СОСУДИСТАЯ СЕТЬ И НЕЙРОМЫШЕЧНЫЕ СИНАПСЫ СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЫ В УСЛОВИЯХ СОЧЕТАННОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ДЕНЕРВАЦИИ

Полный текст

Известно, что хирургическая деафферентация клеток эндотелия, стиранием четкости их границ, органов путём удаления чувствительных узлов нарушением нормального кровотока, экссудативспинномозговых нервов сопровождается расшире-ными явлениями, инфильтрацией тканей, которые нием просвета сосудов всех калибров, набуханием отражают нейродистрофический процесс, развивающийся после повреждения афферентного звена рефлекторной дуги [7]. Использование капсаицина [14], оказывающего селективное цитолитическое действие на чувствительные нейроны, позволяет изучить различные органы в условиях химической деафферентации и избежать тяжелой хирургической травмы и осложнений, небезразличных при трактовке результатов. Установлено, что химическая деафферентация икроножной мышцы белой крысы вызывает изменение сроков и темпов дифференцировки мышечных волокон (МВ), динамики характеристик сосудистой сети, снижение активности некоторых ферментов [4]. Нарушение симпатической иннервации приводит к изменению адаптационных реакций [1]. Есть предположение о повреждении мембранных ферментов, связанных с проницаемостью сосудистой стенки, что нарушает транспортные процессы и, в свою очередь, влияет на адаптационные возможности микроциркуляторного русла и мышечного волокна при регенерации после повреждения мышцы [6, 12, 13, 15, 16]. Неонатальная химическая десимпатизация, сопровождающаяся стойким и длительным дефицитом симпатической иннервации, приводит к увеличению диаметра сосудов, уменьшению расстояния между сосудистой стенкой и зоной нейромышечного синапса (НМС), изменению пространственной ориентации сосудов и выраженности активности щелочной фосфатазы в эндотелии[5]. В меньшей степени изучено влияние сочетанной химической деафферентации и десимпатизации на состояние микроциркуляторной сети и нейромышечного синапса скелетной мышцы. Цель настоящего исследования - изучить постнатальное становление системы «сосудистая сеть - двигательное окончание - мышечное волокно» скелетной мышцы в условиях сочетанного дефицита симпатической и афферентной иннервации. Материал и методы. Исследование выполнено с соблюдением «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» на белых беспородных крысах-самках. Животные были разделены на 4 группы: 1-я - возрастной контроль (интактные животные - n=18), 2-ю группу (экспериментальную) составили животные с сочетанной химической денервацией (n=18), 3-ю - животные с неонатальной химической деафферентацией (n=18), 4-ю - крысы с химической десимпатизацией (n=18). У животных 2-й экспериментальной группы на 2-е сутки постнатальной жизни моделировали деафферентацию путём 1-кратного подкожного введения 10% раствора капсаицина (N-vanillylonanamide, Sigma, США) из расчёта 100 мг/кг массы животного в смеси, состоящей из 1 части 96% этанола, 1 части Твин-80, 8 частей 0,9% раствора NaCl. С целью десимпатизации крысятам ежедневно с 4-х по 30-е сутки после рождения внутрибрюшинно вводили суспензию гуанетидина (изобарин, Sigma, США) из расчёта 70 мг/кг массы животного. Известно, что изолированная неонатальная химическая деафферентация вызывает гибель значительной части нейронов грудного (до 70%) и крестцового спинномозгового ганглия (до 50%) [11]. Изолированная неонатальная химическая десимпатизация вызывает гибель до 95% нейронов шейногрудного узла [11]. Установлено, что сочетанное введение капсаицина и гуанетидина приводит к более выраженному, чем в других моделях, уменьшению популяций нейронов во всех изученных ганглиях [11]. Животных выводили из опыта под нембуталовым наркозом путём декапитации в 14-, 21-, 30-, 60-, 90-и 180-суточном возрасте (по 3 животных каждого возраста). Объектом исследования служила медиальная головка икроножной мышцы. Материал фиксировали в 4% нейтральном формалине в течение 18-24 ч при температуре 4 ºС и на замораживающем микротоме МС-2 (Завод точного мед. оборуд. СССР) делали срезы толщиной 40 мкм. На свободно плавающих срезах комбинированным гистохимическим методом выявляли холинэстеразу (ХЭ) (субстрат-тиоуксусная кислота) в модификации Г. М. Николаева и В. В. Шилкина [8] с последующим выявлением активности щелочной фосфатазы методом азосочетания (субстрат-нафтол AS-BS фосфат) по Пирсу [9]. Срезы заключали в глицерин - желатин. Результаты гистохимической реакции оценивали качественно и по результатам прямой и непрямой морфометрии. Методом прямой морфометрии с помощью окулярного микрометра измеряли диаметр сосудов и мышечного волокна. Методом непрямой морфометрии с помощью окулярной сетки с 912 равноудаленными узлами пересечений линий на стандартной площади среза (при бинокулярной насадке 1,5×, об. 40, ок. 7); площадь сетки составляла 5061 мкм2, площадь, соответствующая одному узлу пересечения линий - 55,5 мкм2, расстояние между линиями сетки - 7,1 мкм) подсчитывали количество и определяли площадь сечения холинэстеразо-позитивных зон НМС, количество и площадь сечений сосудов, их ветвлений. С учётом проверки на нормальность распределения значимость различий средних определяли по t-критерию Стьюдента. Различия считали значимыми при Р<0,05. Результаты исследования. У интактных животных в 14-суточном возрасте область НМС определялась как чётко ограниченная ХЭ-позитивная зона округлой формы с мелкодисперсным гомогенным характером конечного продукта реакции, низкой активностью фермента (время инкубации - 30 мин); сосуды располагались на максимальном расстоянии от ферментоактивных зон (ФАЗ) НМС и имели в эндотелии слабо выраженную активность щелочной фосфатазы. При сочетанной химической денервации у животных в 14-суточном возрасте, как и при изолированной десимпатизации, отмечено увеличение длительности инкубации срезов при выявлении активности ХЭ до 40 мин, тогда как только при деафферентации время инкубации было сопоставимо с таковым у интактных крыс. Активность ХЭ у интактных животных достигала дефинитивного уровня (время инкубации 10-15 мин) к 30-суточному возрасту, как и при изолированной деафферентации, в то время как при сочетанной денервации и изолированной десимпатизации - к 60-суточному возрасту, свидетельствуя о замедлении становления ферментных систем. В условиях сочетанной денервации отмечалось замедление дифференциации ФАЗ на простые и сложные: во все исследованные периоды доля сложных ФАЗ была ниже, чем в контроле - у интактных животных (в 14-суточном возрасте - 9,96%, контроль - 21%; в 180-суточном возрасте - 73,25 и 78,33% соответственно), что сопоставимо с показателями только при деафферентации - 9,47% (14 сут) и 74,07% (180 сут). При химической десимпатизации доля сложных ФАЗ была значимо ниже, чем при сочетанной денервации, - 4 и 66,35% соответственно. Формирование сосудистой петли вокруг сложных ФАЗ НМС в условиях сочетанной денервации, как и при изолированной десимпатизации, отмечено к 30-суточному возрасту, в то время как в контроле - у интактных животных и после химической деафферентации с 21-суточного возраста (рисунок). У интактных крыс с 14-суточного возраста положительной динамикой характеризовались размерные показатели МВ, ФАЗ НМС и сосудистой сети, а отрицательной постнатальной динамикой - количество НМС в расчёте на одно МВ и среднее число ветвлений сосудов. В условиях сочетанной денервации общая направленность динамики морфометрических показателей сохранялась. Вместе с тем, количество НМС в расчёте на одно МВ изменялось в диапазоне 0,69±0,03 (14 сут) - 0,70±0,03 (180 сут), тогда как у интактных животных имела место возрастная элиминация НМС, и этот показатель уменьшался с 0,940±0,010 (14 сут) до 0,64±0,03 (30 сут), с последующей его стабилизацией. Площадь НМС со сложными ФАЗ в условиях сочетанной денервации до 30-суточного возраста была ниже контрольных значений (при изолированной десимпатизации - до 21-суточного возраста), в то время как в условиях химической деафферентации отмечено превышение значения показателя, сохраняющееся до 90-суточного возраста. Только при десимпатизации в 180-суточном возрасте площадь НМС со сложными ФАЗ превышала таковую у интактных животных (таблица). Диаметр сосудов после сочетанной денервации превышал значения в контроле во все сроки исследования. Количество ветвлений сосудов на стандартной площади среза в отличие от такового у интактных животных имело положительную динамику и к концу наблюдения превышало значение контроля более чем в 3 раза (см. таблицу). Начиная с 90-суточного возраста, отмечено наличие, наряду с ХЭ-позитивными зонами, типичными для НМС у интактных животных, атипичных конструкций: в части ФАЗ трабекулы были истончены, фрагментированы. Выявлялись зоны с неравномерным распределением активности ХЭ. Около некоторых ФАЗ определялась внесинаптическая активность. Эти признаки совпадали с признаками возрастных проявлений деструкции ФАЗ НМС, но выражены они были в большей степени. Отмечено снижение активности фермента до следовой во все исследованные периоды, не характерное для интактных животных. Одновременное усложнение простых конструкций, разрастание трабекул сложных ФАЗ, появление глобул ферментативной активности могут трактоваться как компенсаторная реакция на возрастную деструкцию ФАЗ НМС. Обсуждение полученных дан ных. Анализ морфометрических показателей икроножной мышцы в условиях сочетанной денервации показал суммирование эффектов изолированной деафферентации и десимпатизации. Увеличение диаметра микрососудов и количества ветвлений сосудов неизбежно вело к увеличению протяжённости капиллярного русла и сохранению преимущественно плоскостной ориентации сосудистой сети, тогда как для интактных животных характерна смена пространственной архитектоники сосудистой сети с преимущественно линейной на многомерную [3]. Увеличение протяженности капиллярного русла ряд авторов связывают с увеличением уровня окислительного метаболизма в органе [2], наши исследования также свидетельствуют о преимущественно окислительном типе метаболизма скелетной мышцы в условиях изолированной десимпатизации [5]. Обнаруженное увеличение среднего диаметра сосудистой сети по сравнению с показателем в контроле, очевидно, отражает симпатолитический эффект гуанетидина, истощающего запас норадреналина и адреналина в окончаниях постганглионарных симпатических волокон [10], вызывая расширение микрососудов. Сохранение этого эффекта длительное время после окончания инъекций гуанетидина указывает на стойкий эффект десимпатизации, что подтверждается элиминацией нейронов симпатических узлов [11]. Сочетанная неонатальная денервация усиливала эффект изолированных деафферентации и десимпатизации и сопровождалась замедлением становления ферментных систем скелетного МВ и, как следствие, - резким отставанием его размерных показателей и НМС в 1-й месяц после рождения от значений в контроле - у интактных животных. Кроме того, происходило нивелирование феномена ранней возрастной избыточности иннервации МВ и последующей возрастной элиминации НМС. После неонатальной сочетанной денервации в более ранние сроки проявились признаки возрастного денервационно-регенераторного процесса в области НМС, указывающего на ускорение возрастных изменений и снижение адаптационного потенциала скелетной мышцы. Эффект преждевременного старения описан в случае химической десимпатизации [10]. Таким образом, постнатальная сочетанная химическая деафферентация и десимпатизация приводит к суммированию и усилению эффектов изолированных деафферентации и десимпатизации. Это сопровождается замедлением становления ферментных систем МВ, более поздней дифференцировкой НМС, нивелированием ранней возрастной элиминации двигательных окончаний. Сосудистая сеть характеризуется большим диаметром и преимущественно плоскостной ориентацией сосудов. Формируемая система МВ - двигательное окончание - сосудистая сеть имеет низкий адаптационный потенциал и тенденцию к более раннему развитию инволютивных процессов.

Об авторах

Татьяна Руфимовна Ковригина

Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского

Email: t-kovrigina@mail.ru
кафедра анатомии и физиологии человека 150000, г. Ярославль, ул. Республиканская, 108

Владимир Иванович Филимонов

Ярославская государственная медицинская академия

Email: filbob@mail.ru
кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии 150000, г. Ярославль, ул. Революционная, 5

Список литературы

Дополнительные файлы