CC BY
31
1 (21) I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I ВЕСТНИК ВолГМУ
I 2007
УДК 611.89:611.814.1:616.8-091.591.4
СТРУКТУРНАЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ НЕЙРОНОВ МАММИЛЯРНОГО КОМПЛЕКСА КРЫС С РАЗЛИЧНОЙ КОНСТИТУЦИОНАЛЬНОЙ СТРЕСС-РЕАКТИВНОСТЬЮ
М. Б. Потанин
Кафедра патологической анатомии ВолГМУ
С позиций теории нейронного окружения и конституциональной нейроморфологии были изучены особенности строения ядер маммилярного комплекса у крыс с высокой и низкой стресс-реактивностью. Наиболее выраженные различия количественных характеристик нейронов и нейронного окружения были выявлены в супрамам-милярном и вентральном маммилярном ядрах, что свидетельствует об их участии в формировании конституциональной стресс-реактивности.
Ключевые слова: стресс-реактивность, мамиллярный комплекс, нейрон.
THE MAMMILLARY BODIES NEURONS STRUCTURAL VARIABILITY ASSOCIATED WITH CONSTITUTIONAL STRESS REACTIVITY
M. B. Potanin
Abstract. Study on peculiarities of mammilar bodies in rats with high and low stress reactivity was carried based on theory of neuronal environmeht and constitutional neuromorphology. The most pronounced differences in quantitative characteristics of neurons and their environmeht were revealed in supramammillary and ventral mammillary nuclei, which indicates their being involved into formation of constitutional stress reactivity.
Key words: stress reactivity, mammillary complex, neuron.
Классическими исследованиями в области нейроморфологии и нейрофизиологии доказано ключевое место гипоталамуса в акцепции, трансформации и регулировании силы ответной реакции на стрессовые воздействия. Максимум внимания при этом уделено структурам, переключающим импульсы в направлении таламуса, коры и к эндокринной системе, - то есть морфологически связанным с передней и латеральной гипоталамической областями [2, 3, 12, 15].
Маммилярный комплекс гипоталамуса, обладающий уникальными связями со структурами коры, лимбической системы, ретикулярной формации, специфическим медиаторным представительством (обилие адренергических, ГАМК-, ЫМРА- и пептидергических нейронов), претендует на ведущую роль в регуляции динамики, эмоциональной окрашенности стрессовой реакции и отчасти формировании "стрессовой памяти" организма [11, 14].
В ряде работ были раскрыты особенности строения отдельных ядер гипоталамуса, связанные с конституциональной устойчивостью к стрессу и формированием алкогольной зависимости [6-9]. Структуры маммилярного комплекса с этих позиций практически не изучались.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Выявить особенности строения отдельных ядер маммилярного комплекса крыс, связанные с конституциональной стресс-реактивностью.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Работа выполнена с использованием белых крыс-самцов из нелинейных стоков Волгоградского противочумного института. Особое внимание было уделено отбору животных. С помощью практически безвредных тестов определения порога вокализации при раздражении постоянным током малого вольтажа и градиента прироста температуры при действии сверхмалых доз бактериального липополисахарида [5] было отобрано по 8 животных с предположительно низкой (НР) и высокой (ВР) стресс-реактивностью. У половины животных из каждой группы через 7 суток после тестирования был воспроизведен 24-часовой иммобилизационный стресс [10] и показаны гистопатологические различия в тканях желудка, тимуса и надпочечника, подтверждающие различия между НР и ВР группами. Оставшиеся животные из групп без воспроизведения стресса (то есть практически интактные) в эти же сроки были декапитированы под легким эфирным наркозом, а их мозг фиксирован в 10 %-м растворе забуференного формалина и использован для приготовления серийных фронтальных срезов. Использовали окраски гематоксилином и эозином по Нисслю.
Элементы маммилярного комплекса обнаруживали с использованием атласа серийных срезов в сечениях Р3,0-Р4,5 по Сентаготаи и идентифицировали как супрамаммилярное ядро (БиМ), дорсальную (РМс1) и вентральную (РМу)
части премаммилярных ядер, латеральное мам-милярное ядро (ML), медиальную (MMm) и латеральную (MMl) части медиального маммилярного ядра [4]. В связи с достаточно однородным строением и непостоянством выявления MMl у крыс последние два объекта были подвергнуты анализу совместно. Оцифрованные изображения подвергали классической компьютерной морфо-метрии с использованием аппаратного комплекса "Видеотест-Морфо 4.0". В каждом ядре мамми-лярного комплекса раздельно определяли объемную долю нейронов (%), среднее число нейронов в 1 мм3 ткани, средние объемы перикариона нейронов и нейронного окружения (мкм3), их отношение, а также среднее число граничных нейронов и астроглиоцитов в окружении перикариона нейрона [1]. Вариационно-статистическую обработку результатов проводили в среде электронных таблиц "MS Excel".
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Супрамамиллярное ядро располагалось максимально дорсально и кзади среди всех элементов маммилярного комплекса, в нем выявлялись определенные различия при исследовании у животных групп ВР и НР. Большинство нейронов имело овальную или треугольную форму с несколько эксцентрично расположенным крупным ядром и интенсивным окрашиванием цитоплазмы по Нисслю в виде зернистой субстанции. У животных ВР группы нейроны SuM были относительно крупнее и располагались более плотно в сравнении с аналогичными у животных с НР (табл. 1).
Таблица 1
Показатели морфометрии SuM гипоталамуса крыс с различной стресс-реактивностью, M±m
Морфометрические Группы животных
показатели НР ВР
Объемная доля нейронов, % 34,1 ±1,2 30,2±1,1*
Среднее число нейронов в 1 мм3 1158±44 1145±42
Средний объем ядер нейронов, мкм3 189,4±4,9 166,2±4,3*
Средний объем перикарионов нейронов, мкм 940,5±36,2 922,0±51,0
Средний объем нейронного окружения, мкм3 4644±205 5110±233
Отношение объемов окружения нейрона/перикарион 4,94±0,19 5,54±0,23*
Среднее число граничных нейронов в объеме 6,9±0,4 7,2±0,5
Среднее число граничных астроглиоцитов 12,8±0,6 15,2±0,7*
Примечание. Здесь и в табл. 2-4: * - достоверные
2007
различия между группами (р<0,05).
Объемная доля нейронов, средние объемы ядер и перикарионов нейронов, среднее число граничных клеток в БиМ у крыс с высокой стресс-реактивностью на 12,3-18,1 % превышали аналогичные показатели у крыс НР группы (все р<0,05). В то же время среднее число клеток в объеме ткани БиМ оказывалось примерно одинаковым, в связи с чем на 1 нейрон БиМ у крыс ВР группы приходился сравнительно больший объем нейронного окружения и достоверно выше оказывалось отношение этого объема к объему перикариона. С позиций теории нейронного окружения и известных данных о характере повреждения нейронов гипоталамуса при стрессе [8] такие различия можно трактовать как наличие у животных с высокой конституциональной стресс-реактивностью исходно большего потенциала БиМ для развития адаптивных, тормозных реакций при стрессе и высокой резистентности нейронов самого ядра к повреждению.
В МЬ ядре нейроны располагались не так плотно, как в БиМ. Перикарионы нейронов в МЬ имели округлую или овальную форму, ядро было расположено центрально. Цитоплазма в окраске по Нисслю была более гомогенной. В сравнении между группами было выявлено значительное преобладание размеров и численной плотности нейронов МЬ у животных с ВР (табл. 2).
Показатели средних объемов нейронного окружения и отношения их к объемам перика-рионов, а также среднее число граничных нейронов между группами практически не различались, но число граничных астроглиоцитов у животных ВР группы оказывалось на 22,2 % больше по сравнению с аналогичным показателем для животных НР группы (р <0,01).
Таблица 2
Показатели морфометрии ML гипоталамуса крыс с различной стресс-реактивностью, M±m
Морфометрические Группы животных
показатели НР ВР
Объемная доля нейронов, % 25,0±1,1 29,2±1,3*
Среднее число нейронов в 1 мм3 815±27 964±30*
Средний объем ядер нейронов, мкм3 195,8±6,5 241,0±8,4*
Средний объем перикарионов нейронов, мкм3 1280±60,5 1415±74,8*
Средний объем нейронного окружения, мкм3 12074±669 13202±803
Отношение объемов окружения нейрона/перикарион 9,43±0,51 9,33±0,40
Среднее число граничных нейронов в объеме 6,5±0,4 6,7±0,8*
Среднее число граничных 18,0±0,8 22,0±1,3*
| астроглиоцитов
Данные находки частично объясняют крайне высокую резистентность нейронов ЬМ к стрессовому повреждению, выявленную ранее [9]. По-видимому, различия нейронной организации ЬМ у животных с ВР и НР имеют причинно-следственные связи с этими различиями.
Как уже было отмечено, медиальное мамми-лярное ядро было представлено двумя частями: ММт и ММ1, среди которых последняя оказывалась непостоянной и отсутствовала в 75 % случаях в группе НР и в половине случаев в группе ВР. Перикарионы нейронов имели овальную форму, содержали центрально расположенное светлое ядро, цитоплазму с мелкозернистыми гранулами, интенсивно окрашенными по Нисслю.
При количественном анализе не удалось выявить достоверных различий в строении этого ядра у животных ВР и НР групп, за исключением несколько большего количества граничных астроглиоцитов в ММ у крыс с ВР (табл. 3).
Вероятно, медиальное маммилярное ядро не имеет значительной роли в модуляции стрессовой реакции в сравнении с описанными выше структурами маммилярного комплекса.
Премаммилярные ядра располагались кра-ниально по отношению ко всем остальным структурам и даже на качественном уровне были неоднородными по строению. Перикарионы нейронов дорсальной части премамиллярных ядер имели треугольную или веретенообразную форму, имели небольшие размеры и располагались довольно плотно. Ядра этих нейронов были ги-перхромны, цитоплазма светлая, без выраженной зернистости. Количественный анализ не выявил в этом ядре существенных структурных различий между ВР и Нр группами (табл. 4).
Таблица 3
Показатели морфометрии медиального маммилярного ядра гипоталамуса крыс с различной стресс-реактивностью, М±т
Морфометрические показатели Группы животных
НР ВР
Объемная доля нейронов, % 32,1±1,1 32,4±1,2
Среднее число нейронов в 1 мм3 725±24 733±25
Средний объем ядер нейронов, мкм3 143,1 ±5,3 138,4±6,0
Средний объем перикарионов нейронов, мкм3 815±41,2 822±43,1
Средний объем нейронного окружения, мкм3 5939±270 6070±293
Отношение объемов окружения нейрона/перикарион 7,29±0,36 7,38±0,45
Среднее число граничных нейронов в объеме 8,0±0,5 7,9±0,5
Среднее число граничных ас-
троглиоцитов 13,4±0,8 17,6±1,0*
Таблица 4
Показатели морфометрии премаммилярных ядер гипоталамуса крыс с различной стресс-реактивностью, М±т
Морфометрические Группы животных
показатели
НР ВР
Дорсальная часть
Объемная доля нейро-
нов, % 39,5±1,3 38,9±1,5
Среднее число нейронов в 1 мм3
2380±55 2355±51
Средний объем ядер нейронов, мкм3
100,2±5,0 109,2±5,3
Средний объем перикарионов нейронов, мкм3
612±35,2 625±31,7
Средний объем нейронного окружения, мкм3
4921±219 4819±203
Отношение объемов ок-
ружение нейрона/пери-
карион 8,04±0,26 7,71±0,30
Среднее число граничных
нейронов в объеме 11,2±0,6 11,4±0,6
Среднее число граничных
астроглиоцитов 9,2±0,5 9,5±0,5
Вентральная часть
Объемная доля нейро-
нов, % 23,3±1,1 29,1 ±1,4*
Среднее число нейронов в 1 мм3
740±29 890±34*
Средний объем ядер нейронов, мкм3
127,5±3,6 153,0±3,8*
Средний объем перикарионов нейронов, мкм3
580±20,2 606±23,1
Средний объем нейронного окружения, мкм3
6290±244 6616±257
Отношение объемов окру-
жения нейрона/перикарион 10,84±0,77 10,91±0,73
Среднее число граничных
нейронов в объеме 5,8±0,3 8,1 ±0,5*
Среднее число граничных
астроглиоцитов 10,0±0,6 15,1±1,1*
Вентральная часть содержала нейроны, неплотно прилегающие друг к другу. Перикарионы имели округлую или овальную форму, содержали большое центрально расположенное ядро и небольшой объем цитоплазмы с выраженной зернистостью. Между группами в РМС были выявлены существенные количественные различия.
Так, объемная доля нейронов в РМС у крыс с ВР на 24,9 % превышала аналогичный показатель в группе НР, среднее число нейронов и средние размеры их ядер - на 20 % (все р<0,05). При примерно равных объемах нейронного окружения и отношения их к объемам перикариона на
1
ВЕСТНИК ВолГМУ
ВЕСТНИК ВолГМУ
каждый нейрон РМс1 приходилось у животных ВР группы на 39,6 % больше граничных нейронов и на 51 % больше граничных астроглиоцитов.
Несомненно, эти данные указывают на значительное вовлечение филогенетически более молодой вентральной части премаммилярных ядер в формирование стресс-реактивности. Исследуя РМС при хроническом стрессе, В. Б. Писарев описал нейроны этих ядер как максимально резистентные к повреждению среди всех структур маммилярного комплекса [9].
С учетом известных литературных данных о роли нейроглии как компенсирующего компонента при повреждении нейронов [13], следует предположить, что у животных с высокой конституциональной стресс-реактивностью имеются относительно большие возможности к защите нейронов маммилярного комплекса при стрессе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Маммилярный комплекс является морфологически неоднородным, и в его ядрах нейроны существенно различаются по форме, плотности залегания и характеру нейронного окружения. В супрамаммилярном, латеральном маммилярном и в вентральной части премаммилярных ядер эти особенности в значительной мере связаны с конституциональной стресс-реактивностью животных. Это с учетом известных особенностей связей между ядрами гипоталамуса, лимбической системы и медиаторного представительства предполагает их активное участие в развитии и модуляции стрессовой реакции.
1
ЛИТЕРАТУРА
1. Автандилов Г. Г. Основы количественной патологической анатомии. - М.: Медицина, 2002. - 240 с.
2. Акмаев И. Г. // Успехи физиол. наук. - 2003. -Т. 34, № 4. - С. 4-15.
3. Анохин К. В., Судаков К. В. // Там же. - Т. 135, № 2. - С. 124-131.
4. Атлас фронтальных срезов головного мозга крысы / Под ред. Т. Сентаготаи. - Будапешт, 1969. - 120 с.
5. Мулик А. Б. Оптимизация медико-биологического эксперимента in vivo. - Волгоград: Изд-во ВИЭСП,
2003. - 212 с.
6. Писарев В. Б. // Морфология процессов индивидуального развития, адаптации и компенсации: тр. ВолГМУ. - 2005. - Т. 62, вып. 1. - С. 3-7.
7. Писарев В. Б., Гуров Д. Ю. // Морфология. -
2004. - № 4. - С. 100.
8. Писарев В. Б., Гуров Д. Ю., Потанин М. Б. // Вестн. ВолГМУ - 2004. - № 10. - С. 3-6.
9. Писарев В. Б., Туманов В. П., Ерофеев А. Ю. и др. // Бюлл. эксп. биологии и медицины. - 1995. - № 5. -С. 29-33.
10. Эмоциональный стресс: теоретические и клинические аспекты / Под ред. К. В. Судакова и В. И. Петрова. - Волгоград: Комитет по печати и информации, 1997. - 160 с.
11. Banisadr G., Queraud-Lesaux F., Boutterin M. C, et al. // J. Neurochem. - 2002. - Vol. 81, № 2. - P. 257-269.
12. Berridge M. J, Bootman M. D, Roderick H. L. // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. - 2003. - Vol. 4, № 7. - P. 517-529.
13. Bonini P., Cicconi S, Cardinale A., et al. // J. Neu-rosci. Res. - 2004. - Vol. 75, № 1. - P. 83-95.
14. Okere C. O, Waterhouse B. D. // Neuroreport. -2004. - Vol. 9, № 15 (2). - P. 255-258.
15. Thompson R. H., Swanson L. W. // Brain Res. Brain Res. Rev. - 2003. - Vol. 41, № 2-3. - P. 153-202.
УДК 547.466.3:616-092.9
ВЛИЯНИЕ ФЕНИБУТА, ЕГО СОЛЕЙ И КОМПОЗИЦИЙ С ОРГАНИЧЕСКИМИ КИСЛОТАМИ НА ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
И. Н. Тюренков, Е. В. Волотова, В. Н. Перфилова
Кафедра фармакологии и биофармации ФУВ ВолГМУ, НИИ фармакологии ВолГМУ
Соль фенибута с янтарной кислотой в соотношении 2:1 и соль фенибута с лимонной кислотой в соотношении 3:1 в большей степени, чем композиции фенибута с указанными кислотами в соотношении 3:3, 3:6, 3:12, стимулировали физическую работоспособность. Очевидно, метаболический компонент, обусловленный присутствием янтарной и лимонной кислот, не играют существенной роли в актопротекторном действии солей фенибута.
Ключевые слова: соли фенибута, физическая работоспособность.
INFLUENCE OF PHENIBUT, ITS SALTS AND COMPOUNDS WITH ORGANIC ACIDS ON EXERCISE PERFORMANCE
I. N. Tyurenkov, E. V. Volotova, V. N. Perfilova
Abstract. Phenibut salt with succine acid in the ratio of 2:1 and phenibut salt with citric acid in the ratio of 3:1 stimulated exercise performance to a greater degree than a compound of phenibut with organic acids in the ratio of 3:3, 3:6, 3:12. It is obvious that the metabolic component induced by the presence of succine and citric acids does not play an essential role in actoprotective action of phenibut salts.
Key words: phenibut salts, exercise performance.
