CC BY
50
И.Р. Еременко, Е.В. Васильева, Б.Я. Рыжавский, Е.М. Литвинцева
СОДЕРЖАНИЕ ЛИПИДОВ В ПОЛУШАРИЯХ МОЗГА И МОЗЖЕЧКА У КРЫС В МОЛОЧНОМ И ПРЕПУБЕРТАТНОМ ПЕРИОДЕ В НОРМЕ И ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ УВЕЛИЧЕНИИ МАССЫ МОЗГА
Дальневосточный государственный медицинский университет,
680000, ул. Муравьева-Амурского, 35, тел.: 8-(4212)32-63-93, e-mail: nauka@mail.fesmu ru, г. Хабаровск
Рост головного мозга сопровождается дифференци-ровкой нервных клеток, существенным компонентом которой является миелинизация их отростков. Начало этого процесса в ЦНС крыс приходится на 10-12 сут постна-тального периода, интенсивная миелинизация нервных волокон — на 10-35 дн. жизни [4]. Формирование миелина в ЦНС сопровождается как увеличением содержания липидов, так и изменением их состава [3, 6, 7]. Кроме того, накопление в мозге липидов, характерных для миелина, совпадает по времени с проявлением биохимических и функциональных признаков большей зрелости: «взрослых» особенностей проводимости, условно-рефлекторной деятельности [4]. Поэтому можно считать, что в данном временном интервале степень миелинизации в головном мозге отражает степень созревания его структурных компонентов.
Процесс миелинизации занимает значительный промежуток времени и является довольно лабильным, на него могут оказывать влияние различные факторы, изменяющие ход органогенеза мозга в целом. Так, в наших предыдущих экспериментах установлено, что концентрация липидов в молекулярном слое коры и белом веществе полушарий мозжечка, молекулярном слое коры и белом веществе больших полушарий мозга у потомства самок, которые перед беременностью содержались в некомфортных условиях (в течение 1 мес. находились в условиях круглосуточного освещения), оказалась выше, чем в контроле [1]. Этот факт можно рассматривать как отражение более раннего и более интенсивного процесса миелинизации нервных волокон в изучаемых структурах головного мозга экспериментальной группы животных.
С другой стороны, известны экспериментальные модели, обеспечивающие значительные морфологические, биохимические и функциональные (в том числе поведенческие) сдвиги в ходе развития головного мозга. Среди них весьма интересными и наименее изученными являются последствия моделирования экспериментально увеличенной массы головного мозга. Так, новорожденное потомство «старых» самок отличается от потомства «молодых» большей массой тела, головного мозга, имеет морфометрические признаки опережающего развития, а в 30-дневном возрасте — более высокую исследовательскую активность и меньший уровень тревожности [4]. При экспериментальном уменьшении численности пометов крыс сразу после рождения, у 40-дневных крысят из уменьшенных пометов наблюдается увеличение массы тела, головного мозга, а также большая исследовательская активность и меньший уровень тревожности по
Резюме
Исследовалась концентрация липидов в первом слое и белом веществе полушария мозга, а также в молекулярном слое и белом веществе мозжечка крысят в возрасте 14, 30 и 40 дн. Установлено возрастное увеличение этого показателя. 14-дневные крысята с экспериментально увеличенной массой мозга имели повышенное содержание липидов в белом веществе мозжечка, 40-дневные — в белом веществе мозжечка и полушария мозга.
Ключевые слова: мозг, липиды, увеличенная масса.
I.R. Yeremenko, Ye.V. Vasilyeva, B.Ya. Rizhavskii,
Е.М. Litvintseva
THE MAINTENANCE OF LIPIDS IN HEMISPHERES OF THE BRAIN AND A CEREBELLUM IN RATS IN DAIRY AND PREPUBERTAL PERIOD IN A NORMAL STATE AND WITH EXPERIMENTALLY INCREASED BRAIN MASS
Far Eastern State Medical University, Khabarovsk Summary
We have studied concentration of lipids in the first layer and white substance of a hemisphere of the brain and in a molecular layer and white substance of the cerebellum of rats at the age of 14, 30 and 40 days. The age increase of this indicator is established. 14-days old rats with experimentally increased brain mass had raised level of lipids in white substance of the cerebellum, 40-days old rats - in white substance of the cerebellum and the brain hemisphere.
Key words: brain, lipids, increased mass.
сравнению с контролем [2, 5]. В то же время вопрос о ходе накопления липидов в процессе миелинизации некоторых отделов головного мозга, имеющего большую, чем средняя в популяции, продвинутость в развитии, изучен недостаточно. В связи с этим целью настоящей работы явилось изучение влияния экспериментального увеличения массы мозга у крысят на показатели содержания липидов в полушариях мозжечка и больших полушарий головного мозга.
Материалы и методы
В работе исследовано 14- и 30-дневное потомство 4,5-5,5-месячных крыс и 40-дневное потомство 9-месячных («старых» самок) крыс, всего 106 животных из 14 пометов. Все животные были разделены на 3 группы:
Зона 1 группа 2 группа 3 группа, 40-дн. потомство «старых» самок
контроль, 14-дневные (п=19) контроль, 30-дневные (п=25) опыт, 14-дневные (п=11) опыт, 30-дневные (п=18) контроль опыт
Масса: - головного мозга, мг 984±184 1285±185 1180±134 1489±215 самцы: 1481±12,13 самки: 1429±2б3 самцы: 1577±32,43 самки: 1564±16,73
- полушария головного мозга, мг 375±84 476±75 450±104 545±95 самцы: 536±4,4 самки: 509±10,53 самцы 557±12,9 самки: 567±6,73
Полушария мозжечка - молекулярный слой 0,210±0,01‘ 0,317±0,02‘ 0,217±0,02 0,309±0,02 0,310±0,04 0,283±0,02
- белое вещество 0,247±0,02‘ 0,491±0,02‘ 0,338±0,022,4 0,525±0,032 0,444+0,053 0,578±0,033
Полушария мозга
- слой I 0,332±0,02‘ 0,409±0,02‘ 0,335±0.03 0,353±0,03 0,318±0,04 0,366±0,03
- белое вещество 0,294±0,02‘ 0,405±0,02‘ 0,315±0,032 0,402±0,032 0,344±0,023 0,415±0,023
Примечания. 1-5 — различия статистически достоверны (р<0,05); 1 — между 14-дневным и 30-дневным контролем; 2 — между 14-дневным и 30-дневным опытом; 3 — между 40-дневным опытом и контролем; 4 — между 14-дневным опытом и контролем; 5 — между 30-дневным опытом и контролем.
1 группа — 14-дневные и 30-дневные контрольные животные из пометов среднестатистической численности (9-10 крысят); 2 группа — 14-и 30-дневные подопытные животные из экспериментально уменьшенных пометов. Экспериментальное уменьшение численности пометов достигалось путем удаления из пометов средней величины (число крысят — 9-10) по 4-5 крысят в однодневном возрасте. 3 группа — 40-дневное потомство «старых» (8-9-месячных) самок из среднестатистических по численности пометов (контроль) и экспериментально уменьшенных пометов (опыт). Забой крыс осуществляли декапитацией, после чего производилось взвешивание головного мозга и его правого полушария. Из мозжечка и правого полушария головного мозга после их фиксации в 10% формалине готовили криостатные срезы толщиной 20 мкм, которые для оценки степени миелинизации окрашивали суданом черным В.
Содержание липидов оценивали в наиболее богатых волокнами участках: белом веществе непосредственно под корой и I (молекулярном) слое переднетеменной доли (сенсомоторной области) коры больших полушарий, а также в белом веществе и молекулярном слое коры полушарий мозжечка. Интенсивность окраски суданом измерялась на программно-аппаратном комплексе «Мекос» по программе «Морфоденситометрия» при длине волны ^=600 нм (9). Полученные результаты обрабатывали на ПК с использованием программы
Результаты и обсуждение
Во всех исследованных группах абсолютная масса головного мозга и его правого полушария были достоверно выше у подопытных животных (таблица). Сравнение интенсивности реакции на липиды у 14- и 30-дневных крысят контрольных групп (группа 1) выявило значимое увеличение данного показателя в молекулярном слое коры и белом веществе полушарий мозжечка, слое 1 и белом веществе коры больших полушарий у животных старшего возраста (таблица).
Корреляционная связь между показателями интенсивности реакции на липиды в слое I и белом веществе больших полушарий головного мозга 14-дневных конт-
рольных животных составила г=+0,50. В то же время в полушариях мозжечка корреляционная связь была отрицательной (г=-0,47). Помимо этого установлена отрицательная корреляционная связь между показателем интенсивности реакции на липиды в слое I коры больших полушарий и таким же показателем в белом веществе мозжечка (г=-0,58). В 30-дневном возрасте у контрольных животных характер и направленность корреляционных связей меняются. Связь между показателями интенсивности реакции на липиды в I слое и белом веществе коры больших полушарий несколько увеличивается по сравнению с 14-дневным контролем (г=+0,58 против г=+0,50), а в полушариях мозжечка меняется на противоположную (с г=-0,47 до г=+0,52).
Сравнение показателя интенсивности реакции на липиды у 14- и 30-дневных крысят экспериментальных групп (группа 2) выявило его достоверное увеличение только в белом веществе больших полушарий и полушарий мозжечка у крыс старшего возраста (таблица).
Коэффициент корреляции между показателями интенсивности реакции на липиды в слое I и белом веществе больших полушарий головного мозга 14-дневных подопытных крыс составил г=+0,72 (в контроле — г=+0,5). В коре мозжечка аналогичный показатель составил г=+0,67 (г=-0,47 в контроле). В больших полушариях головного мозга 30-дневных подопытных крыс установлена положительная корреляционная связь между показателями интенсивности реакции на липиды в слое I и белом веществе (г=+0,76, тогда как в контроле г=+0,58). В полушариях мозжечка подобная корреляция уже отсутствует, что, по-видимому, отражает большую степень его зрелости по сравнению с контролем.
Таким образом, онтогенетически обусловленное увеличение концентрации липидов в соответствующих структурах головного мозга, связанное преимущественно с миелинизацией нервных волокон, прослеживается как в контроле, так и в уменьшенных пометах (таблица).
Сопоставление интенсивности реакции на липиды в полушариях мозжечка 14-дневных подопытных и контрольных животных выявило ее достоверное увеличение в белом веществе у потомства из уменьшенных поме-
тов. Аналогичный показатель в больших полушариях головного мозга достоверных различий не выявил (таблица).
При анализе полученных результатов контрольной и подопытной групп, включающих 40-дневное потомство «старых» самок (3 группа), отмечается достоверное увеличение содержания липидов в белом веществе как мозжечка (на 30%), так и больших полушарий головного мозга (на 21%) у крысят из уменьшенных пометов.
Изменения концентрации липидов, выявляемые при окраске Суданом черным В, в мозге крыс экспериментальных групп можно расценивать как свидетельство разных темпов миелинизации нервных волокон, являющейся важным компонентом биохимического созревания мозга [4]. Ни в одной из исследованных нами групп значимого достоверного увеличения толщины коры больших полушарий не обнаружено [2, 5]. Имевшееся при этом увеличение массы головного мозга у подопытных животных (таблица) может быть связано, по крайней мере, частично с опережающими темпами миелинизации нервных волокон — фактически с нарастанием массы миелина, продуцируемого олигодендроцитами (4), обусловленной их более высокой синтетической активностью или/и их большим количеством. Изложенные данные могут, по нашему мнению, представлять интерес при оценке и у человека механизмов различий в темпах роста мозга, «растянутого» в онтогенезе на много лет, а также вариабельности показателя окончательной массы этого органа.
Литература
1. Еременко И.Р., Васильева Е.В., Николаева И.В. и др. Гистохимический анализ содержания липидов в полушариях мозга и мозжечка потомства самок крыс, перенесших длительный эмоциональный стресс в догес-
тационный период // Дальнев. мед. журнал. - 2008. - №4.
- С. 81-82.
2. Литвинцева Е.М., Рыжавский Б.Я., Матвеева Е.П. Морфологические особенности неокортекса и гиппокампа при экспериментальном увеличении массы мозга у крыс (онтогенетический анализ) // Дальнев. мед. журнал.
- 2010. - №1. - С. 90-94.
3. Пигарева З.Д. Биохимия развивающегося мозга. -М.: Медицина, 1972. - 311 с.
4. Рыжавский Б.Я. Развитие головного мозга: отдаленные последствия некомфортных условий. - Хабаровск: Изд-во ДВГМУ, 2009. - 278 с.
5. Рыжавский Б.Я., Литвинцева Е.М., Колмакова Ю.Б. и др. Особенности развития головного мозга потомства старых самок-крыс в экспериментально уменьшенных пометах // Дальнев. мед. журнал. - 2009. - №4. - С. 101103.
6. Erkelens D.W. Normal and abnormal metabolism of lipoproteins // Curr. Probl. Dermatol. - 1991. - №20. - P. 4553.
7. Quan G., Xie C., Dietschy J.M., Turley S.D. Ontogenesis and regulation of cholesterol metabolism in central nervous system of the mouse // Brain. Res. Dev. - 2003. - Vol. 146.
- №1-2. - P. 87-98.
Координаты для связи с авторами: Еременко Инна Рамазановна — канд. мед. наук, доцент кафедры гистологии ДВГМУ, тел.: 8-(4212)-32-63-93; Васильева Елена Васильевна — канд. мед. наук, доцент кафедры гистологии ДВГМУ, тел.: 8-(4212)-32-63-93; Рыжавский Борис Яковлевич — доктор мед. наук, профессор, зав. кафедрой гистологии ДВГМУ, e-mail: nauka@mail.fesmu.ru, тел.: 8-(4212)-31-86-68; Литвинцева Екатерина Марковна
- аспирант кафедры гистологии ДВГМУ, тел.: 8-(4212)-32-63-93.
□□□
УДК 611.813.1 - 018 (612.621.31 + 612.616.31) - 092.9 : 599.323.4 О.В. Задворная1, О.А. Лебедько2, Р.В. Учакина2, Б.Я. Рыжавский1
ВЛИЯНИЕ ГОНАДЭКТОМИИ НА МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ, БИОХИМИЧЕСКИЕ И ГИСТОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАЗВИТИЯ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС
Дальневосточный государственный медицинский университет1,
680000, ул. Муравьева-Амурского, 35, тел.: 8-(4212)-32-63-93, e-mail: nauka@mail.fesmu.ru; Институт охраны материнства и детства СО РАМН2, 680022, ул. Воронежская, 49, кор. 1, г. Хабаровск
Половые гормоны являются важными регуляторами развития головного мозга. Особенно важна их роль в критические периоды, когда программируется гендерные различия органа [1]. У человека этот период приходится на 2-3 триместры беременности, у крыс — на первую неделю постнатального онтогенеза [6]. В то же время из-
вестно, что отклонения полового развития могут формироваться и в более поздние периоды жизни, проявляясь преждевременным половым созреванием или запаздыванием этого процесса, а также развитием, не соответствующим генетическому полу [2]. Во всех подобных ситуациях обнаруживаются отклонения концентрации половых сте-
