Автореферат и диссертация по медицине (14.00.23) на тему:Ультраструктура вегетативных ганглиев белых крыс в онтогенезе

На правах рукописи

РГБ ОД

О 9 НОЯ

СМИРНОВА ГАЛИНА ВАСИЛЬЕВНА

УЛЬТРАСТРУКТУРА ВЕГЕТАТИВНЫХ ГАНГЛИЕВ БЕЛЫХ КРЫС В ОНТОГЕНЕЗЕ (сравнительное морфометрическое исследование)

14.00.23 - гистология, цитология, эмбриология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Работа выполнена на кафедре гистологии, гии Мордовского государственного Н.П.Огарева

цитологии и эмбриоло-университета имени

Научные руководители:

доктор медицинских каук, профессор А.А.Сосунов доктор медицинских наук, профессор Г.Гуски

Официальные оппоненты

доктор медицинских наук, профессор Ю.А. Челышев канд. биологических наук, доцент О.С. Шубина

Ведущая организация - Всероссийский кардиологический научно-производственный комплекс МЗ РФ

Защита диссертации состоится НОЛ 1999 г. на заседании диссертационного совета Д 063 72 03 в мордовском государственном университете имени Н.П.Огарева (430000, г.Саранск, ул. Большевистская, 68). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " 999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

П.П.Кругляков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ' Актуальность темы. Морфологические исследования вегетативной нервной системы (ВНС), несмотря на широкое применение современных микроскопических методов, остаются до сих пор актуальными и позволяют получать принципиально новые положения об устройстве нервной системы организма человека и животных.

Отличаясь разнообразием строения и функциональных характеристик, центральные и периферические отделы нервной системы имеют общие принципы деятельности вследствие единого структурного базиса - нейрона и гли-альных клеток и принципиальной гомологичности механизмов межклеточных взаимоотношений, лежащих в основе "замыкания" рефлекторных цепей передачи и обработки информации (Zigmond et al., 1999 ).

ВНС включает в себя множество ганглиев, нервные сплетения, одиночные нейроны, имеющие общий источник развития - нервный гребень (НГ) (Кнорре , Суворова, 1984; Швалев и др., 1992).

Ганглии ВНС различаются как по строению клеток и устройству межклеточных отношений, так и по нейрохимическому фенотипу нейронов и онтогенетическим перестройкам. Морфогенетическое и нейрохимическое разнообразие вегетативных нейронов закладывается в эмбриогенезе, и определяющими факторами в детерминации и дифференцировке клеток НГ наряд}' с генетическими здесь признаются локальные факторы микроокружения (Le Douarin, 1986; Anderson, 1993).

Большая часть данных о развитии вегетативных ганглиев получена с помощью свето-микроскопических методов (Колосов, 1954; Корочкин, 1965; Кнорре, Суворова, 1984: Jacobson,1978). Ультраструктурные исследования по эмбриональном}' и раннему постнатальному периодам развития вегетативных ганглиев касаются только качественной характеристики некоторых сторон дифференцировки и межклеточных взаимоотношений (Сосунов и др., 1986; Рарка, 1976; Ito,1983; Shvalev, Sosunov,1989; Швалев и др., 1992, Пылаев, 1988). Имеются немногочисленные описательные работы, в которых представлена вся "история жизни" нервного узла - от закладки до старости (Сосунов, 1988; Швалев и др., 1992; Крутляков и др., 1997), и лишь в единичных работах проводится сравнительный анализ онтогенеза вегетативных ганглиев различной локализации (Кнорре, Суворова, 1984; Кругляков, 1996).

Морфометрические исследования вегетативных ганглиев в онтогенезе позволяют получить принципиально новые данные как о становлении структурно-функциональной организации вегетативного нейрона, так и о различиях клеток в ганглиях с разной, медиаторной специфичностью. Выяснение основных коррелятивных закономерностей в динамике дифференцировки цито-плазматических органелл нейронов симпатических и парасимпатических ганглиев может способствовать выяснению общих принципов деятельности нейрона.

Цель н задачи исследования. Целью данной работы является сравнительный анализ дифферснцировки нейронов в симпатических и парасимпатических ганглиях в онтогенезе.

Исходя из поставленной цели, были определены следующие основные задачи:

1. Изучить ультраструктуру шейно-грудных (звездчатых) и сердечных ганглиев у белых крыс в онтогенезе, начиная с эмбрионального периода до старости.

2. Изучить морфомепрические показатели основных цитоплазматических компонентов нейронов симпатических паравертебральных и сердечных ганглиев крыс в онтогенезе.

3. Провести сравнительный анализ динамики качественных и количественных данных в развитии симпатических и парасимпатических ганглиев белых крыс.

Научная новизна работы. Впервые проведенное морфометрическое электронно-микроскопическое исследование вегетативных, ганглиев (сердечных и симпатических паравертебральных) белых крыс в онтогенезе позволило получить следующие основные новые результаты:

- установлено, что для вегетативных ганглиев (сердечных и симпатических паравертебральных) имеются общие закономерности развития: влияние преганглионарных нервных волокон на агрегацию клеток НГ и последующую специфическую дифференцировку их нейрональных производных, динамика "компакгизации" закладок ганглиев, рост перикарионов и развитие отростков нервных и глиальных клеток, большое число простых межнейронных контактов в ранних закладках нервных узлов , динамика дифференцировки синапти-ческих контактов, общие структурные изменения при старении;

- наряду с общими закономерностями развития выявлены особенности в формировании симпатических и сердечных ганглиев, проявляющиеся в неодинаковой степени агрегации клеток в закладках ганглиев на ранних стадиях формирования нервных узлов, различия во взаимоотношениях нервных, глиальных и соединительно-тканных клеток;

- установлены различия в динамике площади и объема некоторых цито-плазматических органелл в процессе развития симпатических и парасимпатических ганглиев. В симпатических ганглиях, в первые дни после рождения значительно возрастает объемная плотность митохондрий и эндоплазматиче-ской сети, в сердечных ганглиях незначительное повышение этих показателей наблюдается только в конце пренатального периода. В начале постнатального периода установлены значительные вариации в основных показателях ультраструктурных компонентов нейронов обоих типов ганглиев. Так, в симпатических ганглиях в это время наблюдается рост объемной плотности комплекса Гольджи и поверхностной плотности лизосом и эндоплазматической сети. В сердечных ганглиях отмечены значительные колебания в изученных показате-

лях. Через неделю после рождения все показатели изменяются более плавно, что свидетельствует о постоянном росте перикарионов и параллельном увеличении числа органелл;

- возрастные изменения улътраструктуры нейронов у крыс выражены в большей степени в симпатических паравертебральных ганглиях, чем в сердечных. С возрастом наблюдается снижение объемных и плоскостных показателей большинства органелл. в особенности митохондрий и эндоплазматической сети. Количество лизосом в симпатических и в сердечных ганглиях значительно возрастает.

Научно-практическая значимость работы. Полученные данные расширяют представления о динамике развития цитоплазматических органелл в процессе дифференцировки нейронов и структурном "обеспечении" функциональной деятельности нервной клетки в разные периоды онтогенеза. Они имеют также непосредственное отношение к становлению струюурно-медиаторного фенотипа нейронов ВНС, значительно углубляют имеющиеся данные о ранних этапах развития вегетативных ганглиев. Результаты работы должны учитываться в исследованиях in vitro и in vivo при изучении онтогенеза ВНС. Особое значение данные морфометрического анализа могут иметь при оценке патоморфологического экспериментального и биопсийно-аутопсийного материала. Результаты исследований могут использоваться в учебном процессе по куткам цитологии, гистологии и эмбриологии. Полученные в результате морфометрического исследования данные относительно некоторых особенностей развития нервных узлов углубляют знания о возрастных изменениях нейронов и могут быть полезны при изучении возрастных патологий ЦНС.

Основные положения, выносимые на защиту.

- В развитии симпатических и сердечных ганглиев имеются как общие закономерности развития, так и особенности, проявляющиеся в ультраструктуре нейронов и их межклеточных взаимоотношений.

- Динамика морфометрических показателей основных цитоплазматических органелл в онтогенезе нейронов симпатических и парасимпатических ганглиев.

- Сравнительный анализ ультраструктуры нейронов в симпатических паравертебральных и сердечных ганглиев в пре- и постнатальном периодах.

Апробация работы. Материалы работы докладывались на научной конференции "Реактивность и регенерация тканей" (Ленинград, 1990), 1-м и

2-м международных медико-биологических симпозиумах АЕН РФ (Саранск, 1991,1994), научной конференции "Морфология раневого процесса" (С.Петербург, 1992), 4-м европейском конгрессе невропатологов(Берлин, 1992),

3-м Всероссийском съезде АГЭ (Тюмень, 1994), 4-м Международном Конгрессе по морфологии позвоночных (Чикаго, 1994), 2-й и 3-й Всероссийских научно-практических конференциях "Антропогенные воздействия и здоровье

человека"(Калуга, 1995,1996).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено ъ(У печатных работах, опубликованных в научных журналах, сборниках трудов всероссийских и региональных съездов и конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, раздела "Материал и методы", результатов собственных исследований и их обсуждения (2 главы), заключения, выводов, указателя литературы.

Содержит 14 таблиц, 21 график, 99 микрофотографий. Список литературы включает 100 источников (79 иностранных).

Материал и методы исследования.

Исследование выполнено на белых крысах линии Wistar. Всего исследовано 87 животных, в том числе 45 эмбрионов.

Количество исследованных эмбрионов белых крыс, крысят и взрослых животных представлено в табл. № 1.

Таблица № 1.

Возраст животных (су- Число исследованных животных

тки)

пренатальный период симпатические ганглии сердечные ганглии

9 3 -

11 3 -

13 3 -

15 5 7

17 5 5

19 5 5

21 3 3

постнатальный период

1 5 5

5 5 5

30 5 5

60 3 3

210 3 3

Всего : 87

При определении возраста эмбрионов крысы первый день спаривания животных (в течение одной ночи) считали нулевым днем беременности. Извлечение зародышей из матки и забой животных в постнатальном периоде производили под нембуталовым наркозом (40 мг/кг).

Эмбрионы ранних возрастов (до 12-ти суток) фиксировали и заливали целиком, у зародышей более поздних возрастов и крыс для исследования брали отдельные органы.

Элекгронно-микроскопичсски исследовали шейно-грудные и сердечные ганглии. Материал фиксировали в 3% глугаровом альдегиде (Merck) на 0.1 фос-фтюм б\'(|юре (pH 7,3) в течение 12 часов при 4° С. После дофиксацтш в 1% осмиевой кислоте (2 часа) на холоду, обезвоживания в спиртах и ацетоне производили заливку в эпон-аралдит по общепринятым методикам.

Поиск ганглиев проводили на полутонких срезах, окрашенных 1% раствором метиленового синего. Ультратонкие срезы получали на ультрамикротоме Ultracut и контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца. Полученный материал просматривали в электронные микроскопы ЭМВ-100Б и ЭМ-125.

Морфометрическое исследование проводили с использованием точечной сетки на микрофотографиях с увеличением 15000 и 30000. В работе использовали объемные и плоскостные параметры следующих щггоплазматических органелл: гранулярной и агранулярной эндоплазматической сети, комплекса Гольджи, митохондрий, лгоосом, мультивезикулярных телец Анатиз других цитоплазматических компонентов не позволил полечить достоверных данных и не включен в работу.

Основные использованные морфометрические стереологические параметры:

Pi - общее число тестовых точек;

Р, - число тестовых точек, попавших на структуру х;

I - число пересечений линейных структур срезом;

N - число структур;

W, = Р, / Р, {см3/ см3}-объемная плотность структуры;

SV, = 2xI/Ptxa {м2/см3} - поверхностная шготность;

SV, / W, {м2 / см3} - специфическая поверхностная плотность;

NA, = NI/P,xa2{cM'2 } - численная поверхностная шготность сечений структуры х в плошдди среза;

NVj = k/ß (NA,13/ W,0-S) -численная объемная плотность (число структур х в единице объема), где к/ ß= 0,4444 {см'3);

к - коэффициент, учитываюппш вариабельность размера структур (1,01< к<1,10);

ß - коэффициент конфигурации, определяемый по отношению средней площади поперечного сечения к объему структуры;

А, = W, / NA, {мкм2 }- средняя площадь одного структурного элемента;

V, = W, INV, {мкм3} - средний объем одного структурного элемента;

Шаг тестовой системы =333.3 /увеличение .

Полученные данные обрабатывает по программе EDV- Programm " Statist" фирмы FNS.

Достоверность результатов морфомегрнческого исследования была статистически определена с помощью t - теста методом Стъюденга.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Симпатические паравертебральные (звездчатые) ганглии.

Электронно-микроскопическое исследование.

Зачатки симпатических паравертебральных стволов у зародышей крыс появляются на 12- сутки эмбрионального развития. Они представлены скоплениями небольшого числа клеток вблизи аорты. В это время клетки зачатко! симпатического ствола мало отличаются от окружающих мезенхимных клеток. Они имеют крупные ядра со слабо конденсированным хроматином г большими ядрышками. В цитоплазме находятся преимущественно свободные рибосомы и полисомы. Гранулярная эндоплазматическая сеть определяете* только в виде редких и коротких канальцев с узким электронно-светлым просветом. Следует отметить, что в отличие от мезенхимных клеток в нейро нальных клетках отсутствуют гранулы гликогена, характерные для большим ства клеток мезенхимы. К концу 12-х суток пренатального развития в цито плазме большинства клеток зачатков симпатического ствола появляются большие гранулярные пузырьки диаметром 120 -160 нм. Около клеток зачат ков стволов всегда находятся маленькие пучки нервных терминалей, обра зующие простые контакты.

На 13-е сутки зачатки симпатического ствола представлены уже скоп лением большого числа клеток, разделенных свободным межклеточным про странсгвом. Объем клеток увеличивается, ядра их округлые, с мелкозерни стым хроматином и крупными ядрышками.

У более дифференцированных клеток появляются длинные отростки, 1 цитоплазме которых наряду с элементами цитоскелета находится большей число рибосом. Развитие и рост отростков юных нейробластов приводит 1 формированию большого числа контактов как между ганглиозными клетками так и последних с нервными преганглионарными волокнами. Преобладаю-простые неспециализированные контакты, имеющие нередко большую про тяженность, реже встречаются десмосомоподобные и синаптические контак ты. Последние часто образуются растущими конусами роста преганглионар ных аксонов. В начале формирования синапсов маленькие синаптические пу зырьки отличаются значительной вариабельностью размеров и формы ] обычно находятся по всему объему пресинаптического окончания. Типичньш компонентом пресинаптического полюса являются и большие гранулярньи пузырьки.

Глиальные клетки отстают в своем развитии от нервных и вначале об наруживаются по периферии скопления клеток в симпатических стволах и; 14-сутки. Одним из значимых критериев проявления нейроглиального фено типа можно считать развитие базальной мембраны клеток.

К 15-м суткам эмбрионального развития увеличивается плотность рас положения клеток в зачатках ганглиев. Уменьшается объем свободного меж

клеточного пространства, значительно возрастает количество нервных отростков в формирующемся нейропиле и зачатки симпатического ствола представляют собой компактное образование. В это время нейробласты и глналь-ные клетки хорошо различаются по степени конденсации ядерного хроматина, числу и строению канальцев гранулярной эндоплазматической сети, объему пластинчатого комплекса Гольджи.

К 17-м суткам эмбрионального развития происходит «разделение» единого симпатического ствола на отдельные ганглии, состоящие из большого числа компактно расположенных клеток, разделенных узкими щелями внеклеточного матрикса.

Клетки зачатка отличаются выраженным ультраструктурным полиморфизмом, связанным прежде всего с разной степенью их зрелости. Можно выделить две формы нейробластов - «темные» и «светлые». Интересно отметить, что в "светлых" и "темных" нейробластах ядра различаются по степени конденсации хроматина. В "темных" нейронах хроматин отличается высокой степенью конденсаций , канальцы гранулярной эндоплазматической сети выглядят узкими и короткими. В щгтоплазме "светлых" клеток канальцы имеют расширенный просвет. Одним из возможных объяснений появления большого числа "темных" форм нейробластов является развитие апоптоза в популяции клеток симпатического ствола. Апоптически измененные клетки представлены электронно-плотными массами и часто обнаруживаются на всех сроках эмбрионального периода.

С возрастом происходит увеличение объема зачатков симпатических ганглиев и компактизация клеток в нем. У 19-суточных плодов свободное межклеточное пространство в центральных отделах ганглиев отсутствует или очень незначительно, в то же время , объем, занятый переплетающимися нервными волокнами формирующегося ганглнозного нейропиля значительно возрастает.

Клеточный состав ганглиев отличается значительным разнообразием вследствие разной степени зрелости нейробластов и глиобластов и малодиф-ференцированных клеток, находящихся обычно в небольших компактных скоплениях.

К концу пренатального периода ганглии окружаются соединительнотканными оболочками, в них имеются собственные кровеносные капилляры.

В 1-е сутки и на протяжении первой недели постнатального периода значительно увеличивается и усложняется объем и структура нейропиля. Возрастает число синаптических контактов, завершается образование глнальных оболочек вокруг большинства юных нейронов.

К 5-м суткам в цитоплазме нейроцитов заметно возрастает количество митохондрий, канальцев гранулярной эндоплазматической сети, мембранных структур комплекса Гольджи.

Многие синаптические контакты 1-5-суточных »рысят имеют типичное

для зрелых синапсов строение. Часто обнаруживаются аксодендритические и аксосоматические контакты, которые различаются формой и размерами пре- и постсинаптических окончаний. В пресинаптической части определяются маленькие синаптические пузьфьки, которые имеют разнообразную форму, часто округлую или овальную. Они образуют скопления около активных зон, рядом находятся большие гранулярные пузырьки и митохондрии.

Соединительнотканная капсула в это время образует прослойки, содержащие коллагеновые волокна и аморфное вещество, которые проникают внутрь симпатических ганглиев.

Окончательное развитие симпатических ганглиев происходит в месячном возрасте постнатальной жизни. Нейроны достигают дефинитивных размеров. Свободное межклеточное пространство полностью заполняют отростки нервных и глиальных клеток. Резко возрастает число синаптических контактов, преимущественно за счет аксодендригических форм.

Первые гранулы липофусцина обнаруживаются у 2-х месячных крысят. С возрастом происходит увеличение числа гранул липофусцина в нервных . клетках.

Морфометрическое исследование.

Показатели поверхностной плотности (БУ) гранулярной эндоплазмати-ческой сети (ГЭР), отражающие число канальцев, отличаются постоянным ростом, начиная с эмбрионального периода и до старости (Рис. 1), незначительное их снижение на 14-сутки эмбриогенеза может быть связано с интенсивным размножением клеток в зачатке симпатического ствола и вследствие этого преобладанием свободных рибосом. Динамика изменения объемной плотности (УУ) ГЭР несколько отличается от выше приведенных данных прежде всего в первый месяц постнатального периода, значительно превышая в это время показатель поверхностной плотности (Рис. 1). Такое отличие, возможно, связано со значительным увеличением в эти сроки числа канальцев, имеющих узкий просвет, наряду с ускоренным ростом перикариона нейронов, что вследствии несоответствия между увеличением площади и объема (соотносятся как квадрат к кубу) и приводит к отмеченной особенности, причем скорость увеличения объема перикариона меньше скорости роста числа канальцев.

В отличие от ГЭР показатели поверхностной и объемной плотности для агранулярной эндоплазматической сети (АЭР) не различаются по своей динамике развития на протяжении большого периода онтогенеза (Рис. 1) и во многом соответствуют динамике изменения объемной плотности ГЭР. Интересно,! что в постнатальном периоде наблюдается постепенное снижение показателей АЭР. Это может быть связано как с трансформацией части гладкого 1 рстикулума в гранулярный, так и абсолютным снижением этого компонента нейронов. Следует отметить, что численные значения АЭР значительно меньше, чем ГЭР, что отражает особенности структурно-функционально

организации нейронов.

Анализ пластинчатого комплекса Гольджи (КГ) показывает, что имеется тенденция к повышению объема органеллы на протяжении практически всего изученного периода онтогенеза (Рис. 2), причем динамика перестройки поверхностной плотности несколько отличалась от объемной плотности. Такие отличия связаны, по-видимому, с неравномерным увеличением объема перикариона и его ускоренным ростом в первую неделю после рождения животных.

Число лизосом постоянно растет и наблюдается только незначительное их снижение в старшей группе животных (Рис. 2).

Представляет интерес аналогичная динамика изменения числа мульти-везикулярных телец (МВТ) и компонентов комплекса Гольджи в пренатальном периоде (Рис. 2), что может свидетельствовать о тесной взаимосвязи этих компонентов нейронов на протяжении всего жизненного цикла клеток.

Анализ динамики изменения митохондрий представлен на Рис. 3. Следует отметить два положения: относительную стабильность показателен на протяжении анте- и большей части постнатального периодов и снижение числа и размеров органелл с возрастом при старении.

Сердечные ганглни.

Электронно-микроскопическое исследование.

Первые клетки, являющиеся нейрональными производными НГ, были обнаружены в стенке формирующихся предсердий у эмбрионов крыс на 15-е сутки пренатального периода, что на трое суток позже начала формирования симпатического ствола.

Наиболее значимым признаком, позволяющим дифференцировать будущие нервные клетки является нахождение около них и в контакте с ними преганглионарных нервных волокон. Ранние нейрональные клетки отличаются небольшим числом узких канальцев гранулярной эндоплазматиче-ской сети, большим количеством свободных рибосом, отсутствием гранул гликогена. Следует отметить, что в эти сроки эмбрионального периода все кардиомиоциты и многие мезенхимные клетки содержат большое число гранул гликогена.

На 15-16-е сутки эмбрионального развития у нейрональных клеток наблюдается интенсивный рост отростков. Многое из них имеют значительную длин}' и величину и являются как бы продолжением тела клетки. В цитоплазме отростков находятся элементы цитоскелета, большое число свободных рибосом, нередко встречаются большие гранулярные пузырьки.

—К—БУ АЭР - -о - БУ ГЭР

Рис. 1. Динамика изменения поверхностной плотности (БУ) гладкой (АЭР) и гранулярной (ГЭР) эндоплазматической сети в нейронах симпатических ганглиев

*—V/ КГ - о- - ИА ЛИЗ - - А - - ЫА МВТ

Рис. 2. Динамика изменения объемной плотности (УУ) комплекса Гольджи и поверхностной плотности О^А) лизосом и мулътивезикулярных телец в нейронах симпатических ганглиев

—X—ЫА МИТ

Рис.3 . Динамика изменения численной поверхностной плотности (ИА) митохондрий в нейронах симпатического ганглия

1.1 1

0,2 0,1

0 -1-1-1-1-1-1-1-

-14 -17 -19 Рожд. 1 5 30 60 210

- -к - БУ АЭР —е— БУ ГЭР

Рис. 4. Динамика изменения поверхностной плотности (БУ) гладкой (АЭР) и гранулярной (ГЭР) эндоплазматической сети в нейронах сердечных ганглиев

-14 -17 -19 Рожд. 1 5 30 60 210

—К— УУ КГ - О" - ЫА ЛИЗ - - * - -ЫА МВТ

Рис. 5. Динамика изменения объемной плотности (УУ) комплекса Гольджи I поверхностной плотности (ЫА) лизосом и му лътивезикулярных телец в нейронах сердечных ганглиев

1,1 1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5 ■

0,4

0,3

0,2 !

0,1

-14 -17 -19 Рожд. 1

—ЫАМИТ

30

60

210

5

Рис. 6. Динамика изменения численной поверхностной плотности (ИА) митохондрий в нейронах сердечных ганглиев

В эти сроки обнаруживаются первые синаптнческие аксосомати-ческие и реже аксодендритнческие контакты, отличающиеся короткими осмиофильными зонами и немногочисленными маленькими светлыми и большими гранулярными пузырьками.

На 17-е сутки эмбрионального развития крыс нейрональные клетки закладки сердечного ганглия образуют компактные скопления, состоящие уже из большого числа клеток. Происходит развитие наружной глиальной оболочки, которая отграничивает скопления клеток и нервные отростки от окружающей мезенхимы.

К 19-м суткам пренатального периода более крупные сердечные ганглии состоят из большого числа гомотипичных нейробластов, отличающихся крупными округлыми ядрами с дисперсным хроматином. В некоторых клетках начинают формироваться тельца Ниссля, хотя значительный объем цитоплазмы занимают свободные рибосомы и полисомы. Отдельные нейроны соответствуют «темным» клеткам.

Данный период характеризуется быстрым развитием собственных глиальных оболочек. Следует отметить, что отростки нейробластов и нейронов окружаются глией позже чем перикарион, и в центральной части ганглиев в это время многие нервные терминали не имеют глиальной оболочки, или она бывает неполной.

В эти сроки значительно изменяется организация ганглиозного нейропнля. Увеличение числа собственных отростков у ганглиозных клеток и слабое развитие глиальных оболочек приводит к формированию многочисленных простых контактов между первыми. Увеличивается число сннаптических контактов, большая часть их относится к аксо-дендритическим. Свободное межклеточное пространство уменьшается. Часто встречаются синаптнческие контакты, большая часть их относятся к аксодендрнтическим.

Конец пренатального периода характеризуется также развитием соединительно-тканной оболочки вокруг ганглиев. В первые сутки пост-натальной жизни строение многих сердечных ганглиев имеет черты организации, свойственные нервным узлам зрелых животных. Значительно увеличивается объем перикарионов нервных клеток. В цитоплазме нейронов наблюдается интенсивное развитие гранулярной эндоплазматиче-ской сети, определяются сформированные тельца Ниссля. Многие канальцы имеют расширенный просвет, в некоторых из них выявляется содержимое с низкой электронной плотностью, в других - отмечается слабоосмиофильный материал. Следует отметить принципиальную особенность первого дня постнатального периода В цитоплазме и отростках нервных клеток появляются гранулы гликогена, которые через всего несколько дней исчезают.

С первых дней постнатальной жизни ь центральной части гангли-

ев (обычно радом с кровеносными сосудами) определяются прослойки рыхлой волокнистой соединительной ткани с хорошо развитыми колла-геновыми волокнами. Усложнение нейропиля проявляется прежде всего в значительном увеличении числа отростков нервных и глиальных клеток и образование новых синаптических контактов.

Окончательное развитие большинства сердечных ганглиев происходит к месячному возрасту животных.

Из особенностей строения сердечных ганглиев зрелых крыс в сравнении с выше приведенными данными по симпатическим ганглиям следует отметить отсутствие в цитоплазме нейронов гранул липофусцина.

Морфометрическое исследование.

Для анализа перестройки гранулярной эндоплазматической сет наиболее информативным является параметр поверхностной плотност (5У) (Рис. 4). Его величина резко возрастает в первые недели после рож дения и стабилизируется в течение зрелого возраста. С возрастом (у 30-т месячных крыс) происходит незначительное, но постоянное снижени объемной плотности.

Гладкий рстикулум отличается от гранулярного динамикой разви тия в процессе жизни нейронов (Рис. 4). Особенно ярко различия прояв ляются к моменту рождения и первые дни постнатального периода, когд показатели БУ и УУ значительно понижаются. В последующие сроки пс стнатального периода наблюдается постоянный рост этих показателей, а возрастом происходит только незначительное их снижение. Следует отме тить, что поверхностная плотность снижается более ярко, чем объемна плотность, что может быть связано с абсолютным снижением числа ка нальцев, а также с уменьшением их объема.

Сравнительная характеристика показателей для гранулярной и а! ранулярной эндоплазматический сети представлена на Рис. 4. Возможнс что возрастание ГЭР в антенатальном периоде происходит за с,чет при соединения рибосом к гладким канальцам. Увеличение числа канальце ГЭР, по-видимому, связано с интенсивным ростом отростков нейронов усиленной их арборизацией, в особенности аксонов.

Пластинчатый комплекс Гольджи (КГ) ярко меняется на протяжс нии всего онтогенеза нейронов. Как видно из рис. 5 динамика параметр БУ имеет два пика: один во время рождения и другой, менее выраженньп в месяц постнатального периода. Резкое повышение компонентов плг стинчатого комплекса перед рождением может быть связано с усиление секреторной активности клеток, направленной как на внутриклеточны транспорт, так и, что нельзя исключить, на экзоцитоз биологически а] тивных веществ, необходимых для «диффузных внутриганглионарнь связей» нейронов и глиальных клеток.

Интересно, что во многом аналогичную динамику в процессе онто-енеза имеет показатель числа мультивезикулярных телец (Рис. 5). Прохождение и функция мультивезикулярных телец являются предметом шогочисленных споров (Peters et al., 1993). Полученные данные свнде-ельствуют, что источником мультивезикулярных телец может являться омплекс Гольджи, а повышение их числа в антенатальном периоде, воз-южно, связано с активизацией внутриклеточного транспорта, в том числе [ нейропептндов (Sosunov et al., 1997).

Число лизосом постепенно повышается в процессе жизни нейрона Рис. 5) и не имеет прямой корреляции с динамикой пластинчатого ком-[лекса. Отсутствие такой корреляции может свидетельствовать, что в [ейронах образование лизосом контролируется факторами, малосвязан-[ыми с пролиферацией пластинчатого комплекса и посттрансляционной юдификацией белка.

Изменения числа и объема митохондрий (М) имеет характерную ;ннамику на протяжении всего онтогенеза (Рис. 6). Максимальное число рганелл на единицу объема и площади определяется в первые сутки поле рождения. Именно в это время в нейронах выявляются гранулы глн-огена. Такое резкое увеличение количества митохондрий вероятно связа-[о с переходом к внеутробнон жизни и резкой активизации вследствие того деятельности всего организма, в том числе и нейронов.

Проведенное исследование показало наличие как единых законо-1ерностей в развитии изученных симпатических и парасимпатических англиев, так и существенных отличий в днфференцнровке нейронов и [ейроглиальных клеток. Различие в сроках формирования симпатических [ сердечных нервных узлов проявляется в ультраструктуре нейронов и рганнзации межклеточной взаимосвязи ярко в пренатальном возрасте и сглаживается" к половозрелости. Следует отметить, что если сравнивать [инамику структурных компонентов ганглиев относительно начала их юрмирования, а не эмбрионального возраста, различия будут выражены ; меньшей степени. Принципиальное отличие симпатических нейронов от ердечных проявляется с возрастом - в первых значительно раньше появится липофусцин и количество гранул гораздо больше у старых жнвот-[ых в симпатических нейронах чем в сердечных. Такие наблюдения под-верждаются и клиническими данными о значительных нарушениях сим-[атического звена вегетативной регуляции с возрастом (Швалев и др., 992).

Общие закономерности процесса дифференцировки нервных и лиальных клеток, МГ-клеток симпатических ганглиев прослеживаются в динамике развития клеток сердечных узлов. Первые закладки сер-ечных ганглиев обнаруживаются на 15-е сутк- эмбрионального развн-1я , в то время как в местах образования симпатической цепочки клет-

ки НГ образуют скопления на 12-е сутки пренатального периода. Разные сроки формирования сердечных и симпатических ганглиев, по-видимому, связаны с расстоянием, которое должны пройти нейрональ-ные клетки, прежде чем достигнуть места назначения, а также с различным составом внеклеточного матрикса, в котором они перемещаются.

Сравнение показателей для цитоплазматических компонентов нейронов в сердечных и симпатических ганглиях показало наличие как отличий в динамике становления и функционирования разных органелл, так и сходных черт в их онтогенетической истории. Так, абсолютные показатели ГЭР (что отражает общий объем канальцев в симпатических ганглиях) превышают аналогичные показатели в сердечных нейронах (Рис. 7). Такое различие связано как с разной длиной аксонов (более интенсивный синтез в нейронах с длинными аксонами), так и с особенностями общего метаболизма клеток. ГЭР в сердечных нейронах, в отличие от симпатических нейронов, несколько уменьшается с возрастом. Одним из возможных объяснений этого наблюдения может являться повышение абсолютного числа канальцев в перикарионе симпатических нейронов и уменьшение их количества в сердечных.

Известно, что с возрастом происходит снижение числа клеток в симпатических ганглиях и замена погибших нейронов соединительной тканью, оставшиеся нейроны гипертрофируются и в них значительно по качественной оценке возрастает объем, занимаемый ГЭР (Кругляков, 1996).

Другой характер имеет динамика изменения АЭР (Рис. 8). Прежде всего в симпатических и сердечных ганглиях наблюдается противоположная динамическая последовательность развития этого компоненте клеток: во время повышения содержания гладких канальцев в симпати ческих нейронах, в сердечных наблюдается его уменьшение и наоборот Возможно, резкое повышение содержания гладких канальцев в симпа тических нейронах в первую неделю постнатального периода связано < интенсивным ростом и арборизацией аксонов и "накоплением" мем бранных структур для последующей активизации синтеза белка при свя зывании рибосом с канальцами эндоплазматической сети

Неоднозначный характер динамики объемной плотности типиче! и для пластинчатого комплекса Гольджи в пре- и антенатальном перио дах онтогенеза (Рис. 9). В половозрелом возрасте динамика изменени аналогичная, следует отметить, что в симпатических ганглиях объе; пластинчатого комплекса превышает таковой в сердечных ганглиях. Пс следнее различие может иметь прямое отношение к содержанию канал! цев ГЭР и белок-синтетической активности нейронов, также поеттраш ляционной модификации протеинов.

В отличие от выше представленных органелл число митохондр

выше в сердечных нейронах на протяжении антенатального и всего по-стнатального периодов (Рис. 10). Сравнение динамики их числа в симпатических и сердечных нейронах показывает, что в сердечных нейронах имеется кратковременное значительное повышение числа органелл в первые сутки после рождения, которое не наблюдается в симпатических нейронах. Можно предположить, что сердечные нейроны, отвечающие за регуляцию деятельности сердца, значительно возрастающей при переходе к внеутробной жизни, также испытывают сильные нагрузки. В симпатических звездчатых ганглиях только небольшая часть нейронов отвечает за деятельность органа, что, по-видимому, не отражается на обобщенных морфометрических показателях. Представляет также интерес происходящее с возрастом в обоих видах нейронов уменьшение числа органелл. Такое наблюдение свидетельствует о большой роли митохондрий в развитии возрастных изменений клеток (Впггег, 1985; Miquel е1 а!., 1983).

Сравнение числа мультивезикулярных телец в симпатических и сердечных нейронах показывает, что в последних их количество больше на значительном протяжении изученных сроков онтогенеза (Рис. 11 ).

—®— Б V ГЭР симпатического ганглия - - о - - БУ ГЭР сердечного ганглия

Рис.7. Сравнительная динамика изменения поверхностной плотности (БУ) ГЭР в нейронах симпатических и се у 4ечных ганглиев

-9 -13 -14 -17 -19 Рожд. 1 5 30 60 210 —X—УУАЭР симпатического ганглия — о- - уу АЭР сердечного ганглия

Рис.8. Сравнительная динамика изменения объемной плотности (УУ) АЭР в нейронах симпатических и сердечных ганглиев

—К— V/ КГ симпатического ганглия — -о- - уу КГ сердечного ганглия

Рис.9. Сравнительная динамика изменения объемной плотности(УУ) компо нентов комплекса Гольджи в нейронах симпатических и сердечных ганглие

—X— ИА МИТ симпатического ганглия — о- - ЫА МИТ сердечного ганглия

Рис.10. Сравнительная динамика изменения численной поверхностной плотности (ИА) митохондрий в нейронах симпатических и сердечных ганглиев.

— -О- - ИА МВТ сердечного ганглия —А—ЫА МВТ симпатического ганглия

Рис. 11. Сравнительная динамика изменения численной поверхностной плотности (ИА) МВТ в нейронах симпатических и сердечных ганглиев

ВЫВОДЫ

1. Сравнительным улътраструктурным морфометрическим исследованием сердечных и симпатических шейно-грудных ганглиев белых крыс в пренатальном периоде установлены качественные и количественные характеристики гисто- и ци-тогенеза нервных узлов и уточнены общие закономерности развития ганглиев:

- ультра структурное проявление нейронального фенотипа клеток совпадает с моментом подрастания к ним преганглионарных нервных волокон;

- развитие нервных клеток опережает и детерминирует дифференцировку нейроглиальных клеток;

- для ранних стадий развития ганглиев типично большое число простых контактов между клетками и "диффузные" взаимодействия посредством циркулирующих в межклеточном пространстве нейромедиаторов и биологически активных веществ;

- ранняя экспрессия нейропегггидов в клетках.

2. Установлена корреляция между морфогенетическими перестройками ганглиев (симпатической цепочки и сердечных) и особенностями ультраструкгур-ной организации клеток и межклеточных взаимосвязей: компактность расположения клеток, объем межклеточного пространства, степень развития и величина арборизации отростков глиальных клеток и межнейронных взаимосвязей (диффузная, контактная). Ультраструктура формирования ганглиев происходит гете-рохронно.

3. Выявлена динамика развития синаттгических контактов. Показано, что на ранних стадиях формирования симпатических ганглиев преобладают аксодендри-тические контакты, а сердечных - аксосоматичсские. Первые синапгаческие контакты, отличающиеся наличием больших гранулярных пузырьков, часто образуются растущими отделами аксонов и начинают образовываться с момента агрегации клеток.

4.Установлена взаимосвязь между динамикой развития отдельных цито-плазматических органелл нейронов в сердечных и симпатических ганглиях, отражающая наличие как прямой корреляции (гранулярная и агранулярная эндоплаз-матическая есть, комплекс Гольджи и мультивезикулярные тельца), так й отсутствие морфометрических достоверных связей. Показанные коррелятивные взаимосвязи различаются на разных сроках онтогенеза и связаны как с ростом объема перикариона, так и арборизацией отростков нейронов.

5. Сравнительный морфометрический анализ показал, что в симпатических нейронах объем гранулярной эндоплазматической сети превышает ее объем в сердечных нейронах во все сроки онтогенеза. Динамика развития разных органелг отличается в изученных нейронах (число и объем митохондрий, поверхностна; плотность агранулярной эндоплазматический сети, объем пластинчатого комплекса Гольджи), что может быть связано с особенностями нейромедиаторного мета болизма.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Ультраструтаура клеток нервного гребня // Архив анатомии, 1988. №5. с. 5-11 (в соавт. с А.А. Сосуновым, .П.П. Кругляковым).

2. Дифференцировка нейроналъных и вспомогательных клеток вегетативных ганглиев// Реактивность и регенерация тканей. Тез. доклад, научной конф. Ленинград, 1990. с.64 (в соавт. с А.А. Сосуновым, П.П. Кругляковым, В.Н. Абрамовым).

3. Элекгронногистохимическое исследование развивающихся вегетативных ганглиев //Тезисы докл. 11-го съезда АГЭ. Смоленск, Полтава. 1992. с. 12 (в соавт. с П.П. Кругляковым, В.Н. Абрамовым).

4. Ультраструтаура вегетативных ганглиев в эмбриогенезе // Морфология раневого процесса: Тез.докл. С.-Петербург: Изд-во Воен.мед.акад. 1992. с.49-50 (в соавт. с П.П. Кругляковым, В.Н. Абрамовым, А. А. Сосуновым).

5. Maturation and ageing of autonomie neurons // Clin, Neuropathol. 1992. Vol 11. № 4. p.233 (в соавт. с П.П. Кругляковым, В.Н .Абрамовым, А.А. Сосуновым,

B.Н. Швалевым).

6. Ageing innerv'ous tissue in vertcbrates and invertebmtes // Clin. Neuropathol. 1993.Vol. 12. №5.p. 268-269 (в соавт. с П.П. Кругляковым, А.А. Сосуновым, И.Н. Чаиркиным).

7. Возрастные изменения нейронов пластичной и ригидной нервной ткпии // Мор(}юлогня. 1993. Т. 105. №7-8. с.52 (в соавт. с А.А. Сосуновым, Т.Н. Гудош-шпеовой).

8. Генетические и эпигенетические факторы, в .развитии вегетативных ганглиев // III съезд АГЭ РФ. Материалы съезда. Тюмень. 1994. с. 188-189 (в соавт. с А.А. Сосуновым, Т.В. Демидовой).

9. Development and maturation of autonomie ganglion in animais // J.Morphology. 1994. Vol.220. №.3. p. 363-364 (в соавт. с П.П. Кругляковым, В.Н. Абрамовым, А.А. Сосуновым, А.В. Ховряковым).

10. Ontogenesis and phylogenesis of autonomie nervous system in vert dirai// J.Morphology. 1994. Vol.220. N.3. p. 397 (в соавт. с A A. Сосуновым, И.Н. Чаиркиным, Л.Е. Грошевой, В.Н. Шватевым).

11. Ультраструтаура вегетативных ганглиев млскошггающнх животных при старении //Фундаментальные основы жизнедеятельности организма в норме и патологии. Натьчик. 1994. с. 125-128 (в соавт. с П.П. Крутиковым, В.Н. Абрамовым, АА. Сосуновым).

12. Возрастные перестройки межнейронных взаимосвязей вегетативных ганглиев // Морфология. 19%. Т. 10. №2. с.49 (в соавт. с Т.В. Демидовой, В.Н. Абрамовым, Л.Р.Одывановон, А.А. Сосуновым, П.П. Кругляковым).

13. Межнейронные взаимосвязи в вегетативных ганглиях в онтогенезе // Гистогенетнческий аналю изменчивости и регенерации тканей. Матер. науч.сов.

C,- Петербург. 1997. с. 82 (в соавт. с А.А. Сосунс лм, П.П. Кругляковым, В.Н. Абрамовым, В.М. Чуйковым, И.Н. Учватовой).

Актуальность темы. Морфологические исследования вегетативной нервной системы (ВНС), несмотря на широкое применение современных микроскопических методов, остаются до сих пор актуальными и позволяют получать принципиально новые положения об устройстве нервной системы организма человека и животных.

Отличаясь разнообразием строения и функциональных характеристик, центральные и периферические отделы нервной системы имеют общие принципы деятельности вследствие единого структурного базиса - нейрона и глиальных клеток и принципиальной гомологичности механизмов межклеточных взаимоотношений, лежащих в основе "замыкания" рефлекторных цепей передачи и обработки информации (Zigmond et al., 1999).

ВНС включает в себя множество ганглиев, нервные сплетения, одиночные нейроны, имеющие общий источник развития - нервный гребень (НГ) (Кнорре , Суворова, 1984; Швалев и др., 1992).

Ганглии ВНС различаются как по строению клеток и устройству межклеточных отношений, так и по нейрохимическому фенотипу нейронов и онтогенетическим перестройкам. Морфогенетическое и нейрохимическое разнообразие вегетативных нейронов закладывается в эмбриогенезе, и определяющими факторами в детерминации и дифференцировке клеток НГ наряду с генетическими здесь признаются локальные факторы микроокружения (Le Douarin, 1986; Anderson, 1993).

Большая часть данных о развитии вегетативных ганглиев получена с помощью свето-микроскопических методов (Колосов, 1954; Корочкин, 1965; Кнорре, Суворова,1984: Jacobson, 1978). Ультраструктурные исследования по эмбриональному и раннему постнатальному периодам развития вегетативных ганглиев касаются только качественной характеристики некоторых сторон дифференцировки и межклеточных взаимоотношений (Сосунов и др., 1986; 4

Рарка, 1976; Йо,1983; БЬуаку, 5озипоу,1989; Швалев и др., 1992, Пылаев, 1988). Имеются немногочисленные описательные работы, в которых представлена вся "история жизни" нервного узла - от закладки до старости (Сосунов, 1988; Швалев и др., 1992; Кругляков и др., 1997), и лишь в единичных работах проводится сравнительный анализ онтогенеза вегетативных ганглиев различной локализации (Кнорре, Суворова, 1984; Кругляков, 1996).

Морфометрические исследования вегетативных ганглиев в онтогенезе позволяют получить принципиально новые данные как о становлении структурно-функциональной организации вегетативного нейрона, так и о различиях клеток в ганглиях с разной медиаторной специфичностью. Выяснение основных коррелятивных закономерностей в динамике дифференцировки цито-плазматических органелл нейронов симпатических и парасимпатических ганглиев может способствовать выяснению общих принципов деятельности нейрона.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы является сравнительный анализ дифференцировки нейронов в симпатических и парасимпатических ганглиях в онтогенезе.

Основные задачи, определенные исходя из поставленной цели:

1. Изучить ультраструктуру шейно-грудных (звездчатых) и сердечных ганглиев у белых крыс в онтогенезе, начиная с эмбрионального периода до старости.

2. Изучить морфометрические показатели основных цитоплазматических компонентов нейронов симпатических паравертебральных и сердечных ганглиев крыс в онтогенезе.

3. Провести сравнительный анализ динамики качественных и количественных данных в развитии симпатических и парасимпатических ганглиев белых крыс.

Научная новизна работы. Впервые проведенное морфометрическое 5 электронно-микроскопическое исследование вегетативных ганглиев (сердечных и симпатических паравертебральных) белых крыс в онтогенезе позволило получить следующие основные новые результаты:

- установлено, что для вегетативных ганглиев (сердечных и симпатических паравертебральных) имеются общие закономерности развития: влияние преганглионарных нервных волокон на агрегацию клеток НГ и последующую специфическую дифференцировку их нейрональных производных, динамика "компактизации" закладок ганглиев, рост перикарионов и развитие отростков нервных и глиальных клеток, большое число простых межнейронных контактов в ранних закладках нервных узлов , динамика дифференцировки синапти-ческих контактов, общие структурные изменения при старении;

- наряду с общими закономерностями развития выявлены особенности в формировании симпатических и сердечных ганглиев, проявляющиеся в неодинаковой степени агрегации клеток в закладках ганглиев на ранних стадиях формирования нервных узлов, различия во взаимоотношениях нервных, глиальных и соединительно-тканных клеток;

- установлены различия в динамике площади и объема некоторых цито-плазматических органелл в процессе развития симпатических и парасимпатических ганглиев. В симпатических ганглиях, в первые дни после рождения значительно возрастает объемная плотность митохондрий и эндоплазматиче-ской сети, в сердечных ганглиях незначительное повышение этих показателей наблюдается только в конце пренатального периода. В начале постнатального периода установлены значительные вариации в основных показателях ультраструктурных компонентов нейронов обоих типов ганглиев. Так, в симпатических ганглиях в это время наблюдается рост объемной плотности комплекса Гольджи и поверхностной плотности лизосом и эндоплазматической сети. В сердечных ганглиях отмечены значительные колебания в изученных показателях. Через неделю после рождения все показатели изменяются более плавно, 6 что свидетельствует о постоянном росте перикарионов и параллельном увеличении числа органелл;

- возрастные изменения ультраструктуры нейронов у крыс выражены в большей степени в симпатических паравертебральных ганглиях, чем в сердечных. С возрастом наблюдается снижение объемных и плоскостных показателей большинства органелл, в особенности митохондрий и эндоплазматической сети. Количество лизосом в симпатических и в сердечных ганглиях значительно возрастает.

Научно-практическая значимость работы. Полученные данные расширяют представления о динамике развития цитоплазматических органелл в процессе дифференцировки нейронов и структурном "обеспечении" функциональной деятельности нервной клетки в разные периоды онтогенеза. Они имеют также непосредственное отношение к становлению структурно-медиаторного фенотипа нейронов ВНС, значительно углубляют имеющиеся данные о ранних этапах развития вегетативных ганглиев. Результаты работы должны учитываться в исследованиях in vitro и in vivo при изучении онтогенеза ВНС. Особое значение данные морфометрического анализа могут иметь при оценке патоморфологического экспериментального и биопсийно-аутопсийного материала. Результаты исследований могут использоваться в учебном процессе по курсам цитологии, гистологии и эмбриологии. Полученные в результате морфометрического исследования данные относительно некоторых особенностей развития нервных узлов углубляют знания о возрастных изменениях нейронов и могут быть полезны при изучении возрастных патологий ЦНС.

Основные положения, выносимые на защиту:

- В развитии симпатических и сердечных ганглиев имеются как общие закономерности развития, так и особенности, проявляющиеся в ультраструктуре нейронов и их межклеточных взаимоотношений. 7

- Динамика морфометрических показателей основных цитоплазматиче-ских органелл в онтогенезе нейронов симпатических и парасимпатических ганглиев.

- Сравнительный анализ ультраструктуры нейронов симпатических па-равертебральных и сердечных ганглиев в пре- и постнатальном периодах.

Апробация работы. Материалы работы докладывались на научной конференции "Реактивность и регенерация тканей" (Ленинград, 1990), 1-ми 2-м международных медико-биологических симпозиумах АЕН РФ (Саранск, 1991,1994), научной конференции "Морфология раневого процесса" (С.Петербург, 1992), 4-м европейском конгрессе невропатологов (Берлин, 1992), 3-м Всероссийском съезде АГЭ (Тюмень, 1994), 4-м Международном Конгрессе по морфологии позвоночных (Чикаго, 1994), 2-й и 3-й Всероссийских научно-практических конференциях "Антропогенные воздействия и здоровье человека"(Калуга,1995,1996). 8

ВЫВОДЫ

1. Сравнительным ультраструктурным морфометрическим исследованием внутрисердечных и симпатических шейно-грудных ганглиев белых крыс в пренатальном периоде установлены качественные и количественные характеристики гисто- и цитогенеза нервных узлов. Проявлением общих закономерностей в развитии ганглиев является: ультраструктурное проявление нейрального фенотипа клеток совпадает с моментом подрастания к ним преганглионарных нервных волокон; развитие нервных клеток опережает и детерминирует дифференциров-ку нейроглиальных клеток; для ранних стадий развития ганглиев типичное большое число простых контактов между клетками и "диффузные" взаимодействия посредством циркулирующих в межклеточном пространстве нейромедиаторов и биологически активных веществ; ранняя экспрессия нейропептидов в клетках.

2. Показана корреляция между морфогенетическими перестройками ганглиев (симпатической цепочки и внутрисердечных) и особенностями ультраструктурной организации клеток и межклеточных взаимосвязей. Оформление ганглиев происходит гетерохронно и совпадает с интенсификацией синаптогенеза и ростом глиальных внутриганглионарных отростков.

3. Выявлена динамика развития синаптических контактов. Показано, что на ранних стадиях формирования симпатических ганглиев преобладают ак-содендритические контакты, а сердечных - аксосоматические. Первые синап-тические контакты, отличающиеся наличием больших гранулярных пузырьков, часто образуются растущими отделами аксонов и начинают образовываться с момента агрегации клеток.

4.Установлена взаимосвязь между динамикой развития отдельных цито-плазматических органелл нейронов в сердечных и симпатических ганглиях,

119 отражающая наличие как прямой корреляции (гранулярная и агранулярная эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи и мультивезикулярные тельца), так и отсутствие морфометрически достоверных связей. Показанные коррелятивные взаимосвязи различаются на разных сроках онтогенеза и связаны как с ростом объема перикариона, так и арборизацией отростков нейронов.

5. Сравнительный морфометрический анализ показал, что в симпатических нейронах объем гранулярной эндоплазматической сети превышает ее объем в сердечных нейронах во все сроки онтогенеза. Динамика развития разных органелл отличается в изученных нейронах (число и объем митохондрий, поверхностная плотность агранулярной эндоплазматический сети, объем пластинчатого комплекса Гольджи), что может быть связано с особенностями нейромедиаторного метаболизма.

120

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное исследование показало наличие как единых закономерностей в развитии изученных симпатических и парасимпатических ганглиев, так и отличий в дифференцировке нейронов и нейроглиальных клеток в изученных симпатических и парасимпатических ганглиях.

Следует отметить, что традиционное со времен Лэнгли выделение трех отделов в ВНС: симпатического, парасимпатического и метасимпатического сменяется в последнее время "стиранием" четких границ между ними. Так, в "типично парасимпатических" сердечных ганглиях доказано наличие катехо-ламинсодержащих клеток - МИФ клетки, и даже "обычные" нейроны могут проявлять признаки адренергических (Baluk, Gabella, 1990; Baluk, 1995). Кроме того, наличие в сердечных ганглиях, также как и симпатических пара-вертебральных, "собственных" синапсов, замыкающих местные рефлекторные дуги позволяет отнести большую часть ганглиев к метасимпатическим по определению А.Д.Ноздрачева (1995).

В центре внимания исследователей нервной системы со времен Рамон-и-Кахала находятся синаптические контакты. Особый интерес к ним в последние годы связан с выяснением молекулярно-биологических основ как межклеточной, так и внутриклеточной коммуникации (Семченко и др., 1995; Zigmond et al., 1999) и признанием положения, что именно перестройка синапсов лежит в основе высших свойств нервной системы - памяти, обучения, мышления.

Из полученных в работе данных о развитии синаптических контактов в вегетативных ганглиях представляют интерес наблюдения о появлении больших гранулярных пузырьков на ранних сроках синаптогенеза. Конечно, только на основании находок этих везикул в пресинаптических окончаниях и по длине аксонов можно только предполагать возможность участия нейро

112 пептидов в межклеточной коммуникации. Однако известные данные об участии нейропептидов в регуляции дифференцировки нейронов и нейроглиаль-ных клеток делают предположение об их участии и в синаптической передаче реалистичным (Forehand, 1995: Gibbins, 1995).

Сравнение показателей для цитоплазматических компонентов нейронов в сердечных и симпатических ганглиях показало наличие как отличий в динамике становления и функционирования разных органелл, так и сходных черт в их онтогенетической истории.

Так, абсолютные показатели ГЭР, что отражает общий объем канальцев в симпатических ганглиях, превышает аналогичные показатели в сердечных нейронах (Рис. 81). Такое различие может быть связано как с разной длиной аксонов, так и с особенностями общего метаболизма клеток.

ГЭР в сердечных нейронах, в отличие от симпатических нейронов, несколько уменьшается с возрастом. Одним из возможных объяснений этого наблюдения может являться повышение абсолютного числа канальцев в пе-рикарионе симпатических нейронов. Известно, что с возрастом происходит снижение числа клеток в симпатических ганглиях и замена погибших нейронов соединительной тканью, оставшиеся нейроны гипертрофируются и в них значительно по качественной оценке возрастает объем, занимаемый ГЭР (Кругляков, 1996).

Другой характер имеет динамика изменения АЭР (Рис. 82). Прежде всего в симпатических и сердечных ганглиях наблюдается противоположная динамическая последовательность развития этого компонента клеток: во время повышения содержания гладких канальцев в симпатических нейронах в сердечных наблюдается его уменьшение и наоборот. Предложить какой-либо однозначной интерпретации таких данных в настоящее время не представляется возможным. Возможно резкое повышение содержания гладких канальцев в симпатических нейронах в первую неделю постнатального периода свя

113 БУ ГЭР симпатического ганглия - - о - - БУ ГЭР сердечного ганглия

Рис.81. Сравнительная динамика изменения поверхностной плотности (БУ) ГЭР в нейронах симпатических и сердечных ганглиев х— УУАЭР симпатического ганглия - о- - у у АЭР сердечного ганглия

Рис.82. Сравнительная динамика изменения объемной плотности (УУ) АЭР в нейронах симпатических и сердечных ганглиев

114 зано с интенсивным ростом и арборизацией аксонов и "накоплением" мембранных структур для последующей активизации синтеза белка при связывании рибосом с канальцами эндоплазматической сети.

Неоднозначный характер динамики объемной плотности типичен и для пластинчатого комплекса Гольджи в пре- и антенатальном периодах онтогенеза (Рис. 83). В половозрелом возрасте динамика изменений аналогичная, следует отметить, что в симпатических ганглиях объем пластинчатого комплекса превышает таковой в сердечных ганглиях. Последнее различие может имеет прямое отношение к содержанию канальцев ГЭР и белок-синтетической активности нейронов.

В отличие от выше представленных органелл число митохондрий выше в сердечных нейронах на протяжении антенатального и всего постнатального периодов (Рис. 84). Сравнение динамики их числа в симпатических и сердечных нейронах показывает, что в сердечных нейронах имеет кратковременное значительное повышение числа органелл в первые сутки после рождения, которое не наблюдается в симпатических нейронах. С чем связаны такие особенности метаболизма клеток не известно. Можно только предположить, что сердечные нейроны, отвечающие за регуляцию деятельности сердца, значительно возрастающей при переходе к внеутробной жизни, также "испытывают сильные нагрузки". В симпатических звездчатых ганглиях только небольшая часть нейронов отвечает за деятельность органа, что по-видимому не отражается на обобщенных морфометрических показателях. Представляет также интерес в обоих видах нейронов с возрастом происходит уменьшение числа органелл уменьшается. Такое наблюдение свидетельствует в пользу положения о большой роли митохондрий в развитии возрастных изменений клеток (Впггег, 1985; Miquel е1 а1., 1983).

115 х— \У КГ симпатического ганглия - о- - УУ КГ сердечного ганглия

Рис.83. Сравнительная динамика изменения объемной плотности(УУ) компонентов комплекса Гольджи в нейронах симпатических и сердечных ганглиев х— ИА МИТ симпатического ганглия - о- ■ ИА МИТ сердечного ганглия

Рис.84. Сравнительная динамика изменения численной поверхностной плотности (КА) митохондрий в нейронах симпатических и сердечных ганглиев.

116

Сравнение числа МВТ в симпатических и сердечных показывает, что в последних их количество больше на большем протяжении изученных сроков онтогенеза (Рис. 85).

Количество лизосом наоборот имеет неоднозначный характер при сравнении сердечных и симпатических нейронов (Рис. 86).

Таким образом, настоящее исследование еще раз подтвердило высокую значимость морфометрического анализа, позволяющего получить новую и очень интересную информацию, которая не выявляется при визуальном качественном изучении ультраструктур.

1» /

Г4^ т Т—I / т // ! Т. I X / '-•-т. :/.:'

К. --^в-о 6

-9 -13 -14 -17 -19 Рожд. 1 5 30 60 210

- о- ■ КА МВТ сердечного ганглия —а— ЫА МВТ симпатического ганглия

Рис. 85. Сравнительная динамика изменения численной поверхностной плотности (КА) МВТ в нейронах симпатических и сердечных ганглиев

Рис. 86. Сравнительная динамика изменения численной поверхностной плотности (КА) лизосом в нейронах симпатических и сердечных ганглиев

118