ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗЛИЧНЫХ В ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОМ ОТНОШЕНИИ ЗОН КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС

Аннотация

В эксперименте на крысах-самцах изучались морфофункциональные изменения в новой, старой и древней коре головного мозга после однократного облучения в дозах 0,5 и 1,0 Гр. Установлено, что выраженность изменений и время наступления компенсаторных реакций в альтеративно измененных нервных клетках зависят от дозы облучения, времени после воздействия и филогенетического возраста отдела коры.

Полный текст

В настоящее время актуальной проблемой ученых является изучение реакции организма человека при воздействии различных неблагоприятных факторов и оценка его функциональных возможностей в процессе разных видов деятельности [5, 8]. Выявление закономерностей реакции человека на указанные воздействия, поиск средств профилактики и защиты проводят в экспериментах на различных видах животных, создавая адекватные экспериментальные модели [3, 4]. Эксперименты проводятся на животных, существенно отличающихся друг от друга в эволюционном отношении (грызуны, собаки и другие виды), поэтому результаты исследований оценивают с точки зрения сравнительной биологии и патологии с целью решения клинических проблем патологии человека. Таким образом, основная задача экспериментальных исследований состоит в исследовании общих закономерностей реагирования органов и систем у различных видов животных и человека на действие изучаемых факторов, обосновании принципов и разработке на их основе методических подходов для последующей экстраполяции полученных экспериментальных данных с животных на человека. Материалы и методы Эксперимент спланирован и проведен на базе Государственного научно -исследовательского испытательного института военной медицины МО РФ (г. Москва). В его основу положены данные о лучевой нагрузке у военнослужащих-ликвидаторов аварии на ЧАЭС и состоянии их здоровья в ранние и отдаленные сроки пострадиационного периода. Эксперимент проведен на 100 половозрелых крысах-самцах весом 200-230 г, в возрасте 1,5-2 месяцев к началу эксперимента. Животные подвергались общему равномерному однократному гамма-облучению спектр 1,2 МЭв в дозе 0,5 и 1,0 Гр. Мощность дозы облучения составляла 50 сГр/ч. Взятие материала производилось через 1 сут, 6, 12 и 18 мес после воздействия. Протокол экспериментов в разделах выбора, содержания животных и выведения их из опыта был составлен в соответствии с принципами биоэтики и правилами лабораторной практики, которые представлены в «Международных рекоменда 17 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №3, 2012 г. циях по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1985) и приказе МЗ РФ №267 от 19.06.2003 г. «Об утверждении правил лабораторной практики». Дозиметрический контроль равномерности облучения осуществлялся клиническим дозиметром 27012, стержневая камера которого располагалась в поле облучения. Неравномерность дозового поля составила ± 15%. Материалом исследования служили участки мозга, выделяемые согласно цитоархитек-тоническим картам [1, 2, 7] - вторичная моторная кора (кора верхней лобной извилины), прелимбическая (кора передней лимбической области), цитоархитектони-ческие поля СА1-СА4 гиппокампа и зубчатая фасция, пириформная зона древней коры. Фрагменты мозга фиксировали в 10%-ном растворе формалина, приготовленном на 0,2 М фосфатном буфере с последующей заливкой в парафин. Парафиновые срезы толщиной 4-5 мкм окрашивали гематоксилином Караци-эозином для обзорных целей, а для изучения цитоархитектоники - метиленовым синим по Нисс-лю. У каждого животного в изучаемых отделах подсчитывали по 300 нейроцитов. Анализировали форму клетки, особенности ее тинкториальных свойств, степень диф-ференцировки ядра и ядрышка. Выделяли следующие типовые формы морфологической изменчивости нервных клеток: пограничную, альтеративную и адаптационную. Количественный анализ морфологических изменений нейроцитов проводился согласно рекомендациям [6]. Полученные данные обрабатывались с помощью программ «Microsoft Excel 2003», «Statistica 6.0» for Windous. Статистический анализ количественных переменных основывался на вычислении средней величины, дисперсии, среднего квадратичного отклонения, ошибки среднего арифметического, коэффициентов ассиметрии и эксцесса. При этом учитывали характер закона распределения параметров: в условиях нормального распределения выборки для оценки вероятности различий использовали критерий Стьюдента, в остальных случаях - непа раметрический критерий Вилкоксона. Объем материала, необходимого для исследования, определяли методом аккумулированных средних. Достоверными при этом считались различия с вероятностью более 0,95 (Р<0,05). Результаты и обсуждение В результате проведенного эксперимента получены следующие данные. При однократном облучении в дозе 0,5 Гр во вторичной моторной коре и прелимбиче-ской коре значительные изменения выявляются в первые сутки после воздействия, но наиболее выраженными они становятся через 6 мес. Значительно уменьшается количество нормохромных (НХ) и увеличивается содержание гиперхромных (ГХ) нейроцитов. Объемы тела и ядра нервных клеток достоверно снижены (р<0,01). Более половины имели признаки периферического хроматолиза (р<0,01), лишь в отдельных клетках обнаруживался перинук-леарный либо очаговый хроматолиз. Достоверное снижене ядерно-цитоплазматического индекса (ЯЦИ) (р<0,001) сопровождалось увеличением ядрышко-ядер-ного индекса (ЯЯИ). Достоверно увеличивалось количество пикноморфных (ПМ) нейроцитов (р<0,01) и клеток нейроглии (ГЛ), среди последних преобладает макроглия (р<0,01). Через 1,5 года после облучения развиваются некоторые компенсаторные изменения. Увеличивается количество НХ, ГХ и ГП нейроцитов (р<0,001), однако среди них преобладают клетки с признаками перинуклеарного и очагового хроматолиза (р<0,01), достоверно увеличиваются значения объем ядра и ядрышка, ЯЦИ и ЯЯИ (р<0,01), однако не достигают уровня контроля. В гиппокампе и пириформной зоне в сроки до одного года изменения выражены в меньшей степени по сравнению с описанными выше. Количество НХ нейроцитов по сравнению с контролем снижается, при этом тела клеток и их ядра увеличиваются в объеме (р<0,001). Четверть от общего числа клеток имеют признаки периферического хроматолиза (р<0,01). Увеличению значения ЯЯИ сопутствует снижение 18 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №3, 2012 г. показателя ЯЦИ (р<0,01). Количество ГХ и ГП нейроцитов достоверно выше контрольных значений (р<0,01). В первые сутки после облучения в таких клетках преобладает периферический хроматолиз, а спустя 6 мес - перинуклеарный и очаговый (р<0,001). Число ПМ нейроцитов возрастает в два раза по сравнению с контролем (р<0, 01). Среди глиоцитов более половины составляют клетки макроглии. К концу срока наблюдения (1,5 года) соотношение различных форм нейроцитов в пириформной зоне и гиппокампе приближаются к контрольным цифрам, но полного восстановления не происходит. Однократное облучение в дозе 1 Гр сопровождается значительным изменением соотношения различных форм нейро-цитов и их параметров. В первые сутки после воздействия во вторичной моторной и прелимбической коре наблюдается уменьшение количества НХ нейроцитов и значений объема их ядер и ядрышек. В клетках регистрируются периферический и очаговый хроматолиз. Поскольку изменения параметров тела, ядра и ядрышка нервных клеток происходили синхронно, то существенного изменения значений индексов не наблюдалось. Уменьшение количества ГП нейроцитов сопровождается небольшим увеличением размеров их тела, ядра и ядрышка. Количество ГХ нейроцитов увеличивается вдвое. Объем клеток, ядра и ядрышка уменьшается (р<0,001). В большинстве таких клеток наблюдаются периферический и очаговый хроматолиз. Значительно увеличивается количество ПМ клеток (р<0,01). В древней и старой коре в первые сутки происходят сходные изменения в виде увеличения количества ГП и ГХ, ПМ нейронов и уменьшения нормохромных клеток. К концу срока наблюдения происходит некоторое увеличение количества НХ ней-роцитов в которых преобладает перинук-леарный хроматолиз и возрастают значения ЯЦИ и ЯЯИ. Вместе с тем происходит уменьшение количества ГХ нейроцитов, в которых преобладает перинуклеарный и очаговый хроматолиз, а также возрастают значения ЯЦИ и ЯЯИ. Во вторичной мо торной и прелимбической коре через 1,5 года после облучения наблюдается незначительное увеличение количества НХ нервных клеток по отношению к предыдущим срокам исследования. В них преобладает перинуклеарный хроматолиз, возрастают значения ЯЦИ и ЯЯИ. Отмечается уменьшение количества ГХ нейро-цитов, для которых характерно преобладание перинуклеарного хроматолиза и увеличение ЯЦИ и ЯЯИ. Уменьшается численность ПМ нейронов, однако эти значения остаются существенно ниже контрольных цифр. Выводы При однократном облучении в дозах 0.5.и 1 Гр во всех исследуемых отделах ЦНС развиваются однотипные морфофункциональные изменения нейронов, отличающиеся соотношением различных типов морфологической изменчивости. Следует отметить, что альтеративные изменения, развивающиеся в ответ на облучение, в древней и старой коре протекают преимущественно по типу гипохромной гидропической нейронодистрофии, тогда как в новой коре эти изменения протекают по гиперхромному типу. Процесс восстановления в нейроцитах древней и старой коры происходит значительно быстрее, в нейронах новой коры он более пролонгирован. После облучения в дозе 1 Гр изменения в нейроцитах оказываются более выраженными во всех исследуемых отделах коры головного мозга, однако к концу срока наблюдения значения исследуемых параметров не достигают контрольных цифр. Таким образом, выраженность изменений и время наступления компенсаторных реакций в альтеративно измененных нервных клетках зависят от дозы облучения, времени после воздействия и филогенетического возраста отдела коры.