MorphologyMorphologyМорфология1026-35432949-2556Eco-Vector39774010.17816/morph.397740ArticlesСтатьиResearch ArticleCHANGES OF SPINAL MOTOR NEURONS IN MICE AFTER А SPACE FLIGHTИЗМЕНЕНИЯ МОТОНЕЙРОНОВ СПИННОГО МОЗГА У МЫШЕЙ ПОСЛЕ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТАPorsevaV. V.ПорсеваВалентина Вячеславовна

кафедра нормальной физиологии с биофизикой

vvporseva@mail.ruShilkinV. V.ШилкинВалентин Викторович

кафедра нормальной физиологии с биофизикой

shilkin39@mail.ruStrelkovA. A.СтрелковАндрей Анатольевич

кафедра нормальной физиологии с биофизикой

strelkov-yar@mail.ruKrasnovI. B.КрасновИгорь Борисович

лаборатория гравитационной биологии

krasib@yandex.ruMasliukovP. M.МаслюковПетр Михайлович

кафедра нормальной физиологии с биофизикой

mpm@yma.ac.ruYaroslavl’ State Medical UniversityЯрославский государственный медицинский университетRAS Institute of Biomedical ProblemsИнститут медико-биологических проблем РАН150820161504VOL 150, NO4 (2016)ТОМ 150, №4 (2016)505409052023Copyright ©; 2016, Eco-VectorCopyright ©; 2016, Эко-Вектор2016Eco-VectorЭко-Векторhttps://j-morphology.com/1026-3543/article/view/397740

The expression of choline acetyltransferase (ChAT), neurofilament (NF) protein 200 kDa, calbindin (CAB) 28 kDa, neuronal NO-synthase (nNOS), caspase 3, Ki-67 was studied in motor neurons from TIII-TV segments of the spinal cord in C57/ BL6 male mice by immunohistochemical methods 12 h after a 30 days-long space flight on the Bion-M1 biosatellite. Mice living under standard vivarium conditions served as a control. The motoneurons of experimental animals demonstrated the reactive changes that were manifested by the increase of their size, decrease in the number of subpopulations expressing ChAT and NF, increase of subpopulations containing CAB, appearance of motor neurons expressing nNOS, caspase-3, and the absence of Ki-67. The lack of proliferating gliocytes, the preservation of nucleolar component indicate the absence of necrobiotic changes characteristic of necrosis. The cytoplasmic vacuolization was observed in thionine-stained CAB-immunoreactive neurons. The disintegration of motor neurons into fragments resembling the apoptotic bodies was observed in single cells that contained caspase-3.

Иммуногистохимическими методами исследовали экспрессию холинацетилтрансферазы (ХАТ), белка нейрофиламентов (НФ) 200 килодальтон, кальбиндина (КАБ) 28 килодальтон, нейрональной NO-синтазы (nNOS), каспазы-3, Ki-67 в мотонейронах Т-Тсегментов спинного мозга у самцов мышей C57/BL6 через 12 ч после завершения 30-суточного космического полета на биоспутнике «Бион-М1». Контролем служили мыши, находившиеся в стандартных условиях вивария. В мотонейронах экспериментальных животных обнаружены реактивные изменения, которые проявляются увеличением их размеров, уменьшением количества субпопуляций клеток, экспрессирующих ХАТ и НФ, увеличением количества субпопуляций, содержащих КАБ, появлением мотонейронов, экспрессирующих nNOS, каспазу-3, и отсутствием Ki-67. Отсутствие пролиферирующих глиоцитов, сохранность ядрышкового компонента свидетельствуют об отсутствии некробиотических изменений, характерных для некроза. Вакуолизация цитоплазмы отмечена в мотонейронах, окрашенных тионином и иммунореактивных к КАБ. Распад мотонейрона на фрагменты, напоминающие апоптозные тельца, наблюдался в единичных клетках, содержащих каспазу-3.

motor neuronspinal cordimmunohistochemistrymicrogravityмотонейронспинной мозгиммуногистохимиямикрогравитацияАлександрова Н. П., Донина Ж. А., Данилова Г. А. и др. Роль афферентной системы легких в механизмах компенсаторных реакций дыхательной системы в антиортостатическом положении // Росс. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 2007. Т. 93, № 6. С. 670-677.Андреев-Андриевский А. А., Шенкман Б. С., Попова А. С. и др. Экспериментальные исследования на мышах по программе полета биоспутнкиа «Бион-М1» // Авиакосм. и экол. мед. 2014. Т. 48, № 1. С. 14-27.Едранов С. С. Апоптоз как фактор организации посттравматического воспаления // Тихоокеанск. мед. журн. 2012. № 2. С. 100-104.Исламов Р. Р., Тяпкина О. В. Бухараева Э. А. и др. Экспрессия холинацетилтрансферазы в мотонейронах спинного мозга крыс после антиортостатического вывешивания // Докл. Акад. наук. 2007. Т. 414, № 6. С. 1-3.Калиниченко С. Г., Матвеева Н. Ю. Морфологическая характеристика апоптоза и его значение в нейрогенезе // Морфология. 2007. Т. 131, вып. 2. С. 16-28.Краснов И. Б. Деафферентация и изменение коммутации структур мозга в невесомости // Авиакосм. и экол. мед. 2013. Т. 47, № 4. С. 83-84.Маслюков П. М., Коробкин А. А., Коновалов В. В. и др. Возрастное развитие кальбиндин-иммунопозитивных нейронов симпатических узлов крысы // Морфология. 2012. Т. 141, вып. 1. С. 77-80.Поляков И. В., Лоури О., Эджертон В. Р., Краснов И. Б. Гистохимия и морфология передних рогов спинного мозга крыс после 9-суточного космического полета // Авиакосм. и экол. мед. 1995. Т. 29, № 1. С. 30-32.Порсева В. В., Шилкин В. В., Стрелков А. А., Маслюков П. М. Кальбиндин-содержащие нейроны вентрального рога спинного мозга мышей // Морфология. 2014. Т. 146, вып. 4. С. 21-25.Ishihara A., Nagamoto F., Fujino H. et al. Decreased succinate dehydrogenase activity of gamma and alpha motoneurons in mouse spinal cords following 13 weeks of exposure to microgravity // Neurochem. Res. 2013. Vol. 38, № 10. P. 2160-2167.Ishihara A., Ohira Y., Roy R. R. et al. Comparison of the response of motoneurons innervating perineal and hind limb muscles to spaceflight and recovery // Muscle nerv. 2000. Vol. 23, № 5. P. 753-762.Islamov R. R., Tyapkina O. V., Shaimardanova G. F. et al. Apoptosis resistance of rat spinal motoneurons under simulated micro-gravity // Dokl. Biolog. Sciences. 2008. Vol. 420, № 3. P. 1-3.Krasnov I. B. Gravitational neuromorphology // Adv. Space Biol. Med. 1994. Vol. 4. P. 85-110.Krasnov I. B., Polyakov I. V., Drobyshev V. I. Neuron-gliacapillary system in spinal cord of rats after 14-day space flight // The Physiologist. 1992. Vol. 35, № 1. Suppl. S-218-S-219.Molander C., Xu Q., Rivero-Melian C., Grant G. Cytoarchitectonic organization of the spinal cord in the rat: II. The cervical and upper thoracic cord // Comp. Neurol. 1989. Vol. 289. P. 375-385.Perecko T., Drabikova K., Nosal R. et al. Involvement of caspase-3 in stilbene derivatives induced apoptosis of human neutrophils in vitro // Interdiscip. Toxicol. 2012. Vol. 5, № 2. P. 76-80.Porseva V. V., Shilkin V. V., Krasnov I. B., Masliukov P. M. Cal-bin din-D28k immunoreactivity in the mice thoracic spinal cord after space flight // Intern. J. Astrobiol. 2015. Vol. 14, № 4. P. 555-562.Schwaller B. The use of transgenic mouse models to reveal the functions of Ca2+ buffer proteins in excitable cells // Biochim. Biophys. Acta. 2012. Vol. 1820. P. 1294-1303.Tanaka H., Yokota H., Jover T. et al. Ischemic preconditioning: neuronal survival in the face of caspase-3 activation // Neuroscience. 2004. Vol. 24. P. 2750-2759.