Нервная система грызунов кратко
Обновлено: 05.07.2024
Изучались разные варианты влияния различных антропогенных факторов на преобразование белкового фонда ассоциативных нейронов коры головного мозга, мозжечка и спинномозговых ганглиев спинного мозга белых крыс. В качестве моделей антропогенных факторов использовали алкоголь, асфиксию и условия клеточного содержания. Влияние алкоголя изучали на примере нейронных популяций клеток слоя II–III коры переднего мозга, в которых объектом исследования были нуклеопротеиновые комплексы. Влияние асфиксии изучали на примере нейронных популяций молекулярного слоя, ганглиозного слоя и зубчатого ядра коры мозжечка. В нейронах мозжечка исследовали общие белки с помощью интерферометрии. Воздействие условий клеточного содержания у белых лабораторных крыс рассматривали на примере нейронов спинномозговых ганглиев шейного и поясничного отделов спинного мозга. В нейронах ганглиев анализировали нейроспецифические структурные белки, которые выявляли реакцией с амидочерным 10Б. В качестве контрольной группы в третьем случае были набраны полуподземные синантропные серые крысы. У экспериментальных животных, испытывающих влияние алкоголя, в сравнении с контрольными белыми крысами в нейронах коры переднего мозга отмечены изменения степени хромофилии нуклеопротеидных комплексов. У белых крыс под влиянием асфиксии в нейронах мозжечка выявлены изменения количества общих белков. У лабораторных крыс, испытывающих условия клеточного содержания, в сравнении с серыми синантропными крысами в нейронах спинномозговых узлов изменились содержание и концентрация нейроспецифических структурных белков.
1. Обухов Д.К., Обухова Е.В. Эволюция конечного мозга птиц и млекопитающих: два пути развития – один результат: материалы Х конгресса Международной Ассоциации морфологов // Морфология. 2010. Т. 137, № 4. С.145.
2. Гуляев С.М., Шантанова Л.Н., Батоцыренова Э.Т. Морфометрическая оценка нейропротекторного действия экстракта Астрагала перепончатого на головной мозг крыс при иммобилизационном стрессе // Морфология. 2016. Т. 149, № 3. С.12-15.
3. Кониева А.А., Бибаева Л.А., Дзагоева Г.А., Еналдиева Д.А. Исследования эффективности клеточной терапии травматической болезни спинного мозга в эксперименте // Кубанский научный медицинский вестник. 2014. №5 (147). С. 55-60.
4. Порсева В.В., Шилкин В.В. Стрелков А.А., Краснов И.Б., Маслюков П.М. Изменения мотонейронов спинного мозга у мышей после космического полета // Морфология. 2016. Т. 150, № 4. С.50-54.
5. Емельянчик С.В., Зиматкин С.М. Структурные и гистохимические изменения в нейронах фронтальной коры крысы при холестазе // Морфология. 2018. Т. 153, № 1. С.7-12.
6. Орлянская Т.Я., Актушина Г.А., Яценко А.Д. Репаративные изменения в клеточных популяциях переднего мозга, мозжечка и спинного мозга крыс в ответ на острое воздействие бытовых веществ // Морфология. 2016. Т. 149, № 3. С.155.
8. Яценко А.Д., Лютикова Т.М. Анализ морфометрических показателей мотонейронов латеральных ядер спинного мозга мышей и крыс // Морфологические ведомости. 2012. № 4. С.64-68.
11. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. применение пакета прикладных программ STATISTICA. М.: МедиаСфера, 2002. 312 с.
Афферентные элементы в структуре интегративной системы первыми воспринимают изменения окружающей среды или испытывают воздействие антропогенного фактора [1]. Нейроны выполняют специфические функции с участием нейропептидов. Количественные различия белкового фонда в нейронах контрольной и опытной групп могут служить доказательством внешнего воздействия на организм, а также способны быть показателем адаптивных перестроек в определенных нейронных популяциях нервной системы, что подтверждают многочисленные исследования [2, 3].
Нуклеопротеидные комплексы – показатели уровня метаболических процессов. В течение последних десятилетий многие исследователи при изучении компенсаторных возможностей нервной системы в качестве показателя уровня синтетических реакций в нервных клетках оценивали хроматофильную субстанцию [4, 5]. Общие белки в нейронах, обеспечивающие основные функции нервных клеток, многократно изучались в норме и в эксперименте [6, 7]. Нейроспецифические структурные белки, определяющие форму, размеры, пространственное положение нейронов и осуществляющие внутриклеточный транспорт веществ, очень важны при изучении модульной организации спинного мозга и при исследовании спинномозговых ганглиев [8, 9].
Представитель отряда Грызуны – Крыса белая – представляет особый интерес как основной объект в научных исследованиях при изучении экстремальных воздействий на нервную систему – алкоголя или асфиксии. Крыса серая – полуподземное синантропное животное, приближенное к жилищу человека [10]. В процессе видообразования у нее сформировался металокомоторный тип двигательных реакций: при движении основной толчок обеспечивается поясом задних конечностей, передние являются амортизационными [11]. Крыса белая – лабораторный альбинос Крысы серой с аналогичным типом локомоции, испытывает влияние клеточного содержания: искусственное освещение, увеличение светового дня, отсутствие потребности постоянного поиска пищи. У животного происходят значительные изменения нейромышечных реакций двигательного анализатора. Крысу серую и Крысу белую можно сравнивать как серую и белую расы одного вида, различающиеся средой обитания и моторикой.
Цель исследования – сравнительный анализ количественных и качественных показателей белкового фонда нейронов слоя II–III коры больших полушарий головного мозга, клеток коры мозжечка и нейронов спинномозговых ганглиев шейного и поясничного отделов спинного мозга крыс в условиях модели антропогенного воздействия: алкоголь, асфиксия, клеточное содержание.
Материалы и методы исследования
На моделях антропогенного воздействия исследовалось влияние асфиксии на нейроны коры мозжечка, влияние алкоголя – на примере клеток слоя II–III коры головного мозга, воздействие клеточного содержания – на примере клеток спинномозговых узлов белых лабораторных крыс. Вышеперечисленные нейронные популяции как центробежные элементы в структуре двигательного анализатора первыми испытывают любое внешнее воздействие. В нейронах слоя II–III коры головного мозга изучали нуклеопротеидные комплексы, в нейронах мозжечка – общие белки, в нейронах спинномозговых ганглиев исследовали нейроспецифические структурные белки. Экспериментальные группы животных состояли в среднем из 9–10 особей. У представителей контрольных групп (из 9–10 животных) забирали передний мозг, мозжечок или спинной мозг и спинномозговые ганглии от шейного и поясничного отделов. Забор животных проводили в соответствии с Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных (Приложение к приказу Министерства здравоохранения РФ от 12.08.1997 г. № 755) и рекомендациями Международного комитета по науке о лабораторных животных.
Влияние алкоголя изучали по методике В.Е. Высокогорского: перорально вводили этанол в дозах 8 г/кг и 4 г/кг массы животных (что соответствовало 2 мл и 1 мл 48%-ного раствора этанола на 100 г массы). Головной мозг у экспериментальных животных забирали через 1 час и через 1 сутки после введения алкоголя. Депарафинизированные срезы коры окрашивали тионином по Нисслю. В нейронах слоя II–III коры больших полушарий белых крыс с помощью морфометрического анализа исследовали нуклеопротеидные комплексы по степени хромофилии.
Экспериментальную модель асфиксии создавали путем пережатия интубационной трубки в течение 7 минут с последующим оживлением. Общие белки в клетках коры мозжечка изучали с помощью интерферометрии. Анализировали показатели белкового фонда (содержание и концентрацию) после асфиксии в остром периоде, через 1 час и через 1 сутки.
Для оценки функционального уровня нейронов вычисляли функциональный ядерно-цитоплазматический коэффициент как соотношение содержания белков в ядре к содержанию белков в цитоплазме. Регуляторный уровень (регуляторный ядерно-цитоплазматический коэффициент) в нейронах ганглиев рассчитывали как соотношение концентрации белков в ядре к концентрации белков в цитоплазме. Показатели в тексте представлены как среднее значение ±среднеквадратичное отклонение.
Результаты исследования и их обсуждение
В процессе изучения компенсаторных явлений нервной системы при воздействии этанола 1-й группе лабораторных белых крыс вводили алкоголь из расчета 8 г/кг массы. При этом в нейронной популяции слоя II–III коры переднего мозга в сравнении с контролем отмечалось достоверное увеличение нейронов с явлениями хроматолиза цитоплазмы различной степени до появления клеток-теней. Количество клеток-теней возросло с 2,7% (в контроле) до 7,3% (в опыте) (Р≤0,01). Наблюдаемую крайнюю степень хроматолиза цитоплазмы (клетки-тени) мы относили к необратимым явлениям максимального снижения синтетических процессов и к истощению нейроцитов.
В нейронах коры больших полушарий экспериментальных животных 2-й группы под влиянием небольшой дозы алкоголя (4 г/кг массы) сохранялись явления хроматолиза, но выражены они в меньшей степени. Нарастало количество гиперхромных клеток. Компенсаторные проявления нейронов были связаны с увеличением в них размеров ядра и ядрышка. Количество гиперхромных клеток от общего числа составило 10,3% (в контрольной группе – 6,0%). Это происходило за счет уменьшения нейронов с гипохромной цитоплазмой. Подобные изменения, вероятно, обусловлены резким повышением уровня метаболических реакций. Они отражают обратимость нарушений в нейронах в ответ на воздействие этанола и выявляют определенный уровень компенсаторных возможностей клеток нейронной популяции слоя II–III коры полушарий головного мозга.
Асфиксию белых крыс с последующим оживлением проводили путем пережатия интубационной трубки. На заданных сроках в остром периоде после декапитации у животных забирали мозжечок. В латеральных участках полушарий мозжечка исследовались нейроны коры молекулярного слоя: малые звездчатые клетки, корзинчатые клетки; в ганглиозном слое – клетки Пуркинье; в зубчатом ядре – нейроциты больших и средних размеров. Интерферометрическое исследование звездчатых нейронов молекулярного слоя на ранних этапах после оживления показало достоверное увеличение показателей концентрации белков: через 1 час – до 1,29 пг/мкм 3 , что на 26,7% выше нормы; через 1 сутки – до 1,42 пг/мкм 3 , что на 39,2% больше, чем в контроле. В клетках Пуркинье ганглиозного слоя через 1 час после оживления содержание и концентрация общих белков в цитоплазме повышались и максимального значения достигли через сутки: концентрация составила 1,56 пг/мкм 3 (Р≤ 0,001), что на 26,9% выше, чем в контроле, а содержание белков увеличилось на 35,5%. В нейронах зубчатого ядра на ранних сроках постреанимационного периода изменения концентрации и содержания белков были сходны с изменениями нейронов ганглиозного слоя, через сутки после оживления концентрация общих белков в которых составила 1,84 пг/мкм 3 (Р≤0,001), что на 19% больше значений контрольной группы. Содержание белков увеличилось на 24% и составило 535,8 пг (Р≤0,001). Выявленная своеобразная резистентность нейронов молекулярного слоя мозжечка может быть связана с их функциональными особенностями регуляторного типа, изменяющими активность клеток ганглиозного слоя: они тормозят возбудимость клеток Пуркинье.
Сравнительная цитофотометрия нейронных популяций спинномозговых ганглиев полуподземных серых крыс и лабораторных белых крыс выявила различия количественных показателей структурных белков в нейронах. У крысы белой в сравнении с крысой серой в клетках шейного отдела количество белков оказалось меньше на 22,1% (Р≤0,001), а в клетках поясничного отдела, наоборот, больше на 36,6% (Р≤0,001). Причем в шейном отделе (ШО) более значимые изменения массы белков были выявлены в цитоплазме клеток (в цитоплазме – на 22,8%; в ядре – на 18,4%); в поясничном отделе (ПО), наоборот: в ядрах клеток в цитоплазме – на 35,4%, в ядре – на 40,6% (табл. 1).
Показатели содержания структурных белков в нейронах спинномозговых ганглиев шейного и поясничного отделов крыс
Читайте также: