Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Закономерности постнатальной дифференцировки ХЭ-позитивной зоны нейромышечного синапса и ее преобразования после хирургической денервации и шва нерва

У А1 9"!

министерство здравоохранения российской федерации ярославский медицинский институт

На правах рукописи УДК: 611—018.861 : 577.95 + 616—003.93

ФИЛИМОНОВ Владимир Иванович

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОСТНАТАЛЫЮЙ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ ХЭ-ПОЗИТИВНОЙ ЗОНЫ НЕЙР0МЫШЕЧН0Г0 СИНАПСА И ЕЁ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОСЛЕ ХИРУРГИЧЕСКОЙ ДЕНЕРВАЦИИ И ШВА НЕРВА

14.00.02 — анатомия человека 14.00.27 —хирургия

Автореферат диссертации па сопскапне ученой степени кандидата медицинских наук

Ярославль — 1992

Работа выполнена и Ярославском медицинском институте.

Научные руководители:

профессор В. В. Шилкин, доцент С. В. Рицков

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор В. В. Банин, доктор медицинских наук, профессор В. К. ЛЬтачеико

Ведущая организация: Минский медицинский институт.

Защита диссертации состоится «¿^ » 199 -¿'-г.

в 15 часов на заседании специализированного совета К-084.32.02

в Ярославском медицинском институте (150000, г. Ярославль, ул. Революционная, д. 5).

Автореферат разослан« » 199 г.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ярославского медицинского института (150000, г. Ярославль, ул. Революционная, д. 5),.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат медицинских наук

С. В. И в а н о о

рОПСЧГ^АЯ

5Ш1

Актуальность теми. Проблема нейротканевых отношений эо-, нимает до настоящего времени ведущее место в исследованиях .специалистов' различного профиля. Изучение области контак з нервной системы с иннервигуемым субстратом оказалось наиболее плодотворным в плане решения вопросов не только морфологии нейротканевых комплексов, но и выявления закономерностей реализации функциональных отношений в системе нерв - иняервируе-мый субстрат. В полной мере это относится к проблеме познания • структуры и функиги неЯромышечного комплекса.

Во многом успехи в изучении этого раздела синапсологии ■ зависели от технической вооруженности исследователей, использовавших арсенал морфологических и гистохимических методов, предопределивших развитие учения о строении нейромыиечного синапс на уровне световое микроскопии. Благодаря их внедрению сформировались современные предстаачения о строении нейромыиечного контакта, существенно дополнение данными ультрамикроскопических характеристик пре- и постсинаптаческой мембран.

В то же время в рассмотрении нейротканевых отношений в скелетной мышце до настоящего времени не заняли достойного места гистохимические методы, среди которых особое место занимает определение активности АХЭ, которая , по мнению Ф.Л.Лей-тес (1971), 2)е«г (1У53, 1954), Соч~6е«ик (195В), отражает морфофункшональные особенности нейромыаечного синапса.

По-прежнему остается дискуссионным вопрос о локализации ХЗ в области НМи. Нельзя считать полностью изученным процесо становления ферментативной активности в зоне НМС в онтогенезе, нет четкости в представлениях о преобразовании ХЭ-позитивной зоны 12ЛС после денервашк, в условиях реиннерваши мышь.. Кме-ющиес • единичные исследования (Т.В.!.!кэвэнадзе, 1969; С.Х.Елхи-ева, 1973; СьХМгк , вам* , 1958; Ссет$ , 1961) базируются, как правило, на анализе качественных изменений, без учета степени изменчивости размерных параметров кок грукции НМС и его ферментоактивной зоны.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка критериев оценки результатов восстановления нервного ствола ¡.а основе качественного и морфометрического анализа гистохимически выявляемой активности ХЭ в зоне ШС икроножной мыпшы б"лой крысы.

Конкретны задачи исследования: - изучить преобрэзезание ферментоактивной зоны ШС на первом году постнатальной яизни;

- 2 - • '

- изучить преобразование ферыентоективной зоны НМС после де- ■

нервации мьпнш;

- изучить преобразование ферыенто активной зоны НМС при регенерации нерва после наложения шва через различные сроки после невротомии;

- разработать на основе полученных данных критерии возрастных»' дистрофических и регенераторных изменений ШС;

- .рвть морфофункциональную оценку эффективности реиннервации наш при наложении шва нерва через различные сроки после его пересечения.

Наутек новизна и практическое значение. Изучение возрастной нормы, исследование состояния ХЭ-позитивной зоны ШС после денерваши ыышш и в различных условиях Т. ^генерации нерва, сочетание изучения качественных признаков преобразования ферментоактивной зоны двигательного окончания-с количественными позволили выявить закономерности перестройки НГЗ на первом году постнагальной жизни, установить критерии дистрофических изменений ХЭ-позитивной зоны НМС, выявить гистохимические признаки регенерации нейромьшечного синапса и дать сравнительную опенку становления двигательно: ) окончания в зависимости от . сроков нейрорафии.' л

Полученные данные вносят вклад в углубление познания процесса развития двигательного окончания скелетной мышцы, его ' преобразований в условия. естественного роста, при нарушении ' нервных связей мышцы, механизмов регенерапт (рерментоактивной зоны ШС.

Сравнительная оценка регенерации ХЭ-позитивно5. зоны ШС в реиннервированной мьгсше служит научным обоснованием выбора „ сроков сшивания нерва после его травмы, подходов к пересадке мышечных лоскутов в реконструктивной хирургии.

Разработанные подхода к математическому анализу конструкции ферментоактивной зоны нейромшечного синапса рекомецг поя в практику научных и гпедований.

Апробация материалов диссертации. Материалы диссертации доложены на III сьезде анатомов, гистологов, эмбриологов и то-пографоанатомов Украинской CCF (Черновцы, 1990), н Всероссийской конференции "Влияниь антропогенных факторов на морфогенез и структурные преобразование органов" (Астрахань, 1991), на за-седгнии Ярославского отделения БрНОЛГЭ-(1^92). Основные ге положена опубликованы в б работах.

. Обьеы и структура работы. Диссертация изложена на 160 отрвншах машинописи и состоит из введения, глав,посвященных характеристике материала и методов исследования, результатеj собственных наблюдений, заключения и выводов. Список использованной литературы включает 151 отечественный и 7tf иностранных источников. Иллюстрации представлены 80 рисунками (27 - с микрофотографиями и 53 - с графиками) и 12 таблицами.

МАТЕРИАЛ И МЕГОДШ ШСЛВДШШ

Исследование проведено на 115 белых крысах первого года постнатальной гиэни, которые распределялись по серит следую-о^ы образом: возрастные особенности гистохимической организации ШС икроножной, мыты - 39 животных; гистохимическая организация НМС денервированной.ыышаа - 19; - истохикическая организация HMU после цва нерва - 36; гистохимическая организация Hf.Iü после отсроченного шва нерва - 21.

Хирургический эксперимент выполнялся на животных 5,5-6-месячного возраста. Операции проводились под гексеналовым наркозом с предварительной премедикацией. Для достижения денервации иссекали участок седалищного нерва длиной до I см и его ветви" в проксимальной трети бедра. Моделью реиннервационных изменений в зоне HMU служила невротомия седалищного нерва о последующей нейрорафией. В одной серии опытов нерв сшивали сразу после его пересечения, в другой - через 1,5 месяца после невротомии. Фасцикулы'нерва сопоставляли под операционным микроскопом М—3X0* для излечения эпиневро-лериневральннх швов использовали микрохирургический инструментарий и атравматические иглы с нитями 9/0-10/0.

Эвтаназия предварительно наркотизированных тиопенталоы животных осуществлялась декапитаиией.

Медиальную головку левой икроножной мышцы иссекали и после фиксации (18-24 часа) в охлажденном 10/2 ацетат-формоле (pH 6,8-7,0) разлагали нэ замораживающем микротоме на срезы толщине" 40 мкм. Активность ХЭ определяли методом с тиоуксусной кислотой в модификации {Г.М.Николаев, 1976).

Результаты оценивали методами качественного и количественного, ыорфоыетрического анализа по специально составленной программе с привлечением методов вариационной статистики и многофакторного анаиза. Качественные критерии предусматривали описание особенностей топографии конечного продукта реакции.

Морфометрический анализ срезов выполнялся: соответственно

принципам непрямой морфомь-рии (С.А.Салтыков, 195Ö; Г.Г.Автан-дилов с соавт., 1988), используя окулярную сетку о 912 равноудаленными узлами пересечений. За основу измерений брался "на-кид" сетки, т.е. всегда постоянная площадь среза мышцы. В "на-киде" определяли: общее количество выявляемых ХЭ-позитивных зон НМС, количество двигательных окончаний, имеющих простую форму ферментоактивной зоны, количество НМС, имеющих сложную форму ферментоактивной зоны, количество мышечных волокон.

Ыорфомегрическое исследование ШС предусматривало определение средней площади ШС , его ферментоактивной зоны и фер-ментонегативной, периметра ШС и ферментоактивной зоны, отношение площади слоеной ферментоактивной зоны к площади ШС, форм-фактора HMU,■ совокупного количества .ферментоактивных зон,, приходящегося на одно.мышечной волокно, совокупной площади ШС, приходящейся на одно мышечное волокно, совокупной шт -чади ферментоактивных зон, приходящейся на с но мышечное волокно, совокупного периметра ферыентоактиЕ-,;ых зон, приходящегося на одно мышечное волокно.

Статистическая обработка данных включала нахождение средних значений каждого параметра "накида" (ЗГ); коэффициента репрезентативности (S-); ¿-критерия Стьюдента; коэффициента корреляции (1 ).

Динамика количественных показателей отражалась графиками, полученными методом простой скользящей средней (В.Ю.Урбах, 1964).

Математические расчеты проводили на программируемое микрокалькуляторе БЗ-34, а также ЭВМ MESA 125. Применение последней позволило провести многофакторный анализ систегт показателей изучаемого объекта методом главных компонент (А.М.Дубров, 1978).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ И .JC ОШЙЗДМШ

Проведенное исследование позволяет убедительно доказать, что ХЗ-позитивные зоны НМС икроножной мышцы взрослой белой крысы неоднородны по топографии активности фермента и подразделяются на два типа (простые и сложные), что согласуется с данными Г.М.Николаева (1976), Г.М.Николаева иВ.В.Шилкик: (1983), Ь.В. ыилкина и И.Д.Емельянова (1983), В.В.Шилкина и В.А.Кривова (1УУ1) по сравнительной и-экспериментальной морфологии нейро-Чикшечного синапса и противоречит результатам других исследователей (В.В.Португалов, 1955; А.М.Ма: адов, 1966; А.®.Лебедева ц Н.Е.Жебровская, i960; , C^tii , 1959; Fbaxse , 1962;

Coexs , 1967).

Сравнение результатов собственных наблюдений с данными литературы выявило разницу не тол-чо в описании конструктивные форм ферментоа--^вной зоны ШС, но и сроков, в которые устанавливаются дефинитивные их характеристики.

Полученные данные, базирующиеся, на качественном и количественном морфонетрическоы анализе, свидетельствуют, что дефинитивные признаки ферментоэктияная зона ШО приобретает к И-месячному возрасту, когдэ формируются характерные черты строения, присущие ХЭ-позитивной зоне НМС икроножной мышцы взрослых животных и устанавливается свойственные последним пропорции между простыми и сложными формам. Т.е. в п^едпубертатном периоде (классификация й.И.Нахинько и а.Н.Никитина, .1975) происходит становление активности ХЭ в зоне НМС и она приобретает черты дефинитивного состояния: активность фермента приурочена исключительно к области ШС, ферментоактивная зона которых дифференцирована на две группы (простая и слогная конструкция); активность фермента распределяется в зоне двигательного'окончания равномерно и оценивается как высокая; выявляе ые конструкции имеют выраженный полиморфизм строения, круглой, овоид-ной или вытянутой формы, большим размером ориентированны вдоль шаечного волокна. Качественное становление ХЭ-позитивных зон НМС к 2-месячному возрасту подтверждалось стабилизацией значений отдельных морфоме-рических показателей: процентным содержанием сложных конструкций, долей сложной ферыентоактивной зоны на площади НМС, совокупным количеством ферментоактизных зон, приходящимся на одно мышечное волокно, форм-фактором НМС. В то же время предпубертатный период и начало пубертатного характеру - уются интенсивным увеличением размерных параметров ШС и его фериентоактивной зоны, протекащих синхронно с увеличением диаметра мышечного волокна.

Репродуктивный период, период возмужания и I зрелости обличаются относительной стабилизацией темпов роста НМС и его ферментооктивной зоны. Вместе о тем во втором полугодии посткатальной жизни обнаруживаются новые качественные изменения в отдельных конструкциях: снижение и неравномерная выраженность активности лЭ, неравномерная толщина, четкообразность, фрагментация и редукция внутренней трабекулярной сети сложных фермен-тоактивных зон; зергастый характер конечного продукта гистохимической реакции и околосинаптическая активность фермента. Отдельные из этих признаков можно было наблюдать и в более ранние

- 6 - •

-ftOKir, на протяжении первого полугодия жизни, но они нарастали к 10-месячному возрасту животного и были свойственны фер-менгоактивным зонам НМС икроножной мыншы годовалой белой крысы.

Динамика качественных преобразований ХЭ-позитивноЙ зоны НМС свидетельствует, что в раннем онтогенезе отмечается нарастание активности фермента в зоне двигательного окончания, исчезновение околосинаптической активности, формирование сложно-устроенных 5АЗ. К концу первого года жизни животного ХЭ-пози-тиьные зоны имеют тенденцию к упротению строения в связи с редукцией трабекул, честь которых подвергается фрагментации, выявляются зоны с низкой активностью фермента, вновь обнаруживается околосинаптическзя активность ХЗ и крупнозернистый характер конечного продукта гистохимической реакш»'

Как видно, характеристика.ферментовктивной зоны НМС икроножной мышцы белой крысы к концу I года постнатальной жизни имеет принципиальное сходство с ее характеристики на ранних этапах онтогенеза. Оценка данной закономерности требует расшифровки с позиций общей и экспериментальной патологии нервной системы.

Как известно (А.И.Струкор и С.К.Лапин, 1956; Н.Е.Нрыгин, 1S57; Я.Е.Ярыгин и В.Н.Ярыги;.':, 1973), возрастные изменения структур нервной системы включают и инволютивные дистрофические, вплоть до зернисто-глыбчагого распада. Сопоставление приведенных выше феноме: эв, обнаруживаемых к концу первого года постнатальной жизни, приводит к мысли, что, судя по всеад, они и есть субстрат инволютивных, дистрофических изменений jep-ыентоактивной зоны.НМС. Это положение подтверждается сравнением возрастных изменений с характеристикой ХЭ-позитивноЙ зоны ... ШС денервированной мышцы.

При этом необходимо обратить внимание на феномен около«: йаптической активности, обнаруживаемый как на ранних этапах онтогенеза, так и после денервации. Судя п данным литере уры, околосинаптическая f тивность отмечалась многими исследователями в гтре- и в раннем постнатальном периоде развития животных и человека (Л.Ф.Мавринская, 1964; Т.В.Мкаванадзе, 1969; С.Х.Еп-хиева, 1973; Н.П.Резвяков, 1982). Так, Т.В.Мжаваш ,зе (19*9), Н.П.Резвяков (1982) отмечали нечеткость и размытость контуров ферментоактивной зоны ШС, другие - Л.Ф.Ыавринская (1964), С.Х. Епучева (1973), Н.П.Резвяков (1982), наблюдали слабую активность фермера-поблизости от зоны ее высокой концентрации.

В работах Г.М'.Николаева (1976), Г.В.Стовичека с соавт.

(1985) указывается на гранулярный характер конечного продукта реакции поблизости от ферментоактивных зон НМи икроножной мышцы белой крысы на первой неделе постнэтальной жизни.

Сопоставление данных литературы с собственными наблюдениями позволяет предположить, что феномен околосинаптической активности отражает несовершенство иннервзционных связей мывши и повышенное ее сродство к ацетилхолину, отмечаемое в раннем онтогенезе и после денервзции ( .К.Воскресенская, 1958; Л.А.Орбе-ли, 1961; > Robin.ttut.-lh , 1951). Вероятно повышение

чувствительности мыпшн к.ацетилхолину и в результате возрастной денерваши, как следствие дистрофических изм.1 .ений двигательного окончания и его ферментоактивной зоны.

Закономерен вопрос: существуют ли механизмы компенсации возрастных процессов инволюция ферментоактивной зоны? Положительный ответ обосновывается настоящим исследованием.

Во-первых, у Ю-12-ыесячных животных в икроножной мынше наряду о д..лро":1ческиии изменениями ХЗ-позитивной зоны отмечено наличие мелких глобул выраженной ферментативной активности, которые следует расценивать как вновь образующиеся ферментоак-тивные зоны НМС, обеспечивающие множественную иннервации мышечного волокна. Именно на такое проявление регенерации ХЭ-пози-тмвных зон с<« тсо узшзыззют , (1958). В то

ке время часть простых фериентоэктивных зон трансформируется в слокные. Об этом.яо ивидетельстзуют результаты настоящей работы по исследованию реиннервационного процесса.

Другим механизмом компенсации развивающихся дистрофических изменений является продолжающийся во втором полугодии жизни животного рост фериентовктивных лн, сопровождающийся увеличением к годовалому возрасту, по сравнению с 6-месячнкм, площади НМС со сложной ферментоактивной зоной' на 65,63%, площади сложной ферментоактивной зоны на 57,40£, периметра КХ на 23,13%, ри-метра ферментоактивной зоны на 23,33>..Аналогичными были и изменения размерных параметров НМС с простой ферментоактивной зоной (площадь увеличивалась на 37,67%, периметр - на 8,95%). При этом диаметр мышечного волокна увеличивался на 49,40%. Не случайно «а протяжении всего срока наблюдения динамика совокупных размерных показателей НМС и ферментоактивной зоны, приходящихся на о^но мышечное волокно, тлела прогрессивную восходящую направленность, при постоянном отноиеиии выявляемых зон хо-линэстерозной активности к числу мышечных волокон на стандартной площади среза указывая? на возрастную компенсацию, проиохо-

дявдую преимущественно путем гипертрофии имеющихся ХЭ-позитивных зон.

Примененный подход к изучению возрастных преобразований ШС и его ферментоактивной зоны, предусматривающий качественную и количественную характеристику 'облпти двигательного окончания с учетом изменений кннервируеыого субстрата позволил представить нейрошзечный синапс икроножной мышцы белой крысы как динамич- • ную структуру, меняющую на протяжении первого года постнаталь- -ной жизни и качественную, и количественную характеристику. При этом изменениям размерных параметров свойственна гетерокинетич-ность, гетерохронность и гетеротопность. В то же время они од-ноналравлсны и характеризуются тенденцией к уменьшению темпов изменчивости " возрастом, тогда как качественные преобразования имеют волнообразный характер, отражая процессы станов, зния, прогрессивного развития ферментоактивш. . зон ШС и их инволю-шные, дистрофические изменения. г

Корреляционный анализ количественных показателей изучаемого обьекта методом главных компонент позволил обосновать этэпносгь возрастных преобразований НМС и его ферментоактивной зоны, математическая модель, которых соответствует в основном множественному уравнению регрессии I главной компоненты. Дина- • мина последней четко выявляет временные периоды интенсивного роста (первые 3 месяца зшзни), падения темпов прироста (3-6 месяцы) и относительной стабилизации области РИС и его ферментоактивной зоны (о 6 по 12 месш).

Установленные закономерности возрастных щ: образований ферментоактивной зоны НМС икроножной мьшшы белой крысы послужили основой для сравнения с результатами изучения состояния ХЭ-позитивной зоны двигательного окончания той же мышш после нарушения ее иннервации. Зто да..о возможность выявить эпрактерные изменения ферментоактивной зоны НМС в денервированной мышце, установить закономерности ее изменчивости р. зле восстановления целостности нервного ствола непосредственно поел его переселения и изучить процесс восстановления нейромышечного контакта в мышце, находящейся в состоянии длительной денерваши. Необходимость проведения таких исследований диктуется запросами"как теоретической медицины, так и хирург -и, травматологии, невропатологии, особенно современного направления микрохирургии, связанного с пересадкой мыи^чного лоскута различной сложности (К.М.Ьиткус, 1986; А.Е.Белоусов и С.С.Ткаченко, 1988; А.Г.Пу-лин, 1990).

Установлено, что ЛЭ-позитивнэя зона Н'.Ю икроножной мыпшы после денерваиии характеризуется снижением активности фермента, вплоть до тотального; неравномерном распределением активности ХЭ в области ШС в пределах среза, неравномерной толщиной тра-бокул и упрощением рисунка ферментоактивной зоны, фрагментацией и редукцией трабекул; крупнозернистым характером конечного продукта реакции; околосинэптической активностью фермента.

Развитие постденерваиионных изменений ферментоактивной зоны проходит на фоне резкой .рофии мышечных волокон икроножной мыпшы и имеет свою динамику, выражающуюся в прогрессивном снижении активности X?. в изменении тинкториольных свойств ХЭ-позитивной зоны, уменьшении ее размеров. Выявлены„• изменения однонвправлены и характеризуют кок простые, так и сложные формы ферментоактивных зон, доля которых среди ХЭ-лозитивних зон уменьшается. При этом отмечается уплощение выявляелгых ферментоактивных зон: среди сложных преобладают овальные, а простые становятся более вытянутыми, нежели в норме. Существенно, что даже через ~ мес пев после денерваиии з зоне бывшего НМС активность ХЗ сохраняется.

Качественная картина объективизировалась данными количественного морфометрического анализа. Наблюдалась смена стабильных темпов прироста, характерных для возрастных изменений показателей, их асинхронным и различно выраженным убыванием. С увеличением срока -денерваиии темпы убыли уменьшались и процесс стабилизировался. Данная тенденция была характерна для показателей икроножной мызшы, размерных характеристик ШС со сложной ферментоактивной зоной и интегральных показателей системы двигательное окончание - мышечное волокно, а также для форм-фактора К.Г.. Вместе с тем в первые 18 д..ей послеоперационного периода отмечалось своеобразие качественной картины, для которой было характерно резкое упрощение и редукция ферментонегативной зоны, неравномерное утолщение.трабекул, увеличение доли сложной ферментоактивной зоны на площэ,ди ШС, увеличение размерных характеристик простоустроенных ферментоактивных зон (площади и периметра), уменьшение процентного содержания сложных конструкций.' Как видно имело место своеобразное "набухание" ферментоактивных зон и. возможно, трансформация сложноустроенных ферментоактивных зон в простые.

В более отдаленные сроки после денерваиии отмечено резкое истончение внутренних трабекул сложноустроенных конструкций, их фрагментация и редукция, пылевидный характер конечного продукта

- 10 - •

реакции. На общую тенденцию к гиперсегментации, фрагментации ХЗ-позитивной зоны и грануляции конечного продукта реакции после денервации указывали Зл>гс.м , (1955).

Выявленная качественная характеристика ферыентоактивной зоны денервированной мышцы соответствовала изменениям ХЭ-по-зитивной зоны некоторых НМС интактн й икроножной мышцы животных второго полугодия жизни. Сто дало основание отнести последние к дистрофическим, инволютивным.

Совокупность качественных и количественных параметров выявляемых ферм ен г о а к ги вных зон ЮС и самой шишы после ее денервации находит отражение в таких показателях как совокупная площадь KMC, ферментоекгивнок зоны, совокупный периметр и количество ферментоактивных зон, приходящихся на одно мышечное волокно, рез' те сни>:;г-ие которых, по сравнению с возрастными изменениями, является объективным отражением -глубоких на; •пений в системе двигательное окончание - мышечное волокно.

Моделирование регенераторного процесса, достигаемого ней-роргфией сразу ке после пересечения'нерва, показало, что в первые две недели послеоперационного периода отмечаются изменения, напоминающие денервапионные, т.е. преобразования икроножной путы, НМС и ферыентоактивной зоны по направленности были тождественны дистрофическим, свойственным денервации;

Интересным представляется сравнение темпов динамики количественных характеристик икроножной мышцы, ШС и ферментоэкти-вной зоны в сопоставимые сроки после денервации и после пва нерва (Табл.1).

Диаметр мышечного волокна после шва нерве уменьшался несколько быстрее, чем после иссечения нерва, что при равной выявляемое™ фернентоактивных зон дол^шо бы привести к большему числу ХЭ-позитивных зон на стандартной площади среза. На самом деле после шва нерве выявляемся меньшее число ХЭ-погчтивных зон, что указывает на уменьшение истиннойч выявляемое™ (,,-рмен-тоактивных зон, по сравнению с деиервирова. ной мышцей. Это убедительно доказывается соотношением выявляет— фернентоактивных зон к числу мышечных волокон на стандартной площади среза, которое в два раза меньше. Остальные показатели также свидетельствуют о большей выраженности изменений ХЭ-поэитивной зоны после шва нерва, чей после денервации шшцы в сопоставимте сроки.

Если взять интегральные показатели системы двигательное окот ние - мышечное волокно, которые на наш взгляд наиболее , адекватно отражают происходящие преобразования, то при общей

однонаправленности процесса, темпы, а равно и глубина изменений, после шва нерва превосходят аналогичные после денерваиии и по своим абсолютным значениям показатели через 2 недели после шва нерва сопоставимы с денервзиионндаи в срок 1,5-5 месяцев. Т.е. после шва нерва ХЭ-позитивная зона ШС проходит тот же путь, что к'при денервапии мышцы, но за лее короткий срок.

Таблица I

Динамика показателей икроножной мшда, ШС и ферментоактивной зоны после денервапии -и после шва нерва в процентах к сроку 3 дня после операции

Показатель

! денервашя ! шов нерва ! (18 дней)1 (14 дней)

Диаметр ышечного волокна -30,31 -43,13

Количество мышечных волокон на 43,10 75,42 стандартной площади среза

Площадь ШС со сложи й ферменто- -16,65 -34,26 активной зоной

Площадь ёлокной ферментоактивной -10,72 -24,27 зоны

Площадь ферментонегативной зоны -25,40 -42,18

Совокупное число ферментоактивных -18,05 -39.34

зон, приходящееся на одно мышечное волокно

Совокупная плоптадь ферментоактив- -23,85 -53,13

ных зон, приход, дцаяся на одно мышечное волокно

Совокупный периметр ферментоак- -19,^0 -51,24

тивных зон, приходящийся на одно мышечное волокно

Представляется, что реиннервация влечет ускорение запрог-рамированных преобразований в мшце и ШС, на фоне которых и развиваются основные реиннервационные изменения.

С 3 недели после шва нерва преобладают регенераторные изменения ферментоактивных зон, проявляющиеся в восстановлении конструг дивных особенностей ХЭ-позитивиой зоны ШС и в увеличении их размерных параметров. При этом темпы прироста площади ШС и ферментоактивной зоны, периметра ШЛО превышают возрастные преобразования и к концу наблюдения размерные параметры как сложной, так и простой конструкции ХЭ-позитивной зоны значите льно превыыют контрольные значения в сопоставимые сроки, тогда как мор?ометричеокие параметры икроножной мышцы не достигают

- 12 -

контрольного уровня. Ниже контрольного уровня также и интегральные показатепи, характеризующие систему двигательное окончание - мышечное волокно.

Динамика показателей сонзправлена с возрастной динамикой аналогичных показателей в интактной мышце, но отличается высокими темпами, асинхронностью и неодинаковой выраженностью. С увеличением срока наблюдения над оперированными животными темпы прироста' замедляются и с 2-месячного срока относительно стабилизируются, что наглядно иллюстрируется динамикой первой главной компоненты.

Качественно регенераторный процесс характеризовался увеличением активности ХЭ, равномерным ее распределением в трабе-кулах ферментоактивной зоны, уменьшением выраженности гранулярного характера конечного продукта реакции и околосинаптиче-ской активности. Но и через 4 месяца после шва нерва :е происходило "нормализации" качественной картины ферментоактивной зоны, сохранялась диспропорция между сложными и простыми конструкциями, доля ферментоактивной зоны сложной формы на площади НМС и значение форм-фактора НМС с простой ХЭ-позитивной зоной превышали показатели группы сравнения.

Полученные данные свидетельствуют, что через 4 месяца после шва нерва не происходило полного восстановления ферментоактивной зоны,НМС. К этому сроку не наблюдается нормализации диаметра мышечного волокна и констатируется дефицит иннервации: . совокупное количество ферментоактивных зон, приходящееся на одно мышечное волокно, совокупная площадь ИГО и ферментоактивной зоны, периметр ферментоактивной зоны, приходящиеся на одно мышечное волокно,.не достигали контрольных значений.

Вероятно, интенсивное увеличение площади и периметра НМС и его ферментоактивной зоны относится к компенсаторным механизмам, которые за конкретный временной период не могут обеспечить в полной мере восстановление морфофутшиональных отношений в системе двигательное окончание - мышечное т чокно при отсутствии восстановления всех необходимых НМС.

Является ли такой способ единственным при регенерации НМС? Настоящее исследование ^подтверждает данные , Csi

(I95B) о возможности восстановления как старых ферментоактивных зон, так и образование их eU » маркером которых, начиная с месячного срока после операции, являются конструкции, состоящие из нескольких глобул компактного расположения высокой активности ХЗ. Получены и данные о возможности трансформа-

• - 13 -

ции простых ферментоактивных зон в сложные.

Несколько иная картина отмечена после отсроченного шва нерва: несмотря на значительное число атипичных конструкций ХЭ-позитивных зон НМС через 4 месяца после операции диаметр мышечного волокна не имел отличий от контро.г пых значений, а интегральные показатели системы двигательное окончание - мышечное волокно превышали контрольные значения, свидетельствуя о феномене гипериннерваши.

Объяснением этому может служить выраженное образование ферментоактивных зон НМС ««-о , и высокие темпы увеличения изученных размерных показателей НМС и ХЭ-позитивной зоны (Табл.2).

Таблица 2

Темпы прироста некоторых показателей после непосредственного и отсроченного шва нерва (% в месяц)

Показатели 1 Послеоперационный период

! ' 1-2 месяц ! ! 2-4 месяцы

I шов ! ! шов

■ 1 непосред- ! отсро- 1 1 непосред- ! отсро-

! ственный ! ченный I 1 ственный ! '";нный

Площадь НМС со сложной 40,31 72,51 16,71 8,48 ферментоактивно1* зоной

Площадь сложной ферме- 34,52 61,85 19,68 10,75 нтоактивной зоны

Совок,.шая площадь НМС, 49,30 9Ь,14 11,37 41,92 приходящаяся на одно мышечное волокно

Совокупная площадь фер- 35,21 80,79 12,7У 45,44 ментоактивной зоны, приходящаяся на одно мышечное волокно

Совокупный периметр 16,22 86,89 2,18 19,03 ферментоактивных зон, приходящийся на одно мышечное волокно

Совокупное число фер- 4,00 32,50 2,00 15,09 ментоактивных зон, приходящееся на одно мышечное волокно

Как видно из таблицы 2, если для НМС со сложной ферментов активной зоной темпы прироста после непосредственного шва нерва в целом остаются высокими на всем протяжении реиннерваиион-ного периода, то после отсроченного шва нерва они более выра-

жены в ранний период реиннервации (1-2 месяца после операции), а в дальнейшем много меньше, tí то же время совокупная площадь НМС, приходящаяся на одно мышечное волокно, на всем протяжении реиннервационного процесса после отсроченного шва нерва в 2 и более раз превышает аналогичный параметр после непосредственного шва нерва. Зто объясняется и большим числом выявленных ферментоактивных зон, приходящихся на одно мышечное волокно.

Очевидно, для регенераторного процесса имеют значение "стартовые" условия, которые в обеих сериях различны. Так после непосредственного шва нерва реиннерваиионный процесс наслаивался на фон дистрофических изменений в периферическом отрезке нерва и нервных окончаниях. При отсроченном шве реиннервашш наступала, когда период выраженных дистрофических изменений в нервных структурах был уже завершен. Не случайно, о^видно, Л.Г.Сидорова (1975) и А.Г.Пулин (I9S0) считают, что именно вследствие незавершенности дегенеративных изменений в периферическом отрезке нерва, нейрорафию следует, выполнять не сразу после травмы нерва, а некоторое время спустя, когда периферический отрезок нерва "очистится от продуктов зернисто-глыбча-того распада".

К особенностям peíенераторного процесса следует отнести разное время появления признаков регенерации ферментозктивной зоны ШС. Так после непосредственного шва нерва рост размерных показателей конструкции отмечался, начиная с третьей недели после операции, тогда как после отсроченного шва нерва рост отмечен только через месяц. Максимальное выявление глобул компактной локализации фермента, как маркера образования ферментоактивных зон <{«_v\w\> , после непосредственного шва нерва отмечалось через месяц после операции, после отсроченного шва - через- 1,5 месяца, но было более выражено. Таким образом "нормализация" количественных показателей начиналась раньше "нормализации" качественной картины.

В целом по количественным и качественным криуерикы реиннер-вационный процесс после непосредственного шва нерва начинался раньше, чем после отсроченного. Но сопоставимость значения интегральных показателей^ системы двигательное окончание - мышечное волокно и морфометрических показателей икроножной шяш наступала раньше после отсроченного шза нерва, хотя по качественным критериям констатировать "нормализацию" еще было невозможно, т.е. качественная "нормализация" запаздывала по отношению к количественной.

Таблица 3

Значение показателей реиннервированной мышцы к концу наблюдения (4 месяца после операции) и их отношение к норме

! Непосредственный шов ! Отсроченный шов

Показатель I Х+*- !отношение 1 Х+з- !отношение ! ~ х I к норме ! ~ х ! к норме

Диаметр мышечного 37,81+0,11 0,77 43,32+0,74 0,95 волокна ~

Характеристика НГ.1С с простой ферментоактивной зоной

Площадь 189,48+11,75 1,31 185,5^10,01 1,30

Периметр 75,14+4,47 1,30 84,38+6,52 1,25

Форм-фактор 0,59+0,02 0,49+0,02

Характеристика НЫС со сложной ферментоактивной зоной

Площадь 469,09+21,58 1,30 .384,94+14,5 1,09

Периметр 126,91+2,77 1,24 130,81+1,59 1,13

Форм-фактор 0,66+0,01 0,59_\01

Характеристика сложной ферментоактивной зоны

Площадь 367,78+16,11 1,40 287,63+9,28 1,05

Периметр 173,60+4,23 1,13 198,95+4,99 1,15

Интегральные показатели

Совокупное число фер- 0,52+0,02- 0,79 0,69+0,03 1,10 ментоактивных зон, ~ ■ ~.

приходящихся на одно мышечное волокно .

Совокупная площадь 164,30+8,57 0,88 200,85+8,38 1,08 ШС, приходящаяся на . ~ одно мышечное волокно

Совокупная площадь 133,95 0,94 160,05 1,17

ферментоантивных зон, приходящаяся на одно мышечное волокно

Совокупный периметр 67,59+2,99 0,78 109,83+3,67 1,24 фс.ментоактивных зон, ~ приходящийся на одно мышечное волокно

ГГ" и II - ' | ■ .. | |. ■ ■■

Как видно из таблицы 3, по многим показателям к концу наблюдения (4 месяпэ после операции) результаты двух слрий существенно отличаются от возрастной нормы. Обращает на себя внимание преобладание степени увеличения размерных показателей НМС и его ферментоактивной зоны после непосредственного шва, которые превышают норму в 1,24-1,31 разе. В то же время диамег? мышечного волокна составлял сего 77% от нормы, а совокупное

количество ферм нтоактивных зон, приходящееся на одно мышечное волокно - После отсроченного шва НМС с простой Х&-позитив-ной зоной имеют размерные характеристики, превышающие норму, тогда как НМС со сложной ферментоактивной зоной по размерам близки к норме. При этом диаметр мышечного волокна практически бьш равен норме (0,95), а число ферменгоактивных зон, приходящееся на одно мышечное волокно, было больше, чем в норме (1,1).

Как видно, компенсация дефицита иннервации после непосредственного шва нерва достигается преимущественно за счет гипертрофии двигательных окончаний, тогда как после отсроченного шва за счет гиперплазии и умеренной гипертрофии двигательных окончаний. В то же время интегральные характеристики системы двигательное окончание - мышечное волокно свидетельствуют о дефиците иннервации после непосредственного шва нерва ее избыточности после отсроченного шва. Возможно, избыточная иннервация является временным состоянием: динамика возрастных изменений, признаки дистрофии регенерирующих ферментоактивных зон свидетельствуют q возможности редукции избыточно образовавшихся Х^-позитивных зон.

Сопоставление данных хирургического эксперимента по рекн-нервации икроножной шшы белой крысы позволяет отнести к проявлениям регенерации ХЭ-позитивных зон ШС повышение активности ферменте до исходного уровня с достижением свойственного конкретному возрасту.животных топографии активности фермента, что предопределяет "нормализацию" конструктивных особенностей ХЗ-позитивной. зоны. Характерной чертой регенераторных процессов является также обнаружение мелких глобул ферментативной активности, иллюстрирующих развитие новых ХЗ-позитивных зон, следствием чего является множественность иннервации мышечных в-локон. И, наконец, регенерация сопрововдается увеличением размерных параметров НМС и его ферментоактивной зоны, которые могут превышать свойственные изучаемому обьекту в конкретном возрасте при естественном росте животного.

Результатом реиннерваыии ферменгоактивных зон является новая система двигательное окончание - мышечное волокно, морфо-функциональная характеристика которой обусловлена "стартовыми" условиями регенераторного процесса.

Приходя к выводу о большей эффективности отсроченного шва нерва перед непосредственным, можно согласиться с мнением А.Н, Студитского (1959) и Р.П.Женевской (1974) о стимуляции плести-

ческого состояния шаш путем временной ее денерваыии, влекущей не только атрофию мышечных волокон, но и ее переход в особое состояние, обеспечивающее быстрые процессы регенерации.

Настоящее исследование показывает, что независимо от условий эксперимента отмечэется тесная связь размерных параметров ХЭ-позитивной . оны НМС с морфометрической характеристикой мышечного волокна: в процессе естественного ро^га, после денер-вации и реиннервации мышцы отмечена высокая корреляционная зависимость (Ч от 0,61 до 0,95) между указанными показателями: чем толще волокно, тем большие размеры имела конструкция.

По нашим данным, восстановление мышечных волокон после ре-иннервапии отмечается несколько раньше, чем двигательного окончания, а увеличение размерных параметров области НМС и его фер-ыентоактивной зоны предшествует качественным изменениям ХЭ-по-зигивной зоны, которая даже через 4 месяца после нейрорафии по конструкции отличается от нормы.

Сравнительный анализ корреляционных связей количественных показателей изучаемого обьекта в различных условиях существования организма (естественный рост, денервашш мышцы, регенерация двигательного окончания) свидетельствуют, что несмотря на высокую динамичность их выраженности, внутренние связи обьекта изучения сохраняются независимо от условий наблюдения, что, вероятно, и служит гарантией его преобразований.

ВЫВОДЫ

1. ХЭ-позИлИвная зона нейромышечного синапса икроножной мышцы белой крысы является динамичной консгрук: тей, меняющей

в условиях естественного роста, после денервации и реиннервации мышцы качественную и количественную характеристики, отражающие возрастные, дистрофические и регенераторные процессы в области двигательного окончания.

2. Возрастные изменения размерных параметров ферментоакти-вной зоны НМС икроножной мышцы на протяжении первого года жизни животного однонаправлены и характеризуются гетерокинетично-стыо, гетерохронностью и гетеротопностыо. Корреляционный анализ сово-упности мерных признаков ХЭ-позитивной зоны НМС, осуществленный методом главных компонент, позволяет вычленить периода бурного роста (1-3 месяцы жизни), падения темпов „рироста (3-6 месяцы жизни) и-относительной стабилизации (6-12 месяцы).

Возрастные изменения качественных параметров имеют волнообразный характер, отражая процессу стэ'-овления и прогрессивно-

го развития ХЭ-позитивноЙ зоны НМС, а также ее инволютивные изменения.

3. Б предпубертатном периоде жизни белой крысы завершается становление активности ХЭ в зоне ШС икроножной мышцы и через 2 месяца после рождения животного ферментоактивная зона имеет конструкции с основными чертами дефинитивного состояния: активность фермента приурочена исключительно к области НМС и оценивается как высокая; ферментоактивная зона представлена либо компактным расположением мелкодисперсного конечного продукта гистохимической реакции, либо имеет трабекулярную конструкцию; форм-фактор НМС соответствует круглой форме ($ф=>0,66~0,73) со сложной формой ферментоьктивной зоны и овоидной {5ф=0,50-0,59) - с простой; сложные ферментоактивные зоны превалируют над простыми (55-74!«); отношение количества выявляемых ХЭ-пози-тивнъге зон к числу мышечных волокон на стандартной площади среза становится постоянный (0,57-0,73).

В предпубертатном и начале пубертатного периода происходит интенсивное увеличение размерных параметров ШС и его ферменто-ективной зоны.

4. Репродуктивный период, период возмужание и первой зрелости (6-12 месяцы после ровдеиия) характеризуются относительно» стабилизацией роста ШС, его ферментоактивной зоны и признаками инволютивных, дистрофических процессов: снижение и неравномерное распределение активности ХЗ, фрагментация и редукция трабекул, появление околосинаптической активности. Наличие мелких зон высокой активности ХЗ поблизости от типичных ферментоактивных зон, продолжающаяся их гипертрофия свидетельствуют о процессах естественной регенерации, которая обеспечивает поддержание морфофункшональных отношений в системе двигательное окончание - мышечное волокно.

5. Денервация икроножной мышцы приводит к резкой атрофии мышечных волокон и выраженным дистрофическим изменениям ХЗ-по-зитивной зоны НМС, которые уже с 3 дня после иссечения нерва проявляются снижением и неравномерным распределением активности ХЗ.

В первые 18 дней денерваиионного периода превалирует феномен "набухания", проявляющийся увеличением площади и периметра простой конструкции ферментоактивных зон, утолщением трабенул и уменьшением доли ферментонегативной зоны на плопади К..^,' более округлой формой области НС и уменьшением доли сложных среди выявленных ферментоактивных зон.

- 19 -

Волее поздние изменения (18 дней - 5 месяцев после операции) приводят к дальнейшему снижению активности ХЭ, изменению тинкторивльнкх свойств ферментоактивной зоны и мышечного волокна, уменьшению размерных характеристик ХЭ-позитивной зоны, снижению числа выявляемых ферментоактивных зон, а также к изменению форш зон ШС на более вытянутую.

6. Регенераторный процесс направлен на восстановление качественных и количественных характеристик ферментоактивной зоны ШС, что проявляется увеличением активности ХЭ и ее равномерным распределением; появлением мелких зон высокой ферментативной активности; более высокими, чем в сопоставимые сроки возрастной нормы, темпами прироста размерных показателей.

Особенности регенерации ферментоактивной зоны ШС зависят от "стартовых" условий и жестко связаны с восстановлением мышечного волокна (^>0,8).

7. Реиннервационнкй процесс после непосредственного шва нарва характеризуется двухфазностью. В первые две недели после операции преобладают дистрофические изменения, сопоставимые с 1^5-5-месячньм сроком после денервации.

Непосредственный шов нерва обеспечивает регенерацию двигательного окончания преимущественно путей реиннервеции пред-существующих ферментоактивных зон и их выраженной гипертрофии. Однако ото не компенсирует в полной мере дефицит иннервации 'шшшн, атрофия которой сохраняется и через 4 месяца после ней-рорафии.

После отсроченного шва нерва регенераторный процесс сопровождается как реиннервациеЗ предсуществующих фериентоактивных . зон, так и путем формирования ферментоактивных зон ¿и ivo.ro , установлением множественной иннервации мышечных волокон, умеренной гипертрофией ХЭ-позитивных зон и нормализацией морфометри-ческих показателей мышцы.

8. Быстрые темпы восстановления размерных параметров ферментоактивной зоны, избыточность иннервации мышечных волокон ц?сле отсроченного шва обеспечивают более ранкою норм, шзацию отноше"ий в системе двигательное окончание - мышечное волокно с последующим развитием гипериннервации.

9. Независимо от "стартовых" условий восстановление диаметра мышечных волокон начинается раньше, чем восстановление ферментоактивной зош НМС, а регенераторные изменения размерных параметров ХЭ-позитивной зоны НМС предшествуют качественным ее преобразованиям.,

ОПУБЛИКОВАН!ШЕ РАБОТЫ:

1. Преобразования ферментоактивной зоны нейро-мышечного синапса в денервированной мыше (в соавторстве с В.В.Шилкиным,

B.А.Кривовым и С.В.Рииковым).- В кн.: Проблемы морфогенеза ; нервной системы: Сб.трудов кафедры анатомии человека.- Ярославль: Нрославский мединститут, 1990.- С.19-26

2. Изменения AXä-позитивной зоны НМС в условиях денервации (в соавторстве с В.В.Шилкиным, В.А.Кривовым и С.В.Рицко-вым).- В кн.: Актуальные вопросы морфологии: Тез. докл. III сьезда анатомов, гистологов, эмбриологов и топографоанатомов . Украинской ССР,- Черновцы: Черновицкий мединститут, 1990.- :

C.357-358 . ' ■ " ■3. Закономерности регенерации кейро-мышечного синапса

(в соавторстве с Г.В.Стовичек, В.В.Шилкиным, В.А.Кривовым и С.В.Рщповым).- В кн.: Новости спортивной п медицинской антропологии: Ежеквартальный научно-информационный сборник.- 1990.-Вып.З.- С.88-89

4. Знзимохимичёсхий анализ в оценке состояния структур периферической нервной системы (в соавторстве с В.В.Шилкиным

и В.А.Кривовым).- В кн.: Новости спортивной и медицинской антропологии: Ежеквартальный научно-информационный сборник.-1990,-Вы1.2(6).- С.94

5. Видовые особенности организации АХЭ-позитивной зоны нервно-мышечного синапса скелетной мьтпм позвоночных (в соавторстве с В.В.Шилкиным и В.А.Кривовым).- кн.: Влияние антропогенных факторов на морфогенез и структурные преобразования органов: Мат-лы Всероссийской конференции.- Астрахань, 1991.-С.175-176

6. Изменения АХ£-позитивной зоны нейромышечного синапса меле реиннервошгл мышцы (в соавторстве с В.В.Шилкиным, В.А. Кривовыы и С.В.Ршчовыя).- В кн.: Актуальные вопросы медицинской морфологии: Морфологический сборник медицинских вузов России,- Ижевск: Удмуртский университет, 1992.- C.I4I-I45

Формат 60X84VlS. Бумага газетная. Офсетная печать. Пзч.л. I. Тираж 100. Заказ 2498. Бесплатно. Типография Ярославского политехнического racrarj л. Ярославль, ул.Советская, 14а.