем и возможно первоначаль-юм поражении симпатической части нервного аппарата сердца при ги-¡ертоническон болезни и должна учитываться в клинической практике. Сромс того полученные результаты углубляют знания о возрастных изме-[ениях нейронов и могут быть полезны при изучении возрастных патоло-ий ЦНС.
Полученные данные могуг использоваться в учебном процессе по
курсам цитологии и гистологии.
Основные положения вьшозкмыс на защзпу-
1. Закладка вегетативных ганглиев и начало специфической диффе-репцировхи нервных клеток происходит под влиянием преганглионарных волокон.
2. Динамика развития АХЭ-активности вегетативных нейронов в онтогенезе имеет следующую последовательность: продукт реакции вначале появляется в ядре и в перинуклеарном пространстве, затем происходит еш перемещение в канальцы гранулярной эндоплазматической сети и на плазмалемму.
3. Возрастные изменения ультраструктуры нейронов у крыс линии БИЛ появляются раньше и выражены в большей степени в шейно-грудных ганглиях, чем во внугрисердечных и кишечных нервных узлах.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на научной конференции "Реактивность и регенерация тканей" (Ленинград, ¡990), Республиканской конференции морфологов Литвы (Каунас, 1990), научной конференции "Морфология раневого процесса" (С,- Петербург, 1992), 1У-м европейском Конгрессе невропатологов (Берлин, 1992), ХУ-м ежегодном Конгрессе Международного общества по изучению сердца (Колумбия, США, 1993), 1У-м Международном Конгрессе по морфологии позвоночных (Чикаго, 1994), на I и II международных медико-биологических симпозиумах АЕН РСФСР (Саранск, 1991, 1994).
Реализация результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, полученные данные используются в учебном процессе на медицинском и биологическом факультете Мордовского государственного университета им.Н.П.Огарева.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, раздела "Материал и методы", результатов собственных исследований и их обсуждения (3 главы), заключения, выводов и библиографического указателя. Работа иллюстрирована 82 микрофотографиями и одной таблицей. Библиографический указатель состоит из 203 источников (в том числе 169 иностранных).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектами исследования служили белые крысы линий \Vistar и БНЯ. Всего исследовано 115 животных из них 55 линии 5НИ и 60 линии \Vistar, в том числе по 33 эмбриона каждой линии.
При определении возраста эмбрионов крысы первый день после спа-
(ивания животных (в течение одной ночи) считали нулевым днем берс-(снности. Извлечение зародышей из матки производили под нембугаловыь (аркозом (40 мг/кг). После препаровки зародышей самок забивали дска-жтацией.
Возрастные изменения ультраструктуры изучали у животных в возрасте от 24-х месяцев и старше. По данным литературы крысы в возрасте 24-х месяцев считаются старыми (Kadar et al., 1990).
Эмбрионы ранних сроков фиксировали и заливали целиком. На более поздних сроках тело зародыша разделяли на 3-5 сегментов поперечно уси позвоночника.
Для электронно-микроскопического исследования материал фиксировали в 3% глутаровом альдегиде на 0,1 М фосфатном буфере в течение ночи.После дофиксации в 2% осмиевой кислоте (1 час) и обезвоживания в спиртах и ацетоне производили заливку в зпон-аролдит по общепринятым методикам.
При проведении электронно-гистохимической реакции на апстилхо-линэстеразу (АХЭ) ( Karnovsky, Roots,1964) фиксацию проводили раствором 2,59? параформа и \,5'% глутаральдепша на О,IM фосфатном буфере в течение 2 часов. Реакцию проводили на криостатиых срезах толщиной 50 мкм. 9-16-дневные эмбрионы инкубировали целиком. Время инкубации 1,5-2 часа. Ультратонкис срезы контрастировали урамиланетазом (но нашим данным при использовании нитрата свинца наблюдалось вымывание гранул продукта реакции).
Электронно-гистохимическое выявление катехоламин-еодержаишх клеток проводили но методу J.-P.Transcr и G.Richards (1976). Материал фиксировали и l'/r глугаровпм ачыкмилс на 0,1 М растворе хромовокислого'ка/)ия и двухромовохт ют казня (pH 7.2) в течение К) мин., затем кусочки материала пометами на ночь в 0,2 М раствор lex же солей с pH 6.0 при 4^ СДонолнтслыю фиксировали в 2'i осмиевой кислоте на 0,1 М растворе солей хрома (pH 7.2) при С и течение одною часа. Ультратонкис срезы кот pac í провали тлько шп разом свинца.
Поиск ыш.чиев проводили на полугонких срезах окрашенных
раствором метиленовою синею. Ультратонкис срезы получали на ультрамикротоме Ultracut. Полученный материал просматривали в алект-ронные микроскопы ЭМВ-1ШБ п ЭМ-125.
\
СОБСТВЕННЫЕ ДАННЫЕ И ОБСУЖДЕНИЕ
Строение вегетативных ганглиев в онтогенезе было изучено на при мере шейно-грудных, внутрисердечных и кишечных нервных узлов начиная с момента их образования до старости. \
Развитие периферической нервной системы начинается с миграции клеток нервного гребня (НГ). Ультраструктура этих клеток мало отличается от окружающих мезенхимных клеток. Это подтверждается и данными J.Sternberg и S.J.Kimbcr (1986). Отличительными признаками клеток НГ, [io нашим данным, можно считать отсутствие фанул гликогена н более у|кие канальцы |ранулярной ЭГТС.
Закладка симпатических даравертебральных ганглие? начинается на 11-е сутки, на 12-е сугки определяются кишечные [англин и к 14-И еугкам наблюдалось появление зачатков сердечных нервных узлов.
Обязательным компонентом ранних закладок всех изученных нами lam лиев являлись прегашлионарные волокна. Они или свободно лежали вблизи клеток зачатка или образовывали простые контакты с последними. Праанглионарныс полокна отличались от отростков мезенхимных . клеюк более светлой акео/шазмой, отсутствием рибосом и большим количеством микротрубочек и пейрофиламентов.
В лшературс существуют единичные работы касающиеся влияния upeianutHuiiapiiux волокон ца.этих лапах развития ганглиев ВНС (Black, 1У78-, Сосунов, 1988). По нашему мнению, преганглионарная иннервация nipuei важную роль при агрегации клеток зачатка и их специфический хшфферешшровке. В пользу этой гипотезы Moiyr свидетельсТ-иовать данные P.J. Layer et л\. (1993) о возможности функционирования холшглчера». и в частости АХЭ, и качестве молекул межклеточной адк-зии. Пи нашим наблюдениям АХЭ-активность в преганглионарных волокнах обнаруживалась уже в самых ранних зачатках вегетативных ганглиев.
О-преииплионарном влиянии на специфическую дпфференииров^у может евидс'нмп.спювазь рычало tum ста АХЭ, которое наблюдалось в клетках зачаж>ш тшлиев и смена медиа)ирного фенотипа в ганглиях кишки. У 12-сугочпых эмбрионов Kpi.iciii в клетках заклалки кишечных нервных узлов обпар>живалиеь большие цицулярнме пузырьки которые вскоре исче или. Подобную картину описывают G. Badge el аЦ 1990). Они ыкже считки. чю смена мс/ijiuiopnoio фенотипа im мно/ом обус-loiu^a (инлейешием со стороны iipeiaiiuinoiiapnbix волокон. Следует
тАжс отмстить, что первые ганглии в кишке определялись со стороны брыжейки, откуда происходит врастание преганглионарных нервных стволов.
Развитие нервных клеток. Ультраструктура клеток ранних закладок ганглиев не отличается от тонкого строения мигрирующих клеток НГ. Морфологические черты, характеризующие специфическую дифференциронк начинают выявляться вскоре после агрегации клеток в зачатках ганглиев. Так на 12 сутки во многих клетках зачатков симпатической цепочки и кишечных ганглиев появляются большие гранулярные пузырьки и нейро-филамент ы.
В ганглиях сердца отличить нейробласты от клеток глии и мезенхимы становится возможным только на 15-16 сутки. Критерием, характеризующим нейробласты является наличие отростков с большим количеством нейрофиламентов. В то же время в симпатических и кишечных ганглиях собственные отростки нейробластов наблюдались на 13-14 сугкп. Следует отметить, что ультраструктура нейробластов ранних закладок изученных ганглиев'соответствовала малодифференцированным клеткам, содержащим большое количество свободных рибосом.
Появление телец Ниссля, что считается одним из значимых критериев зрелости, происходит на 17-18 сутки в симпатических параиертеб-, ральпых ганглиях, а в ганглиях кишки и сердца к концу эмбрионального периода.
Развитие нейробластов характеризуется неравномерностью. Даже соседние нервные клетки в ганглии часто отличались размерами, количеством и степенью развития органе^. I " ■
К особенностям развития нейронов пгейно-1 рудных ганглиев следует отнести наличие "темных" клеток в перинатальном периоде. Интересно , отмстить, что строение таких клеток перед рождением отличалось от тонкой структуры Iиперхромных клеток в постнаталыюм периоде . В конце эмбриональной); периода "темные" нервные юи тки отличались от остальной массы "светлых" электроипоплотиой гиалоплазмой п длинными ушши канальцами гранулярной ЭПС. "Темные" нейроны, наблюдавшиеся после рождения имели более алсктрошшшютнмй пнгоплашатпчеекий мат-рнкс, неровные контуры ядра, расширенные канальцы гранулярного реш-кулума н набухшие митохондрии.
Увеличение размеров перикариона и ядра продолжается до 2-го месяца ПЫтнатальнон ж тип. По нашим данным, и нос шагачын.ш периоде размер тел нейронов ганглиев Ауэрбаховск^ 4 сплетения был меньше, чем у симпатических и сердечных псрвчы\ к. ■<••
В отличие от нейронов внутриссрдечных и шейно-грудных ганглиев зрелые нейроны кишки содержат меньше гранулярной ЭПС, их ядра небольшие, часто неправильной формы. Зрелые нервные клетки ганглиев сердца отличались отсутствием гранул липофусцина в цитоплазме пери-кариона и отростков.
Симпатические нейроны у старых крыс претерпевают наибольшие возрастные перестройки ультраструктуры по сравнению с нейронами других изученных нами ганглиев. Среди нервных клеток увеличивается количество "темных" нейронов. Практически все нервные клетки в этом возрасте содержали много гранул лнпофусцина, которые часто располагались около канальцев фанулярной ЭПС. Включения липофусцина наблюдались не только в теле клетки, но и в крупных отростках. Гранулярная ЭПС была представлена крупными тельцами Ниссля. Кроме гранул липофусцина, в непосредственной близости от них, а часто и среди них наблюдались структуры, образованные концентрическими мембранами или стопками слегка изогнутых мембран.
Среди митохондрий наряду с нормальными наблюдались органеллы с различной степенью набухания межкристного матрикеа; некоторые из них содержали гомогенные электронноплотные включения. Следует отметить и появление в старом возрасте гигантских форм митохондрий. В перикарн-опе иногда обнаруживались ядрышко-подобные тельца.
В ганглиях сердца и кишки тонкое строение нервных клеток с возрастом изменялось незначительно. Можно лишь отметить увеличение количества митохондрий с трубчатыми и частично лизированными кристами. В нейронах сердца наблюдались митохондрии содержащие осмиофнльные включения. Количество липофусцина в нейронах обоих ганглиев было незначительным. Типичных "темных" нейронов нам не удалось обнаружить ни в ганглиях сердца, ни в кишечных нервных узлах.
Таким образом, по нашим данным, возрастные изменения ультраструктуры ярче выражены в шей по-грудных ганглиях. Эгот факт также отмечают н В.Н.Шваиев с соавт. (1992). Возможно, что степень изменения тонкого строения вегетативных нейронов прямо пропорциональна функциональной нагрузке. Об интенсивном функционировании нейронов звездчатого ганглия может свидетельствовать значительное развитие бе-лок-сиптешрующего аппарата, что подтверждается данными Н. А11ш е1 а1. (1984). Синтез белка, как известие, требует значительных затрат унергнп и соответственно интенсивного функционирования митохондрий. В цропсссс синтеза АТФ происходит образование свободных радикалов, которые вызывают повреждения структуры митохондрий (М1цпс1, 1992).
регенерирующие митохондрии могут являться одним из источников при >бразовании липофусцина (Vanneste et al., 1981).
Исходя из этих фактов можно заключить, что степень и характер юзрастных изменений, к которым, в частности, относят накопление ли-юфусцина и изменения структуры митохондрий (Фролькис, 1991; Brizzer,1985), по-видимому, являются следствием компенсаторных прис-1 ос облей и й к длительному и интенсивному функционированию клетки.
Разшитие клеток глин. С момента появления собственных отростков нервных клеток (т.е. с 13-14 суток в симпатических и кишечных и с 15-16 суток в сердечных ганглиях) среди клеток зачатка можно выделить глию. Морфологически глиальные клетки в этот период почти не отличимы от нервных и их ультраструктура подобна строению малодиффе-ренцированной клетки.
Дифференцировать нейроны и глию по ультраструктуре перикариона : становится возможным на 15-16 сутки в симпатических, на 17-18 сутки в кишечных и на 18-19 сутки в сердечных ганглиях. Строение глиапьных клеток в этот период характеризуется вытянутой, уплощенной формой клетки, наличием вытянутого с неправильными контурами ядра и меньшим количеством органелл в цитоплазме (в частности канальцев гранулярного ретикулума). Глия начинает образовывать отростки, которые отличаются от нервных отсутствием микротрубочек, меньшим количеством фнла-ментов и большим числом рибосом. В ранних зачатках ганглиев школьные элементы располаг ались но периферии нервных узлов.
Дифииитивною строения клетки глии достигают ко 2-му месяцу иостнатального развития. Зрелые глиальные клетки отличаются от нейронов меньшими размерами и вытяиутй формой тела и ядра. Гранулярная ЭПС в глиопитах представлена короткими диффушо распределенными канальцами. Значительно меньше, чем в нервных клетках, митохондрий.
Степень и динамика развития )лиальных оболочек в изученных ганглиях различна. По нашим данным, степень изоляции зрелых сердечных нейронов самая высокая (что подтверждается данными A.A. Сосунова (1988). а в кишечных нервных у$лах зрелые нервные клетки и их отростки имеют слаборазвитые i шальные оболочки. Отдельные участки плазмалеммы нейронов кишки в зрелом возрасте Г'чЛшс не покрыты отростками глиальных клеток.
В изученных нами гашлкях ВНС отмечается отставание рашития ишальных элементов от дкфференнирокки нервных клеток.
Высокая степень изоляции нейронов досттаете:) и за счет развития соединительно-тканной капсулы и прослоек внутри ышлия. отдели-
гощих соседние нейроны. Появление первых коллагеновых волокон отмена ется в конце эмбрионального периода. Однако, если в симпатических и внутрисердечных ганглиях с возрастом наблюдается рост и увеличение толщины сосдинителыю-тканных прослоек, то внутри кишечных ганглиев после рождения они исчезают. Подобная особенность развития соединительно-тканной капсулы кишечных ганглиев описывается G.Gabella (1982).
Сннаптогснез. В ранних зачатках нервных узлов клетки контактируют при помощи простых контактов и десмосомоподобных контактов. Однако, вскоре после агрегации клеток зачатка (на 13-14 сутки в симпатических и кишечных и на 15-16 сутки в сердечных ганглиях) в местах контактов преганглионарных волокон с телами клеток появляются короткие осмиофильные зоны. Типичные синаптичсские пузырьки около них отсутствуют. !
Следующим этаном в образовании сипаптичсских контактов следует считать появление светлых полиморфных синаптических везикул. Это происходит на 15-16 сугки в Ьимнатической цепочке и в ганглиях кишки и на 18 сутки в сердце. Большие фанулярные пузырьки в синаптических терминалах* появлялись, по нашиу данным, несколько позднее.
Дальнейшее созревание синапсов характеризуется унификацией размеров ...лых светлых везикул и удлинением активных зон. Первые зрелые синаптичсские контакты наблюдаются в копне эмбрионального периода в шейно-грудных и кишечных ганглиях и в первые дни постнатальпой жизни в сердце.
Наблюдавшаяся нами динамика синанто! спета в основном соответствует описанной ранее для ЦНС (Боголсиов, 1976).
Проведенное исследование позволило показать,что развитие вегетативных ганглиев подчиняется общим закономерностям. К ним можно отнести раннее подрастание иреилшшонарных волокон, приводящее к агрегации клеюк и началу специфической дпфференцнровкн, образование собственных отростков нейроблаетов и последующий сннаптогснез, развитие питонлазматмческих оршнслл и рост тела и отростков клетку. В качестве обшей черп^ развития 1ашлиев ВНС следует отметин, более по инее развитие элемсню!» 1 лии, а также неравномерность развития нервных клеток в гашлин.
Однако наряду с большим сходством в разшиии ве1стативиых ганг-•1ИСН разной локаш опии нмеюая и нскоюрые различия как » преиа-I ильной. I ак н в пост liai алмюй диффереппировкс. В качестве прсна-Ii змшх отличий мы выделяем битое рыхлое расположение клеток в зак-
ладке симпатической цепочки, разделение клеток НГ клетками мезенхимы В закладках сердечных ганглиев, времейную экспрессию больших гранулярных пузырьков в клетках ганглиев кишки. В качестве постнатальных особенностей можно считать слабое развитие глиальных оболочек и исчезновение соеяинительно-тханных прослоек в ганглиях кишки, высокую степень изоляции нервных клеток сердца, значительное развитие гранулярной ЭПС в шейно-грудных ганглиях.
Д/шамика становления АХЭ -активности в вегетативных ганглиях.
Изменение внутриклеточной локализации АХЭ изучалось на нейронах шей-но-грудных, кишечных и внутрисердсчных ганглиев на протяжении индивидуального развития белых крыс линии Wistar и линии SHR.
Впервые АХЭ-положительная реакция наблюдалась в отдельных клетках закладок симпатической цепочки и ганглиев кишки на 12-е сутки эмбриогенеза. Продукт реакции располагался в ядре, перинуклеарном пространстве и в отдельных канальцах гранулярной ЭПС. В сердце клетки, содержащие продукт реакции, появлялись на 15-16 сутки. Гранулы продукта реакции находились, главным образом, в ядре.
Как известно, предшественниками нейробластов вегетативных ганглиев являются клетки НГ и можно было бы ожидать, что эти клетки также будут иметь АХЭ. Наличие АХЭ в клетках НГ было показано у птиц (Cocharcl, Colicy, 1983) и кролика (Tennyson, Brzin, 1970). По нашим данным, фермент определялся в некоторых клетках нейроэпи гелия нервной трубки, но отсутствовал в мигрирующих клетках НГ крысы. Это может быть связано: а) с недостаточной чувствительностью метода; б) с отсутствием фермента, что, возможно, является видоепецифической особенностью крысы. Отсутствие АХЭ-активности в клетках НГ мыши отмечено М. Martins-Green, С.А. Erickson (1988). а крысы U. Drews (1975).
По мере дифференцировкн нервных клеток продукт реакции исчезает из ядра и наблюдается только в перинуклеарном пространстве и в канальцах гранулярного ретикулума. Это явление обнаруживается в симпатической цепочке и в ганглиях кишки на 15-16-е сутки и в сердце на 19-е сутки эмбриогенеза. Несколько позже продукт реакции наблюдался и на нлазмалеуме (19-е сутки для симпатических и кишечных ганглиев). Можно отметить сравнительно раннее появление гранул продукта реакции на плазмалемме Нейронов в сердце (19-е сутки). В этот период во всех изученных ганглйях положительная реакция па АХЭ наблюдалась не только в теле клетки,"но и на отростках. Подобное распределение АХЭ является типичным (Pannesc et al., 1974; Ilo, 1984). Следует отметить, что, в отличие от других исслсдоиачслей (Ilo. 1984), мы не наблюдали
АХЭ-ахтивности в цистернах комплекса Гольджи. E.Panncse (1974), однако,отмечает, что гранулы продукта обнаруживались только в некоторых цистернах этого органоида. Присутствие фермента в области синапсов мы наблюдали только в зрелых контактах, преимущественно в пост-натальном периоде.
АХЭ-активность в старом возрасте по нашим данным не уменьшалась. Однако, выбранный нами метод (Karnovsky, Roots, 1964) не является количественным и может дать только качественную оценку.
Сравнительный анализ локализации АХЭ в онтогенезе крыс линии Wistar и линии SHR не показал каких-либо значительных отличий ни временного, ни качественного характера.
Таким образом, в ходе развития вегетативных нейронов разной локализации проявляется общая закономерность динамики внутриклеточной локализации фермента: первоначально выявляясь в ядре нейробластов, он при дальнейшей дифференцировке перемещается из ядра в цитоплазму и наблюдается в перинуклеарном пространстве, в канальцах гранулярного ретикулума и на плазмалемме. Кроме того, как проявление общего принципа неравномерности дифференцировки нейронов следует отметить различную интенсивность реакции в соседних клетках.
Очевидно, однако, что динамика локализации АХЭ в нейронах разных ганглиев ВНС в силу влияния как иннервирумого субстрата, так и окружающих тканей не может быть одинаковой. В качестве наблюдавшихся нами особенностей можно отметить более раннее появление фермента на плазмалемме нейронов сердца и меньшее количество АХЭ-положительных канальцев гранулярной ЭПС в нервных клетках ганглиев кишки и сердца. Особенности строения ганглиев ВНС у крыс линии SHR. Линия SHR характеризуется спонтанным развитием гипертензии, развивающейся примерно к 40 дням постнатальной жизни.
В период эмбрионального развития и до наступления зрелости структура изученных нами вегетативных ганглиев (шейно-грудные, кишечные и внутрисердечные) не отличалась от строения этих же нервных узлов у крыс линии Wistar.
Различия в тонком строении ганглиев ВНС у животных этих линий появляются только в зрелом возрасте (для симпатических паравертеб-ральных ) и в старости (для внутрисердечных и звездчатых). Ганглиии кишки ни в зрелом, ни в старом возрасте какими-либо особенностями строения, характерными для крыс-гипертоников, пс обладали.
В звездчатом ганглии зрелой крысы SHR к характерным чертам строения, следует отнести увеличение числа "темных" нейронов, боль-
ice содержание гранул липофусцина, незначительное увеличение объема елец Ниссля и количества митохондрий с просветленным матрнксом, аетично пикированными кристами и электроннонлотными включениями в гсжхристном пространстве. Можно также отметить наличие ядрышко-но-обных телец в цитоплазме некоторых нейронов.
В старом шзрзсте в шейно-грудных ганглиях становится больше темных" нейронов. Происходит увеличение размеров тела клетки. Наб-шдается дальнейшая гипертрофия белок-синтезиругощего аппарата. В ни-оплазме многих нейронов, в области ЭПС, появляются мембранные структуры, аналогичные подобным образованиям у старых крыс Wistar.
Среди митохондрий уменьшается доля органелл с нормальной струх-гурой. Изменения в строении выражались как в частичном набухании и нписе криет, так и в появлении осмиофильпых включений в матрихсе. Гледует отметить, что значительная часть митохондрий имела трубчатые кристы. Гигантских форм этих органоидов, описанных для старых крыс Wistar, у крыс SHR не наблюдалось.
В сердечных нейронах старых крыс-гипертопиков обнаруживалась некоторая гипертрофия телец Ниссля. Среди канальцев гранулярного ре-тикулума встречались структур!)! образованные стопками мембран. Количество лш.офусиина и измененных митохондрий увеличивается незначительно.
Таким образом, изменения тонкою строения ганглиев ВНС у гипертонических крыс появлялись в более раннем возрасте, чем у крыс Wistar. Причем наибольшие перестройки наблюдались в симпатических паравертебральных (звездчатых) ганглиях, в несколько меньшей степени они были выражены в нейронах сердца и практически не обнаруживались в кишечных ганглиях.
В целом, к особенностям строения ганглиев ВНС у старых крыс линии SHR следует отнести: 1) увеличение размеров нейронов; 2) гипертрофию телеп Ниссля: 3) появление необычных мембранных структур; 4) увеличение количества "темных" нейронов: 5) возрастание числа митохондрий с нарушениями ультраструктуры: 6) увеличение количества липофусцина.
Сходен«) наблюдавшихся изменении с особенностями строения вегетативных нейронов обычных старых крыс позволяет рассматривать их как возрастные. Основываясь ни характере наблюдавшихся изменений можно нола;ать, что как и в случае старых крыс линии Wistar, степень возрастных перестроек нейрона зависит oí функциональной пшрузки. Однако, более раннее появление и большая их выраженность предполагают
хттт тисртснзт и сшяи с 5й;й ньчедашй ссрдсчно-сосудкстой «;лстс«ы.
ВЫВОДЫ
1. В результате сравнительного ьссяедосаи:« шшюев ВНС разной
1 ии> (влугрнсерасчнш,- снмжггшбсзш: лфасгртсбральиьи и кн»! I- онтогенезе показано, что варлау с с&циш зг^оиомерностш
'1 I. 1« щровхи (начало бгрешугя н спеа|ф|»1бс£0й даффергшуфшза ^ ¿от шшшшруйтеэ пргг&исятжрнжы «ервтяая шйсяшш, соз-I . ч . .1ых гяегог идет с неодгагхошй схорегто, но оагрежугг , 1 « «ы чташ клеток, д-лнамиха разштш нейронов и син&птичя:-«о« аналогична) ннгготся и особсшзссг« ршшш. К ним относятся неодмсгргмзииость начала агрегации и темпов диффгренцнрозкн клеток зачатков, раа/изчкга степень комлахткссти захлздох ганглиев, неодинаковая степень рхяягпм глиальных и соединительно-тканных оболочек, различное вреш появления и характер возрастных перестроек,
2. При анализе ргшшх стадий форвдровгииз ганглиев сердца, симпатической цепочки и нер&пых узлос К1ШШ1 установлено, что агрегация глоток и начало их длффгргнцировхн происходит с момента нодрастаннл преганпжоиарных нервных волоком, образующих с клетками вначале простые контакты, которые в последующем преобразуются в специализированные соединения.
3. Впервые показана динамика внутриклеточной локализации аце-тияхолииэстеразы в вегетативных периферических нейронах в процессе их развития: продукт реакции сначала появляется в ядре, затем большая часть [ранул наблюдается в неринуклеарном пространстве, несколько позже в канальцах гранулярного эндонлазматического ретикулума и наконец на плазмалемме. АХЭ-активность начинает выявляться в клетках нервною [ребня только после начала их а!регации в зачатках вегетативных шшлиен. 1
4.Возрастные изменения тонкого строения вегетативных нейронов проявляются, в первую очередь, в нарушениях структуры белок-еиитези-руюшею и энергетическою аппаратов клетки. Среди канальцев |рану-лярной андонлазматической сеч и появляются структуры, образованные концентрическими и стонко-образньшм мембранами. Строение митохондрий
типясгся болгьгцон пабглшосчш - нг-.йлюдо.^гс.т тгглтсхис фор?«!, ор-•аисллы, содержащие гомогегшыг оемаофильнке шкочення, а такясе форкм ; трубчатым?! кристгиш.
5.Особенности ультрастру&турд свгетаткшш* нервных клеток у срыс линии SHR проявляются только а зрелом возрасте. На протя:";г:пги эмбрионального развития и до нгступпея*.м зрелости ней релиз нггетатпз-•IHX ганглиев крыс этой линии кахими-лкбо отлнчеггслышмн чертог топ-<ою строения не обладают. Ультраструктура нейроноз внутрисердгчкых з шейно-грудных ганглиев у зрелых и старых крыс с гшертензией характеризуется гипертрофией телец Киселя, угеличенкем размеров тел а, появлением необычных мембранных структур в цитоплазме, большим количеством митохондрий с измененной структурой.
б.При сравнении возрастных перестроек; в ганглиях ВИС разной локализации показано, что более значительные нгрушенил ультраструктуры нейронов наблюдаются в шейно-грудных ганглиях, нейроны внугрисердеч-ных нервных узлов изменяются в меньшей степени, а ультраструктура нервных клеток ганглиев тонкой кишки меняется незначительно. Зта закономерность справедлива как для крыс линии SHR, так и для животных линии Wistar.
СПИСОК РАБОТ опубликованных по теме диссертации
1 .Дифференцировка нейрональных и вспомогательных клеток, вегетативных ганглиев.В сб.:Реактивность и регенерация гка-нен.Л.1990,с.б4.(в соавт. с А.А.Сосуновым, П.П.Крушгжовым и Г.В.Беляниной).
2.Становление медиаторного фенотипа нейрональных клеток нервного гребня.Труды Ресн.конференции морфологов Литвы.Виль-нюс.1990,с.43-44.(в соавт.с А.А.Сосуновым и П.П.Кругляковым).
3.Ультраструктура вегетативных ганглиев в эмбриогенезе.В сб.: Морфология раневого процесса.С.-Петербург,1992,с.49. (в соавт. с А.А.Сосуновым, П.П.Кругляковым и Г.В.Беляниной).
4.Maluration and aging of autonomic neurons. Clin. Neuropathol.,1992.vol.n,N4,p,233. (в соавт. с А.А.Сосуновым, П.П.Кругляковым, Г.В.Беляниной и В.Н.Швалевым).
5.Heart innervation in aging.XV annual scientific session International Society Cor Heart Research. 1993,p.25. (в соавт. с А.А.Сосуновым, П.П.Кругляковым, Г.В.Беляниной и К.Н.Чаиркиным).
6.Сравнительный анализ строения периферических ганглиев вегетативной нервной системы. Морфология, 1993, N 7-8. с.34. (в соавт. с П.П.Кругляковым, И.Н.Чаиркиным и Л.Е.Грошевой) .
7.UItrastructure of autonomic ganglia in mammals.
IV International Symposium on vertebrate morphology. Chikago, USA. Abstr. 1994 (в соавт. с И.Н.Чаиркиным, Р.Н.Исаевым, А.С.Кочетковым и П.П.Кругляковым).
8.Development and maturation of autonomic ganglia in mammals. IV International Symposium on vertebrate morphology. Chikago, USA.Abstr. 1994 (в соавт.с П.П.Кругляковым, Г.В.Беляниной и А.В.Хов-ряковым).
9. Ультраструктура вегетативных ганглиев в онтогенезе крыс со спон тайной гипергензией. Материалы III всероссийского съезда морфологов, Тюмень, 1994. с. 107.
Подписано в печать 29.07.94. Объем 1 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 531. Типография Издательства Мордовского университета 430000, Саранск, ул. Советская, 24