AGE CHANGES OF CELLULAR COMPOSITION OF RAT MAJOR PELVIC GANGLION IN NORM AND AFTER DESYMPATHIZATION

Full Text

Состояние и уровень развития нейрогуморальной регуляции, ее отдельных звеньев во многом определяют возможности адаптации организма к среде обитания [5, 7], характер изменений в обмене, функции и структуре тканей и органов целостного организма [8, 10-12]. Показаны различия влияний чувствительных и симпатических центров на ткани-мишени, выделена специфика развития в них дистрофических и компенсаторных изменений при разных видах денервации [2]. В то же время, недостаточно изучены изменения нейронов и компенсаторные процессы в ганглиях при нарушении межнейрональных связей. Ганглии тазового сплетения занимают особое место в автономной нервной системе, отличаясь полиморфизмом клеточного состава, локализацией в них симпатических, парасимпатических и чувствительных нейронов с широким спектром нейротрансмиттеров. Однако до настоящего времени недостаточно данных о преобразованиях нейронов большого тазового ганглия (БТГ) в постнатальном онтогенезе белых крыс. Цель данного исследования - изучение возрастных изменений морфометрических характеристик нейронов БТГ и выявление особенностей их развития в условиях химической десимпатизации. Материал и методы. Работа выполнена на 140 самках белых крыс линии Вистар, которые на основании изменения характера питания, массы и функциональной зрелости их систем в соответствии с периодизацией онтогенеза крыс, предложенной И. П. Западнюком и соавт. [4], были разделены на возрастные группы. Изучены нейроны БТГ 84 интактных белых крыс следующих возрастных групп: новорожденные - 3-, 5-е сутки, подсосного периода - 7-, 10-, 14-, 21-е сутки, инфантильного периода - 30-е сутки, начала ювенильного периода - 60-е сутки, середины ювенильного периода - 90-е сутки, конца ювенильного периода - 120-е сутки, начала и середины молодого возраста - 150-еи 180-е сутки (по 7 животных в группе). Экспериментальная группа состояла из 56 самок крыс в возрасте 14, 21, 30, 60, 90, 120, 150 и 180 сут. Для достижения десимпатизации животным с 3-х по 29-е сутки жизни ежедневно внутрибрюшинно вводили 0,3 мл водной взвеси гуанетидина из расчета 60-70 мг/кг. Исследование выполняли в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных». Эффективность десимпатизации контролировали по количеству нейронов в шейно-грудных ганглиях, подсчитываемому на серийных парафиновых срезах: на момент окончания инъекций достигалась гибель 92%, на 60-е сутки - 95-97% нейронов. Для исследования брали правые БТГ. Материал фиксировали в 4% нейтральном формалине, обезвоживали и заливали в парафин. Нейроны БТГ изучали на срезах толщиной 5-7 мкм, окрашенных тионином по Нисслю. БТГ отличается многообразием вариантов строения, у самок крыс чаще всего имея вид группы отдельных узелков, вплотную прилежащих к адвентиции прямой кишки. Это делает невозможным подсчет общего количества нейронов в ганглии. Поэтому под микроскопом Биолам ац-12 (ЛОМО, Россия) на площади 5061 мкм2 среза ганглия, ограниченной окулярной сеткой (бинокулярная насадка 1,5, об. 40, ок. 10) [1], подсчитывали количество нейронов в 10 случайно выбранных полях для каждого ганглия. С помощью цифровой камеры MYSCOPE 500M (Webbers, Китай) получали микрофото БТГ, на которых с помощью программы ImageJ измеряли площадь сечения 100 клеток для каждого ганглия. Для характеристики клеточного состава ганглиев использовали метод гистограмм. Количество классов в гистограммах определяли согласно формуле Стерджеса: 7 размерных классов с границами до 40, 41-108, 109-176, 177-244, 245-312, 313-380, 381 мкм2 и более [6]. Цифровые данные обрабатывали методом вариационной статистики, использовали MS Excel. Оценку значимости различий проводили по t-критерию Стьюдента. Используя морфологические критерии, предложенные Н. Е. Ярыгиным [9], у экспериментальных животных оценивали выраженность дистрофических изменений нейронов (определяли долю нейронов с дистрофическими изменениями - дистрофический индекс). Результаты исследования. При окраске тионином в БТГ выявлялись нейроны, расположенные крупными группами, разделенными пучками нервных волокон. Тела нейронов имели преимущественно эллипсовидную форму и ровные контуры. Ядро располагалось либо в центре клетки, либо было смещено на периферию. В период наблюдений с 3-х до 14-х суток ядра нейронов БТГ были особенно крупными, а цитоплазма окружала их тонким ободком. Плотность расположения нейронов БТГ в зависимости от возраста составляла от 26±4 (3-5 сут) до 13,1±2,4 (180 сут) клеток на стандартной площади среза. В целом за период наблюдения плотность расположения нейронов в БТГ снижалась в 1,9 раза (P<0,01). Площадь поперечного сечения нейронов (рис. 1) увеличивалась за период наблюдения с 36,3±0,4 мкм2 в ганглии у новорожденных до 211±4 мкм2 в ганглии у 180-суточных крыс, т. е. в 5,8 раза (P<0,05). В период наблюдения с 5-х до 10-х суток после рождения происходило значимое увеличение площади сечения нейронов с 36,3±0,4 до 92,4±2,7 мкм2 (P<0,05), в 2,5 раза. В период с 14-х по 30-е сутки этот показатель увеличился до 149,1±1,3 мкм2 (P<0,05), т. е. в 1,3 раза. Далее с 30-х до 60-х суток ювенильного возраста площадь сечения тел нейронов не изменялась. С 60-х до 90-х суток она вновь возрастала с 148,3±1,3 до 203,0±2,4 мкм2, т. е. в 1,4 раза. Начиная с 90-х суток, средняя площадь сечения тел нейронов стабилизировалась. У новорожденных крысят (3-7-е сутки) в БТГ (рис. 2) присутствовали нейроны первых двух классов. Начиная с 10-х суток обнаруживались нейроны 3-го класса (58%). Клетки 1-го класса в этом возрасте отсутствовали. В период с 14-х до 21-х суток появлялись нейроны 2-5-го классов, причем пик величины показателя на гистограмме приходился на нейроны 3-го класса, и возрастала доля клеток 4-го класса. На 30-е сутки жизни животного обнаруживались нейроны уже 6 классов, доля клеток 2-го класса значимо снижалась. Появлялось значимое количество нейронов 5-го класса (3%). В период с 60-х до 90-х суток отмечено наличие нейронов 2-7-го классов. Уменьшалась доля клеток 2-го класса, при возрастании доли 4-7-го классов. С 90-х по 180-е сутки значимых изменений гистограммы отмечено не было. Таким образом, дефинитивный набор нейронов (7 размерных классов) БТГ приобретал на 60-е сутки жизни животного. При введении гуанетидина часть нейронов в БТГ имели отчетливо выраженные признаки дистрофии: вакуолизацию цитоплазмы, смещение ядра на периферию клетки, равномерное распыление хроматофильного вещества и диффузное слабое окрашивание цитоплазмы тионином. Часть клеток находились в фазе сморщивания и некроза, встречались безъядерные клетки. Доля гибнущих нейронов на 14-еи 21-е сутки на фоне введения нейротоксина составляла 8 и 9% соответственно. Наибольшую выраженность эти изменения имели в период с 30-х до 90-х суток, когда дистрофический индекс достигал 14% по сравнению с 1% в норме. Однако и в отдаленные сроки в популяции отмечалось 9-11% нейронов с признаками дистрофий. Такая динамика дистрофического индекса свидетельствует о наличии нейронов, которые гибнут уже во время введения нейротоксина, и о развитии в ганглии персистирующего дистрофического процесса, как реакции на системную гибель симпатоцитов. Плотность расположения нейронов в БТГ, окрашенного тионином, изменялась в течение наблюдения в 3 раза, от 22±6 до 7,8±1,4 на стандартной площади среза ганглия. При этом, в период с 14-х до 30-х суток этот показатель значимо снижался в 1,2 раза. С 30-х до 60-х суток плотность расположения нейронов продолжала снижаться до 13±4 клеток, затем до 90-х суток значимо не изменялась. На 120-е сутки происходило уменьшение количества нейронов на стандартной площади среза до 10,0±2,7 (P<0,05), в конце наблюдения на 150-еи 180-е сутки - ещё на 47 и 44% соответственно. Таким образом, на фоне введения гуанетидина отмечено отклонение показателя плотности расположения нейронов от такового в контроле, это косвенно указывает на гибель значительной части популяции. Десимпатизация вызывает не только гибель части популяции нейронов, но и нарушение нормальной возрастной динамики роста сохранившихся клеток. Средняя площадь сечения тел нейронов у десимпатизированных животных на 14-е сутки составляла 66,30±0,04 мкм2, в период с 14-х до 60-х суток она прогрессивно нарастала до 289±9 мкм2 (P<0,05). Затем с 60-х до 120-х суток происходило снижение средней площади сечения нейронов до 158,6±2,2 мкм2 (P<0,05). У крыс при десимпатизации в период с 120-х до 180-х суток площадь сечения нейронов значимо не изменялась (см. рис. 1). При сравнении средней площади сечения нейронов БТГ оказалось, что с 14-х до 21-х суток у экспериментальных животных она была ниже нормы (P<0,05), но уже на 30-е сутки этот показатель у подопытных крыс превосходил таковой в норме в 1,35 раза (P<0,05). К 60-м суткам различия нарастали до двух раз (P<0,05). В последующие сроки у подопытных крыс площадь сечения нейронов снижалась, а у интактных - увеличивалась, что привело к смене соотношения показателей, и, начиная с 90-х суток, наблюдалось отставание показателя площади сечения нейронов БТГ у десимпатизированных крыс от его возрастной нормы (P<0,05). Распределение нейронов в БТГ по размерным классам при химической десимпатизации у 14-и 21-суточных крыс отличалось от такового в контроле расположением на гистограмме пика величины показателя во 2-м классе вместо 3-го и уменьшением доли нейронов 3-5-го классов. У 30-суточных крыс присутствовали нейроны 1-го класса (7%, в норме - 0%), высокая доля клеток 5-, 6-, 7-го классов (30%, в контроле - 3%). Характер различий гистограмм у 60-суточных интактных и экспериментальных животных сходен с таковым у 30-суточных. Начиная с 90-х суток, распределение нейронов различных размерных классов в БТГ при десимпатизации отличалось от такового в контроле, наоборот, отсутствием 5-7-го классов и высокой долей нейронов 2-го класса, которых в норме нет. Подводя итог, можно отметить, что введение гуанетидина вызывает в ранние сроки гибель более крупных нейронов или задержку их роста, затем в популяции наблюдается резкое увеличение доли нейронов средних размеров, ас 60-х суток популяция отличается низким показателем средней площади сечения тел нейронов при сохранении высокого уровня дистрофических изменений. Обсуждение полученных данных. Наиболее интенсивный рост нейронов в БТГ происходит с 5-х до 10-х суток (максимальная скорость прироста), с 14-х до 30-х суток и с 60-х до 90-х суток. Эти периоды сменяются периодами относительной стабилизации размера нейронов, что придает процессу их увеличения ступенчатый характер. Стабилизация популяции нейронов БТГ наступает на 90-е сутки. Сравнение с данными аналогичных исследований, проведенных на этих же животных [8], показало, что существует гетерохрония достижения популяциями нейронов дефинитивного состояния по показателю площади сечения клеток. Так, нейроны интрамуральных ганглиев желудка достигают дефинитивного размера уже на 30-е сутки, нейроны шейно-грудных ганглиев - на 90-е сутки, т. е. популяция нейронов тазовых ганглиев по динамике размерных показателей близка к нейронам симпатических ганглиев. Это косвенно указывает на отставание созревания симпатического отдела автономной системы в целом от остальных её частей, что подтверждает роль этого отдела как системы адаптации к внешним воздействиям, наиболее надежно функционирующей в дефинитивном состоянии. В БТГ отмечается фазная реакция на введение нейротоксина: с 14-х до 21-х суток средняя площадь сечения клеток ниже нормы - гибель части популяции и задержка роста остальных нейронов, с 21-х до 60-х суток - резкое увеличение площади сечения нейронов по сравнению со значениями в контроле. С 90-х до 180-х суток - уменьшение площади сечения нейронов, и она становится ниже, чем в контроле - вторичный нейродистрофический процесс. Таким образом, гуанетидин к окончанию инъекций вызывает срыв компенсаторных возможностей, который переводит систему на другой уровень функционирования, отличающийся от такового у контрольных животных низкой гетерогенностью клеточного состава ганглия. Отсутствие крупных нейронов 5-7-го классов отражает не только задержку роста нейронов, но и неспособность сохранившихся нейронов к гипертрофическим компенсаторным реакциям в результате нарушения трофических влияний. Химическая десимпатизация с рождения нарушает возрастную динамику роста нейронов БТГ, но выраженность этих нарушений в последнем несопоставимо меньше, чем в симпатических шейно-грудных ганглиях, в которых гибнут 95-97% нейронов, и превосходит таковую в интрамуральных ганглиях желудка, где дистрофический индекс ниже, и отставание нейронов в размерах компенсируется на 90-е сутки, а на 180-е сутки средняя площадь их сечения уже значимо превышает таковую в контроле [3, 8]. Судя по изученным показателям, органоспецифичность реакции свидетельствует о значительном количестве нейронов, чувствительных к симпатолитику, и неспособности сохранившихся нейронов компенсировать последствия химической десимпатизации.

About the authors

O. A. Fokanova

Yaroslavl’ State Medical Academy

Email: oafokanova-76@mail.ru

T. A. Rumyantseva

Yaroslavl’ State Medical Academy

Email: rum-yar@mail.ru

References

Supplementary files