К ВОПРОСУ О СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ НЕРВОВ ПЛЕЧЕВОГО СПЛЕТЕНИЯ У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ КЛАССОВ ЗЕМНОВОДНЫЕ И ПРЕСМЫКАЮЩИЕСЯ В СРАВНИТЕЛЬНОМ АСПЕКТЕ

Полный текст

Одной из актуальных проблем современной нейроморфологии является продолжение и развитие исследований периферического отдела нервной системы. В литературе, относящейся к этой проблеме, накопились весьма обширные материалы, свидетельствующие о неоспоримой не только теоретической ценности подобных исследований, но и об их клинико-физиологическом значении [1, 2, 3]. В настоящее время неврологическая и нейрохирургическая практика, а именно, активно развивающаяся реконструктивная микрохирургия периферических нервов, настоятельно требует от морфологов и экспериментаторов дальнейших детальных исследований структурной организации не только проводникового аппарата, но и стромы периферических нервов -невральных оболочек [4]. Соединительнотканные невральные оболочки являются специфическими тканевыми образованиями для периферических нервов и выполняют механическую, трофическую, барьерную и компенсаторно-приспособительную функцию в отношении проводникового аппарата, обеспечивают постоянство внутренней среды нервных стволов, выполняют активную роль в процессах развития и регенерации проводниковых элементов, участвуют в выработке и циркуляции внутриневральной жидкости [5, 6, 7]. Настоящая работа является одним из звеньев в цепи исследований морфологических особенностей организации соединительнотканных оболочек периферических нервов, на примере ветвей плечевого сплетения в филогенетическом ряду, проводимых в ГБОУ ВПО КГМУ на кафедре гистологии, эмбриологии, цитологии. Направлена на раскрытие микроструктурных особенностей проводникового и стро-мального компонентов периферических нервов у представителей класса земноводные и пресмыкающиеся [8, 9]. Материалы и методы Материалом для исследования послужили органокомплексы сосудисто нервных пучков (СНП) периферических нервов передней конечности иннервирующих мышцы сгибатели и мышцы разгибатели в области средней трети плеча. Материал был получен от позвоночных животных классов: земноводные - Лягушка прудовая (Pelophylax lessonae) и пресмыкающиеся - Ящерица прыткая (Lacerta agi-lis). Животных умерщвляли методом дислокации шейных позвонков. Все манипуляции проведены согласно международным правилам [10, 11]. На работу получено одобрение регионального этического комитета (выписка из протокола № 6 при ГБОУ ВПО КГМУ от 08.06.2009 г). Для гистологического изучения полученный материал (80 органокомплексов СНП с окружающими мышцами) фиксировали в 10% забуференном растворе формалина, заливали в парафин по стандартной методике, микротомировали и изготавливали гистологические срезы, толщиной 8-10 мкм. Полученные гистологические препараты окрашивали гематоксилином и эозином, по Маллори и пикрофуксином по Ван Гизону, пикросириус красным, по методу Вейгерта-Паля. Далее, микроскопировали и фотографировали на увеличениях х200 и х400 крат с документированием снимков в программе future winjoe. При световой микроскопии, изучали топографические особенности компонентов СНП, наличие и степень развития паранев-ральных соединительнотканных структур, сравнивая полученные данные между конечностями. На микрофотографиях, с помощью программы Imago J, измеряли площадь поперечного сечения СНП, нервных стволов, площадь эпиневрия, толщину эн-доневрия, периневрия, определяли количество миелиновых и безмиелиновых нервных волокон в стандартном поле зрения, их диаметр и толщину миелина. Морфометрическое исследование было проведено с учетом рекомендаций Г.Г. Автандилова, 1990 [12]. В окружающей нервные пучки, волокнистой соединительной ткани по цито- и кариологиче- 7 Российский медико - биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2016. Т. 24, № 3 ским признакам была проведена количественно-качественная оценка клеточного компонента ткани. Для объективизации формирования заключения о клеточной составляющей соединительнотканных оболочек периферических нервов, вычисляли соотношение клеток-резидентов (фибробласты, фиброциты и макрофаги) к клеткам-нерезидентам (гранулоциты, аг-ранулоциты, тучные клетки и плазмоци-ты) и получали, условно обозначенный, клеточный индекс по следующей формуле. КИ н+Э+Л+Мц+ТК+П ' ГДе Фб - фибробласты, Фц - фиброциты, Мф - макрофаги, Н - нейтрофилы, Э - эози-нофилы, Л - лимфоциты, Мц - моноциты, ТК - тучные клетки, П - плазмоциты. Статистическую обработку всех полученных цифровых данных выполняли в соответствии с современными представлениями о правилах математической обработки данных медицинских исследований. Все данные были проверены на соответствие нормальному распределению всех исследуемых параметров при помощи построения гистограмм с наложением нормальной кривой и нормальных вероятностных графиков и одновыборочного теста Колмогорова-Смирнова, в связи с чем, был использован непараметрический критерий Манна-Уитни (U) (Biostat). Достоверными считали отличия при р<0,05. Для описания выборочной совокупности данных использовали средние значения со стандартной ошибкой средних показателей или стандартным отклонением (M±m(o)). Для выявления значимой корреляционной связи между показателями использовали коэффициент ранговой корреляции Пирсона. Все вычисления выполнялись с помощью аналитического пакета приложения Excel Office 2010, лицензией на право использования которой, обладает КГМУ. Результаты и их обсуждение С целью макроскопического изучения периферических нервов, было проведено препарирование кожи с подкожной жировой клетчаткой по медиальной и латеральной поверхностям плеча в области средней трети. Периферический нерв сгибателей выглядел в виде плотного белого тяжа, расположенного вместе с крупными кровеносными сосудами (рис. 1А). При микроскопическом исследовании поперечных гистологических срезов СНП периферических нервов сгибателей было выявлено, что составными компонентами, являлись нервные стволы и крупные кровеносные сосуды артериального и венозного русла, отделенные друг от друга соединительнотканными оболочками. У представителей класса земноводных общее фасциальное влагалище СНП отсутствует или развито слабо. Площадь поперечного сечения СНП без достоверных отличий на конечностях варьировала от 0,614±0,017 мм2 на левой до 0,621±0,023 мм2 на правой конечности. Следует отметить, что на правой конечности нерв сгибателей состоял из четырех нервных пучков разного диаметра, площадь поперечного сечения которых в среднем составила 0,124±0,003 мм2 (рис. 1Б). Каждый нервный пучок покрыт собственным тонким периневрием, толщиной 4,049±0,011 мкм. При этом, на левой конечности, несмотря на то, что нерв сгибателей состоял из одного пучка большого диаметра, площадь его поперечного сечения была такой же, как справа (0,124±0,005 мм), а толщина окружающего периневрия составила - 4,257±0,015 мкм. Дистальнее нервных пучков располагались магистральные сосуды - крупная артерия с толстой мышечной стенкой и вена большого диаметра. При этом, площадь их поперечного сечения была достоверно (р<0,05) больше в 1,5 раза на левой конечности. Нервные волокна в нервных пучках расположены рыхло. В поле зрения преобладали миелиновые волокна, на долю которых приходилось 63% на левой и 58% на правой конечностях. Диаметры безмиелино-вых и миелиновых нервных волокон и толщина миелина представлены в таблице 1. 8 Российский медико - биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2016. Т. 24, № 3 Рис. 1. Микрофотография периферических нервов сгибателей плечевого сплетения в области средней трети плеча. Макроскопический вид (А) - в виде плотного белого тяжа. Микроскопический вид (Б) компонентов сосудисто-нервного пучка нервов сгибателей. Окрашено гематоксилином и эозином. Ув.х 200. На стрелке - нервные пучки Таблица 1 Значения диаметров безмиелиновых ^БМВ) и миелиновых нервных волокон (dМВ^), толщина миелина (НМ) периферических нервов сгибателей и разгибателей на правой и левой конечностях у представителей классов земноводные и пресмыкающиеся п/№ Периферические нервы Лягушка прудовая (Pelophylax lessonae) Ящерица прыткая (Lacerta agilis) dБМВ dМВ hМ dБМВ dМВ hМ 1 правые нервы сгибателей 5,718± 0,027* 7,289± 0,028* 2,864± 0,003* 2,834± 0,006 3,450± 0,008# 1,477± 0,002 2 левые нервы сгибателей 9,196± 0,041# 10,269± 0,052# 2,943± 0,009 3,470± 0,011* 4,389± 0,022* 1,782± 0,015 3 правый нерв разгибателей 5,234± 0,030* 6,663± 0,039* 2,168± 0,011* 2,078± 0,005 2,922± 0,008# 0,413± 0,001 4 левый нерв разгибателей 8,880± 0,039# 8,516± 0,037# 2,161± 0,001 2,377± 0,011* 4,042± 0,022* 1,510± 0,006# * - р<0,05 при сравнении данных у разных групп животных; # - р<0,05 при сравнении данных между конечностями В хорошо выраженных прослойках эндоневрия, толщиной 1,316±0,002 мкм, встречались кровеносные сосуды в количестве - 5-6 в поле зрения. Все компоненты сосудисто-нервного пучка располагались в рыхлой волокнистой соединительной ткани эпиневрия, площадь поперечного сечения которого составила: 0,381±0,019 мм2 на правой конечности и 0,362±0,021 мм на левой. Изучение кле точного компонента соединительной ткани эпиневрия выявило, преобладание кле-ток-резидентов над нерезидентами на обеих конечностях. При этом, значение клеточного индекса (КИ) было достоверно (р<0,05) больше на правой конечности и составило - 2,23. Периферический нерв, иннервирующий мышцы-разгибатели, имел также вид белой шнуроподобной структуры (рис. 2А). 9 Российский медико - биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2016. Т. 24, № 3 При микроскопическом изучении поперечных гистологических срезов СНП нерва разгибателей в области средней трети плеча, было выявлено, что общий фасциальный футляр слабо выражен (рис. 2Б). Площадь поперечного сечения СНП составила - 0,489±0,014 мм2 и 0,502±0,010 мм2 с преоб ладанием значении на левой конечности. При этом, площадь поперечного сечения окружающей соединительной ткани была на 10% меньше, чем в СНП нервов сгибателей и составила 0,350±0,014 мм и 0,337±0,010 мм2 на правой и левой конечности соответственно. Рис. 2. Микрофотография периферического нерва разгибателей в области средней трети плеча. Макроскопический вид (А) - в виде белой шнуроподобной структуры. Микроскопический вид (Б) компонентов сосудисто-нервного пучка нерва разгибателей. Окрашено пикросириус красным. Ув.х 200. На стрелке - нервные пучки В клеточном составе преобладали клетки фибробластического ряда, на долю которых приходилось 46-49% от общего количества клеток. Значения клеточного индекса (КИ) не имели достоверных отличий на конечностях и варьировали от 2,13 в эпиневрии левого нерва разгибателей до 2,45 в эпиневрии правого. По периферии СНП, в острых углах, так называемого треугольника, располагались кровеносные сосуды - артерия, площадь поперечного сечения которой, составила - 0,020±0,0006 мм и вена, площадью - 0,015±0,0004 мм , в центре - нервный ствол. Площадь поперечного сечения нервного пучка была в 1,2 раза меньше, чем на той же конечности в нервах сгибателей, на фоне отсутствия достоверных отличий в значениях площади поперечного сечения эпиневрия. Периневрий, окружающий нервный пучок, имел незначительное разделение на внутренний кле точный и наружный волокнистый слои, толщина его составила - 3,542±0,014 мкм на правой и 3,851±0,012 мкм на левой конечностях. От периневрия, внутрь нервного пучка отходят тонкие прослойки эндо-неврия, толщиной - 1,171±0,033 мкм, окружающие нервные волокна, морфометрические характеристики которых представлены в таблице 1. В поле зрения преобладали миелиновые волокна, на долю которых приходилось 53% (на правой конечности их количество было в 1,2 раза больше и составило 66%). На фоне чуть большего диаметра как безмиелиновых, так и миелиновых волокон, толщина миелина последних не имела достоверных отличий от правой конечности. В эндо-неврии встречаются мелкие и крупные кровеносные сосуды, в количестве 3-4 в поле зрения. При переходе позвоночных от водного образа жизни к наземному, происхо 10 Российский медико - биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2016. Т. 24, № 3 дит усложнение движений выполняемых грудной конечностью, увеличение степени физической нагрузки на конечность, что, в свою очередь, приводит к существенным структурным преобразованиям в стромальном и проводниковом аппаратах периферических нервов плечевого сплетения. При микроскопическом изучении поперечных срезов форма СНП, в большинстве случаев, была веретеновидной. Площадь его поперечного сечения в нервах сгибателей составила 0,059±0,001 мм2 на правой конечности и 0,062±0,001 мм на левой конечности. Снаружи СНП покрыт тонким, общим фасциальным футляром. Прослойки эпиневрия скудные, содержат в своем составе крупные сосуды, вокруг которых визуализируется много клеток с темными гранулами в цитоплазме. Волокна эпиневрия тонкие, расположены достаточно рыхло. Клеточный компонент представлен преимущественно клетками фибробластического ряда, на долю которых приходится около 43%. Площадь поперечного сечения окружающей соединительной ткани составила - 0,044±0,001 мм без достоверных отличий между конечностями. На правой конечности периферические нервы сгибателей были образованы 5 нервными пучками, практически равного диаметра, площадь их поперечного сечения составила - 0,009±0,001 мм2. На левой конечности (рис.3Б) периферические нервы сгибателей были образованы 6 нервными пучками, практически равного диаметра, площадь их поперечного сечения составила - 0,007±0,002 мм . Периневрий, окружающий нервные пучки, не имеет четкого подразделения на слои, его толщина на правой конечности была достоверно (р<0,05) меньше в 1,7 раз чем на левой. От периневрия внутрь нервных пучков отходят соединительнотканные прослойки эн-доневрия, толщина которого составила на правой конечности - 0,959±0,031 мкм, на левой конечности - 0,886±0,019 мкм. В рыхлых прослойках эндоневрия, в единичных случаях, встречаются мелкие кро веносные капилляры. В поле зрения преобладают фибробласты и фиброциты. Качественно-количественное исследование нервных волокон, образующих нервные пучки позволило выявить определенные закономерные изменения в их размерах и процентном соотношении. В поле зрения преобладали, как на правой, так и на левой конечности, миелиновые волокна, на долю которых приходилось 90% и 68% соответственно, морфометрические данные которых представлены в таблице 1. Сравнение % соотношения волокон выявило, что в нервных пучках у представителей земноводных преобладали волокна среднего размера, диаметр которых варьировал от 1 до 4 мкм, на их долю приходилось более 50%. У представителей класса пресмыкающихся более половины волокон было мелких, диаметром до 1 мкм. При световой микроскопии форма СНП нерва разгибателей была сигарообразной. В сравнении с земноводными, наблюдается достоверное (р<0,05) двукратное снижение площади поперечного сечения СНП. Снаружи, весь СНП заключен в собственное тонкое фасциальное влагалище и образован 2-3 нервными стволами и крупными кровеносными сосудами артериального и венозного русла, между которыми располагается соединительная ткань, обеспечивающая тесную взаимосвязь между компонентами сосудисто-нервного пучка и объединяющая их в анатомически и функционально единое целое (рис. 3А). Волокна эпиневральной соединительной ткани расположены более компактно и упорядоченно, в сравнении с земноводными. В поле зрения преобладали клетки фибробластического ряда (42%), количество тучных клеток увеличилось до 25%, а лимфоцитов до 5%, что и объясняет снижение в 1,3 раза КИ, по сравнению с теми же показателями у представителей земноводных (1,86 и 2,45 соответственно). На фоне достоверного (р<0,05) снижения в 2 раза, площади, занимаемой эпиневрием, соотношение этих значений к площади всего СНП осталось без изменений и со Российский медико - биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2016. Т. 24, № 3 ставило - 0,6 (у лягушки - 0,7). Нервные пучки, площадь поперечного сечения которых составила - 0,125±0,003 мм , покрыты плотно прилежащим периневрием, толщиной - 0,896±0,002 мкм. Интересно отметить, что несмотря на достоверное снижение (р<0,05) толщины периневрия в 4 раза в сравнении с земноводными, соотношение этого показателя к площади нервного пучка, осталось без изменений. В толще периневрия встречаются единичные кровеносные сосуды. Миелиновые и безмиелиновые волокна в нервных пучках расположены достаточно плотно и компактно, прослойки эндоневрия тонкие, их ширина составила - 0,783±0,015 мкм, в поле зрения встречаются единичные мелкие кровеносные сосуды. Рис. 3. Микрофотография сосудисто-нервных пучков нерва разгибателей (А) и нервов сгибателей (Б) в области средней трети плеча у представителей класса пресмыкающихся. Окрашено гематоксилином и эозином. Ув. х 200 На левой конечности количество нервных стволов в СНП нерва разгибателей было больше, чем на правой конечности и составило - 4 нервных пучка, два из которых, площадью поперечного сечения - 0,011±0,002 мм2 и 0,012±0,001мм2, находились в общем фасциальном футляре и были разделены тонкой прослойкой пери-неврия. Два других, большего диаметра (их площадь составила - 0,018±0,002 мм2 и 0,020±0,002 мм ), были разделены соединительнотканными прослойками меж-пучкового эпиневрия и находились на некотором расстоянии друг от друга. Площадь поперечного сечения окружающей соединительной ткани была в 1,2 раза меньше, чем на правой конечности и составила 0,116±0,001 мм2. В поле зрения преобладали клетки резиденты (фиброб-ласты - 29%, фиброциты - 15%, макрофаги - 21%) и мастоциты, на долю которых приходилось - 21% от общего числа клеток. Тонкий, плотно прилегающий периневрий, толщиной - 1,306±0,002 не имел подразделения на слои. Нервные пучки образованы плотно прилежащими друг к другу, миелиновыми и безмиелиновыми волокнами, диаметры которых превышали значения на правой конечности (табл. 1). Корреляционный анализ между площадью поперечного сечения СНП (Бснп), площадью нервного ствола (Бнп) и площадью окружающей соединительной ткани (8ст) выявил наличие корреляционных связей разной силы. Согласно шкале английского статиста Чеддока, между площадью поперечного сечения СНП и площадью поперечного сечения соединительной ткани у всех животных существует весьма высокая тесная связь. В нервах сгибателей между площадью поперечного сечения нервного ствола и площадью поперечного сечения всего 12 Российский медико - биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2016. Т. 24, № 3 СНП выявлена слабая прямая корреляционная связь. Между площадью поперечного сечения нервного ствола и площадью поперечного сечения соединительной ткани выявлена обратная зависимость, у представителей класса земноводных - высокая отрицательная, у представителей класса пресмыкающихся - умеренная отрицательная. В СНП нерва разгибателей было получено значение коэффициента корреляции Пирсона от 0,34 до 0,99, что также соответствуют высокой тесноте связи между площадью поперечного сечения СНП и площадью поперечного сечения соединительной ткани. Между площадью поперечного сечения нервного ствола и площадью поперечного сечения всего СНП выявлена умеренная прямая корреляцион-ная связь (табл. 2). Данные корреляционные связи являются статистически значимыми при р<0,01. Таблица 2 Результаты корреляционного анализа (по Пирсону) между некоторыми компонентами сосудисто-нервного пучка периферических нервов у представителей класса земноводные и пресмыкающиеся № п/п Название животного Название конечности Корреляционный анализ между ^снп + ^ст ^снп + ^нп ^нп + ^ст Периферические нервы сгибателей 1 Лягушка прудовая (Pelophylax lessonae) правая 0,99 0,27 -0,85 левая 0,94 0,25 -0,75 2 Ящерица прыткая (Lacerta agilis) правая 0,79 0,17 -0,43 левая 0,98 0,25 -0,52 Периферический нерв разгибателей 3 Лягушка прудовая (Pelophylax lessonae) правая 0,97 0,01 0,23 левая 0,99 0,36 0,28 4 Ящерица прыткая (Lacerta agilis) правая 0,91 0,36 0,11 левая 0,91 0,34 0,10 Выводы 1. Анализ полученных морфометрических данных, выявил, что более статичной структурой в периферическом нерве является проводниковый аппарат, а более динамичной - невральные оболочки. При этом, наиболее ярко выраженные структурные изменения наблюдаются в сосудисто-нервных пучках нервов сгибателей. 2. Изменение размеров одной невральной оболочки происходит в тесной взаимосвязи с морфометрическими характеристиками другой, что вполне объяснимо общностью их тканевого строения. В частности, достоверное (р<0,05) уменьшение площади эпиневрия от земноводных к пресмыкающимся, в 9 раз в нервах сгибателей и в 3 раза в нерве разгибателей, приводит к снижению толщины пе-риневрия в 3,3 раза. 3. Анализ клеточного компонента волокнистой соединительной ткани эпинев- 13 рия выявил, что на фоне преобладания клеток резидентов у всех изученных позвоночных животных, у представителей класса земноводных наблюдается преобладание клеток фибробластического ряда в 1,2 раза, в сравнении с представителями класса пресмыкающихся, что обуславливает большее значение клеточного индекса в 1,3 раза. 4. В строении периферических нервов грудной конечности в области средней трети плеча, на микроскопическом уровне были получены морфологические признаки билатеральной асимметрии. 5. Проведенный корреляционный анализ между компонентами сосудистонервного пучка нерва разгибателей и нервов сгибателей выявил прямую высокую и очень высокую корреляционную зависимость между площадью поперечного сечения сосудисто-нервного пучка и площадью окружающей волокнистой соединительной ткани эпиневрия.

Список литературы

Дополнительные файлы