CC BY
59
и экологии животных СО РАН, г. Новосибирск. Адрес для переписки: toska8@mail.ru ОДИНЦЕВ Олег Александрович, кандидат биологических наук, доцент (Россия), доцент кафедры биологии и биологического образования Омского госу-
дарственного педагогического университета. Адрес для переписки: odintsevoa@mail.ru
Статья поступила в редакцию 08.04.2015 г. © А. А. Кислый, А. А. Одинцева, О. А. Одинцев
№
УДК 619:636.09
Т. А. БЕСПАЛОВА О. А. ПРИСТУПА
Омский
экономический институт
ГИСТОЛОГИЧЕСКАЯ И УЛЬТРАСТРУКТУРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАТОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА В ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ ЖИВОТНЫХ ПРИ АУТОМУТИЛЯЦИИ
Приведены результаты многолетних исследований по выявлению патоморфо-логических изменений в центральной нервной системе животных, зараженных нативным материалом и пассированным материалом от больных ауто-мутиляцией (самопогрызанием) пушных зверей. Ультраструктурное изучение коры большого мозга экспериментально зараженных самопогрызанием золотистых хомяков позволило выявить значительные ультраструктурные изменения, сопровождающиеся вакуолярной деструкцией синапсов, отростков и перикарионов нервных клеток, увеличением фибриллярных структур в ядрах, отеком отростков и перикарионов астроцитов, образованием участков лизиса нервной ткани. Большую роль в дискомплекции нервной ткани играли процессы разрушения ее структурных элементов в участках, граничащих с астроцитарной глией. На месте отростков и терминалей бесструктурных полостей появлялись отечные отростки астроцитарной глии и участки ау-толиза нервной ткани, формируя так называемые зоны — «status spongiosus». Результаты электронно-микроскопических исследований материалов от больных аутомутиляцией животных явились дополнительным подтверждением ин-фекционности заболевания.
Ключевые слова: аутомутиляция, биологическое загрязнение, природные экосистемы, ультраструктурные изменения, status spongiosus, хомяк золотистый.
Введение. Аутомутиляция (самопогрызание) клеточных соболей, песцов, лисиц и норок известна с самого начала разведения их в неволе и распространена в большинстве звероводческих хозяйств страны, нанося значительный экономический ущерб [1].
В работах, посвященных изучению аутомутиля-ции пушных зверей, многие вопросы недостаточно освещены. В частности, отсутствует единая точка зрения на этиологию и патогенез этого заболевания [2, 3]. Также, по мнению ряда исследователей, микроорганизмы, поступающие в природные экосистемы от больных животных, могут выступать в качестве потенциального фактора биологического загрязнения, способного нарушить экологический баланс между различными представителями микро-и макросообществ [4].
Задачи исследования: выявить патоморфологи-ческие изменения в центральной нервной системе
больных зверей и лабораторных животных, зараженных нативным материалом и пассированным материалом от больных аутомутиляцией пушных зверей.
Материал и методы исследования. В экспериментах с заражением лабораторных животных использовали половозрелых золотистых хомяков (Mesocricetus auratus) двух-трехмесячного возраста. Животных предварительно осматривали на наличие поражений волосяного и кожного покровов и распределяли по принципу аналогов в опытные и контрольные группы. Хомяков заражали комбинированным методом — интрацеребрально, интра-перитонеально и внутримышечно в общих дозах под эфирным наркозом. Материалом для заражения лабораторных животных служили суспензии головного мозга и внутренних органов зверей с клиническими признаками аутомутиляции, проверенные на бактериальную обсеменённость высевом
на питательные среды. Гистологическим исследованиям подвергали мозг животных, фиксированный в формалине и, после проводки через спирты, залитый в отдельные парафиновые блоки. Серийные срезы готовили на микротоме и окрашивали по нескольким общепринятым методикам, включая гистохимические.
Для электронно-микроскопического изучения брали образцы лобной коры большого мозга животных через разные промежутки после заражения. Фиксацию проводили 2 %-ным раствором глютаро-вого альдегида и 2 %-ным раствором четырех окиси осмия на 0,1 М фосфатном буфере [5]. Затем образцы заключали в аралдит [6, 7]. Ультратонкие срезы готовили на ультратоме УМТП-4 и после двойного контрастирования 3 %-ным водным раствором ура-нилацетата и цитратом свинца [8, 9] исследовали в электронном микроскопе ЭМБ-100Б.
Результаты исследования и их обсуждение. В центральной нервной системе хомяков, зараженных нативным материалом, выявлен ряд патоморфо-логических изменений. Во всех отделах головного мозга хомяков гистологическими исследованиями обнаружено набухание нейронов, вакуолизация и лизис нейроплазмы, кариолизис, реже кариопик-ноз. Отмечена пролиферация астроцитарной глии. В проводящих путях нейронов установлена диффузная демиелинизация волокон.
Также был выявлен ряд патоморфологических изменений в центральной нервной системе хомяков, зараженных пассированным материалом от больных аутомутиляцией пушных зверей. Характер и топография патологических процессов не зависели от пассажа. В спинном мозге, особенно в поясничном отделе, в нейроцитах установлено набухание, лизис базофильного вещества, набухание и лизис ядер, реже их пикноз, увеличение размеров ядрышек. Изредка выявлялись и пик-нотичные нейроциты. В капсулах нейроцитов отмечали набухание или пикноз цитоплазмы и ядер клеток, а также пролиферативные изменения.
Обзор серийных срезов головного мозга позволил проследить состояние всех формаций — от обонятельных луковиц до перекреста пирамид. У всех животных обнаружили отек мягкой мозговой оболочки. Увеличение, реже — пикноз ядер эндотелия, гиперемию. Ткань мозга отечна, о чем свидетельствовало резкое увеличение периваску-лярных и перицеллюлярных пространств, криброз-ность стенок желудочков и сильвиева водопровода, округлые полости под зубчатой фасцией аммонова рога. Эпендимные клетки набухшие, ядра увеличены, в сосудистых сплетениях гиперемия. Желудочки расширены, под эпендимой латеральной стенки боковых желудочков скопления микроглиальных клеток. Вокруг сильвиева водопровода и под эпендимой четвертого желудочка скопления набухших астроцитарных клеток. Нейроны обонятельных луковиц набухшие, с увеличенным осветленным ядром, реже — вакуолизированной цитоплазмой. Выявлен лизис отдельных клеток. Зернистый слой интактен. Волокна белого вещества набухшие, с увеличенными периаксональными пространствами.
В передних отделах коры мозга и хвостатом ядре большинство нейронов интактно: выявлены лишь отдельные набухшие нейроны и умеренная пролиферация глии. В височной, теменной и затылочной коре большинство нейронов набухшие, с увеличенным и осветленным ядром, тигролизом, часть клеток в разной степени гидропической дистрофии.
В височной коре найдены клетки-тени. Пикноз нейронов обнаружен в отдельных участках теменной коры, в первом-третьем слоях. Увеличено количество астроцитов и микроглии, клетки образуют рыхлые перицеллюлярные скопления.
Нейроны аммонова рога набухшие, с осветленным ядром, утолщенными основаниями аксонов, просматривающихся на большом расстоянии от клеток. Часть нейронов эктопирована. Имеются клетки с пикноморфными участками цитоплазмы.
В миндалевидном ядре все нейроны набухшие, отдельные — с вакуолизированной цитоплазмой, имеются клетки-тени. Из ядер таламуса наиболее поражены латеральные и вентральные ядра. Нейроны набухшие, характерны тигролиз, гидропическая дистрофия, лизис клеток, баллонирующая вакуолизация цитоплазмы. В таких клетках найден карио-пикноз.
Небольшая часть нейронов передних и боковых ядер гипоталамуса интактна, остальные — в разной степени набухания и гидропической дистрофии. В задней группе ядер гипоталамуса — тигролиз, лизис нейронов, клетки-тени, деформация и эктопия ядер нейронов. В стенке воронки большинство нейронов пикнотичны.
В наружных и внутренних коленчатых телах характерна вакуолизация нейронов, перицеллю-лярные скопления набухших астроцитов. Глубокие поражения найдены в четверохолмии, собственных ядрах моста, чувствительных ядрах продолговатого мозга.
В мозжечке обнаружены значительные пустые поля: часть клеток Пуркинье — набухшие, реже пикнотичные. Корзинчатые клетки резко набухшие, образуют скопления на месте выпавших нейронов. Большинство нейронов в ядрах мозжечка интактны. Остальные — набухшие, с увеличенным осветленным ядром.
Спонгиоз выявлен в ядре уздечки, межножко-вом ядре, ядре слухового нерва. Большинство нейронов в ядре уздечки и межножковом ядре — пик-нотичны, с набухшим осветленным ядром. Глия пикнотична. В ядрах слухового нерва большая часть нейронов пикнотична, отдельные клетки лизирова-ны. В ядре лицевого нерва такая же картина, как и в ядре уздечки и межножковом ядре.
Характерно отсутствие изменений во всех нейронах двигательных ядер и крупных нейронах ретикулярной формации среднего и продолговатого мозга. Клетки сохраняют классическую структуру, только в единичных нейронах виден тигролиз. Отмечено снижение пиронинофильной субстанции в измененных клетках. Нейроны в состоянии лизиса слабо окрашиваются пиронином в гомогенный розовый цвет, что свидетельствует о резком снижении количества РНК в клетках. В ядрах клеток при окраске по Фельгену выявляются единичные ядрышкоподобные структуры.
Отмечена умеренная пролиферация астроцитов микроглии в пораженных формациях мозга. Астро-циты набухшие или пикнотичные, что свидетельствует о глубине поражения нейронов. Проводящие пути двигательных ядер интактны. В чувствительных проводящих путях резко увеличены периаксо-нальные пространства, выявлена диффузная деми-елинизация, глия пикнотична. В передних отделах коры мозга наряду с набуханием — гидропическая дистрофия. В чувствительных областях коры большое количество клеток-теней, в височной — спон-
Во всех отделах ствола мозга чаще встречаются тяжелые необратимые процессы в нейронах — ка-риопикноз, кариоцитолиз, клетки-тени. Во всех отделах продолговатого мозга обнаружен спонгиоз.
Обзорные исследования внутренних органов части хомяков выявили в них незначительные изменения, которые находили и у здоровых животных. У контрольных хомяков макроскопическое строение коры большого мозга было без признаков патологии. Не было выявлено ультраструктурных изменений и при субмикроскопическом изучении лобной коры большого мозга контрольных хомяков. Нейроны имели характерное для каждого их типа строение. В цитоплазме четко видны элементы зернистой и незернистой цитоплазматической сети, митохондрии, рибосомы, полисомы и пластинчатый комплекс. Кроме того, в ней находились нейрофи-ламенты, микротрубочки и единичные лизосомы, небольшое количество пузырьков, мелких вакуолей и различной величины гранулы. Ядра были ограничены четкой мембраной, имели тонкую структуру хроматина и четкие ядрышки. Гиперхромные нейроны были единичны. В дендритах равномерно располагались микротрубочки и светлые с четкими кристами митохондрии. Синапсы имели хорошо выраженную ультраструктуру. В астроглии, в ден-дроглии, деструктивных изменений не найдено. Эн-дотелиальные клетки и базальные мембраны кровеносных капилляров также не имели отклонений от нормы.
Головной мозг зараженных животных имел розоватую окраску, сглаженные борозды, очаги отечности и размягчения. При электронно-микроскопическом исследовании очаговые деструктивные изменения выявлены во всех структурных элементах лобной коры большого мозга подопытных животных, захватывая около одной их трети. На первый план выступала вакуолизация перикари-онов нервных клеток, их отростков и терминалей. Причиной этого явилась выраженная вакуолизация цитоплазматической сети и элементов пластинчатого комплекса. Распад мембраны в сочетании с ли-тическими процессами приводили к образованию миелиноподобных структур и периферическому или тотальному хроматолизу. При этом увеличивались или приобретали неправильную форму ядра. Локально или на значительном протяжении резко расширялось перинуклеарное пространство, размывалась ядерная мембрана. Распыление или конденсация хроматина, распад ядрышек — основные признаки изменения ядер. Увеличено количество гиперхромных нейронов.
Те же процессы, что и в перикарионах, приводили к образованию вакуолизированных и бесструктурных форм дендритов. В аксонах изменения мякотных оболочек и деструктивные изменения аксоплазмы не всегда синхронны. В одних на первый план выступали процессы распада миелина, в других аксоплазмы. В синапсах наблюдали деструкцию «по светлому типу», приводящую к образованию на их месте вакуолей. Характерен отёк астро-цитов, светлые бесструктурные отростки которых пронизывали нервную ткань в очагах поражения. Как правило, на границе таких астроцитов и их отростков происходил распад разграничивающихся мембран и прилежащих элементов нервной ткани. В капиллярах наблюдали утолщение базально-го слоя, сжатие или отек эндотелиальных клеток. У многих животных в очагах поражения наблюдали возникновение зон лизиса нервной ткани.
Ультраструктурное изучение коры большого мозга экспериментально зараженных аутомутиля-цией золотистых хомяков позволило выявить значительные структурные изменения, сопровождающиеся вакуолярной деструкцией синапсов, отростков и перикарионов нервных клеток, увеличением фибриллярных структур в ядрах, отеком отростков и перикарионов астроцитов, образованием участков лизиса нервной ткани.
Большую роль в дискомплекции нервной ткани играли процессы разрушения ее структурных элементов в участках, граничащих с астроцитар-ной глией. На месте отростков и терминалей бесструктурных полостей появлялись отечные отростки астроцитарной глии и участки аутолиза нервной ткани, формируя так называемые зоны «status spongiosus».
Выявленные гиперхромные нейроны, с хорошо сохраненной ультраструктурой цитоплазмы, ядер и обилием органелл, особенно элементов белоксин-тезирующего аппарата, можно рассматривать как компенсаторную реакцию части нервных клеток на деструктивные процессы характерные для ауто-мутиляции зверей. Скорее всего, они переходили в гиперхромные нейроны с признаками деструктивных процессов. Заключительным этапом такой реакции являлось образование плотных пикноморф-ных клеток.
У заражённых хомяков в основе деструктивных изменений тканей мозга находилась вакуолярная трансформация нейронов. Обращают на себя внимание литические процессы, приводящие к возникновению зон лизиса нервной ткани.
На ультраструктурном уровне «statys spongiosus» являлся результатом вакуолизации структурных элементов нервной ткани и литических процессов в ней.
Результаты электронно-микроскопических исследований материалов от больных аутомутиляцией животных явились дополнительным подтверждением инфекционности заболевания.
Изучение ультраструктуры позволило установить существенные отличия от контроля, заключавшиеся в вакуолярной деструкции нейронов и их отростков, в значительном увеличении фибриллярных структур в ядрах, гипертрофии и отечности тел и отростков астроцитов, а также участков некроза и полос лизиса нервной ткани.
Заключение. В результате проведённых исследований установлено, что у хомяков, заражённых пассированным материалом от больных аутомути-ляцией зверей, найдены множественные альтера-тивные процессы, позволяющие характеризовать патологию, как спонгиозную энцефалопатию.
Воспроизведение аналогичных патологических процессов в мозге хомяков подтверждает инфекционную природу болезни и специфичность спонги-озной энцефалопатии при аутомутиляции пушных зверей. Тяжесть патологических процессов при аутомутиляции в данном случае не зависела от количества пассажей.
В основе ультраструктурных изменений ЦНС золотистых хомяков в клинической стадии аутому-тиляции лежат вакуолизация нейронов, отек астро-цитарной глии и литические процессы, которые определяют спонгиозное состояние нервной ткани. Усиливающиеся деструктивные изменения нейронов, астроцитов и присоединяющиеся к ним поражения сосудов в итоге приводят к отеку и распаду ткани в очагах поражения.
№
Библиографический список
1. Мартынов, В. Ф. Необычная инфекция плотоядных животных / В. Ф. Мартынов // Вопросы вирусологии. — 1989. — № 3. - С. 354-358.
2. Приступа, О. А. Диагностические и профилактические мероприятия при самопогрызании у пушных зверей / О. А. Приступа, В. Ф. Мартынов, Т. А. Беспалова. — Омск : ОмГИВМ, 1995. — 18 с.
3. Приступа, О. А. Опыт прогнозирования эпизоотической ситуации в звероводстве с помощью компьютерного моделирования / О. А. Приступа, Т. А. Беспалова, Н. А. Дмитриева ; ВНИИБТЖ // Инфекционная патология животных : материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 90-летию СибНИВИ-ВНИИБТЖ, 22 — 25 ноября 2011 г. — Омск : Амфора, 2011. — С. 122—124.
4. Кузнецов, А. Е. Научные основы экобиотехнологии : учеб. пособие для студентов / А. Е. Кузнецов, Н. Б. Градова . — М. : Мир, 2006. — 234 с.
5. Karlsson U., Shultz R. L. Ficsation of the central nervous system for electron microscopy by aldehyde perfusion. 1. Preservation with aldehyde perfusates versus direct perfusion with spesial reference to membranes and the extracellula spase // J. Ultrastract. Res. — 1965. — Vol. 12. — P. 160—180.
6. Huxley, H. E. Comparison between araldite and methacrylate as embedding media / H. E. Huxley // G. App. Physial. — 1957. — Vol. 28. — 1383 p.
7. Glauert A. M., Glauert R. H. Araldite as an em bedding medium for electron microscopy // J. Biophys. Biochem.Cytology. — 1958. — Vol. 4. — P. 191 — 194.
8. Vanable J. H., Coggeshall R. A simplified lead citrate stain for use in electronmicroscopy // J. Cell Biol. — 1965. — Vol. 25. — P. 407 — 408.
9. Серов, В. В. Ультраструктурная патология / В. В. Серов. — М. : Медицина, 1975. — 432 с.
БЕСПАЛОВА Тамара Алексеевна, доктор ветеринарных наук, профессор (Россия), профессор кафедры экологии и естественнонаучных дисциплин Омского экономического института. Адрес для переписки: tamara.bespalova@mail.ru ПРИСТУПА Олег Алексеевич, доктор ветеринарных наук, профессор (Россия), профессор кафедры технологии продуктов общественного питания и сервиса Омского экономического института, декан факультета дополнительного профессионального образования ОмЭИ.
Адрес для переписки: olegpristupa@mail.ru
Статья поступила в редакцию 20.04.2015 г. © Т. А. Беспалова, О. А. Приступа
Книжная полка
57/Б63
Биологическая неорганическая химия: структура и реакционная способность. В 2 т. Т. 2 / И. Бертини [и др.] ; пер. с англ. В. В. Авдеевой, Д. В. Севастьянова ; под ред. Н. Т. Кузнецова [и др.]. - М. : БИНОМ. Лаб. знаний, 2013. - 623 c. - ISBN 978-5-9963-0534-6.
В учебном издании, написанном ведущими зарубежными учеными, изложены фундаментальные теоретические представления, лежащие в основе функционирования природных биологических систем, содержащих ионы металлов, а также прикладные проблемы в этой области. Бионеорганическая химия занимает междисциплинарную нишу на стыке координационной, неорганической, металлоорганической и медицинской химии, фармакологии и химии окружающей среды. В научном сообществе эта книга признана наиболее полным и фундаментальным на сегодняшний день трудом в этой области. В русском переводе выходит в двух томах. Т. 2 содержит главы XI — XIV, дополнительный материал по основам биологии, биохимии и координационной химии, а также приложение и предметный указатель.
Для студентов старших курсов и аспирантов, а также научных работников.
Биология : учеб. В 2 т. / Под ред. В. Н. Ярыгина. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. - Т. 1. - 736 с.
В учебнике изложен курс биологии для студентов медицинских вузов. Охарактеризованы сверхновые биологические (биомедицинские) дисциплины — геномика, протеомика, метаболомика, биология живых систем, освещены основные свойства жизни, приведены основные гипотезы происхождения жизни. Биологические основы жизнедеятельности и развития живых форм, включая человека, рассмотрены в соответствии со всеобщими уровнями организации жизни. Определены принципиальные события, обусловливающие эволюционный процесс на молекулярно-генетическом, клеточном, онтогенетическом (1-й том), популяционно-видовом и биогеоценотическом (2-й том) уровнях организации жизни. Изложены особенности проявления общебиологических закономерностей в индивидуальном развитии и популяциях людей, их значимость для медицинской практики. Особое внимание уделено биосоциальной сущности человека и его роли во взаимоотношениях с природой, а также вопросам общей экологии и экологии человека. В области частной экологии детально рассмотрены вопросы медицинской паразитологии. Рассмотрены современные представления об антропогенезе, человеческих расах и расогенезе, об адаптивных (экологических) типах людей.
Учебник предназначен студентам медицинских вузов.
