Миндалевидный комплекс мозга в системе регуляции репродуктивных функций организма (13.04.2009)

Автор: Хисматуллина Зухра Рашидовна

Промежуточное положение между экранными и ядерными центрами занимают межуточные формации (Филимонов, 1949), клеточные массы которых имеют тенденцию к расслоению, но еще не формируют четко дифференцирующихся слоев. Определяющим признаком в них является отсутствие сетчатых слоев, которые присутствуют в экранных центрах за счет переплетения отростков составляющих их нейронов. Это подтверждено нами с использованием метода Гольджи. К межуточным формациям относятся переднее кортикальное ядро, медиальное ядро и передняя амигдалярная область, для характеристики их гетероморфных частей нами использован термин «зона». Территория МК, свободная от ядерных, экранных и межуточных формаций, занята переходными зонами и волокнистыми прослойками.

Анализ цитоархитектоники переднего отдела и нейронной организации входящих в его состав структур дал ключ к пониманию филогенетического возраста структур. Для филогенетически древних отделов мозга характерно преобладание длинноаксонных редковетвистых нейронов, а для филогенетически более молодых - преобладающим типом нейронов становятся длинноаксонные густоветвистые (Леонтович, 1978).

Приведенные выше сведения о нейронной организации структур переднего отдела МК показали, что его территория делится на две части. Медиальную (меньшую по величине), в которой преобладают длинноаксонные редковетвистые нейроны, и латеральную, где в большей степени представлены длинноаксонные густоветвистые нейроны. Среди последних в ряде ядер (базолатеральном и латеральном) есть немало длинноаксонных густоветвистых нейронов, обладающих характеристиками корковых нейронов.

Распределение длинноаксонных редковетвистых и длинноаксонных густоветвистых нейронов позволяет говорить о присутствии на территории МК двух нейронных систем – редковетвистой и густоветвистой (Леонтович, 1978). В состав редковетвистой нейронной системы МК входят медиальное ядро, передняя амигдалярная область, медиальная часть поверхностной клеточной зоны переднего кортикального ядра, медиальное субъядро центрального ядра и вставочные массы. Густоветвистая нейронная система включает в себя латеральное, базолатеральное, эндопириформные ядра и пириформную кору.

Репродуктивные центры переднего отдела МК, к которым относятся передняя амигдалярная область, медиальное и переднее кортикальное ядра, находятся на территории редковетвистой нейронной системы МК, что свидетельствует о том, что они появляются на ранних этапах филогенетического развития позвоночных. Это обстоятельство легко объяснимо с точки зрения их функции – свойство воспроизведения является самым важным свойством организмов, направленным на сохранение особей и вида в ходе эволюции.

Во всех репродуктивных центрах переднего отдела преобладающим классом нейронов являются длинноаксонные редковетвистые нейроны типа короткодендритных, которым приписывают участие в нейроэндокринных взаимоотношениях (Леонтович, 1978, Ахмадеев, Калимуллина, 2007). Ориентируясь на локализацию этих нейронов, мы определяли положение вводимых в мозг электродов в эксперименте по изучению ростро-каудального градиента в структурно-функциональной организации МК.

В работе приведены подробные данные анализа структурно-количественных характеристик (измерения абсолютных и удельных площадей) различных формаций переднего отдела, а также результаты математико-статистического анализа их формообразующих функций.

Полученные данные показали, что на ростральном уровне переднего отдела наибольшая площадь занята палеокортикальными и межуточными формациями. Полученные данные при использовании рангового показателя корреляции по Спирмену свидетельствуют о том, что определяется высокая степень корреляции между величинами общей площади и размерами площади, занятой как структурами палеокортекса, так и ядерными структурами. Это показывает, что ядерные и палеокортикальные структуры являются равноправными партнерами при формировании общей конструкции МК.

Результаты планиметрирования каудального уровня переднего отдела показали, общая площадь МК, составляющая 1517,91±61,6 ус.пл.ед.(5,706 мм2) распределяется между четырьмя категориями структур практически поровну. и можно говорить о практически «равноправном» их представительстве на территории МК. Величина рангового показателя корреляции по Спирмену свидетельствуют о том, что существуют тесная связь между общей площадью МК и площадью межуточных формаций, при отсутствии таковой с площадью ядерных, экранных структур и переходных зон. Обнаруженный факт указывает на наличие важных функций у межуточных формаций МК, включая и участие в регуляции репродуктивных процессов, которые рассматриваются в нашей работе.

Результаты структурно-количественного анализа переднего отдела показали соотношение представительства ядерных, экранных и межуточных формаций на его территории. Они подтвердили данные изучения нейронной организации и цитоархитектонического анализа переднего отдела, впервые показав, что передний отдел МК является ядерно-палеокортикальным компонентом мозга. Значительная часть площади МК занята репродуктивными центрами (переднее кортикальное ядро, передняя амигдалярная область), которые по своей структурной организации представляют собой межуточные формации и находятся на территории редковетвистой нейронной системы МК.

3.2 Цитологическая характеристика нейроэндокринных нейронов

репродуктивных центров переднего отдела МК

На ростральном уровне основная масса нейронов, находящихся в поверхностной клеточной зоне переднего кортикального ядра, концентрируется в срединных зонах. В медиальной части поверхностной клеточной зоны хорошо выражен полиморфизм нейронов, которые носят характер либо кариохромных, либо светлых нейронов. Для кариохромных нейронов характерно наличие интенсивно окрашенного крезиловым фиолетовым клеточного ядра и узкого ободка цитоплазмы. В светлых нейронах клеточное ядро богато эухроматином, с хорошо выявляющимся ядрышком, цитоплазма содержит небольшие количества мелкоглыбчатой базофильной субстанции. Кроме мелких и средних нейронов определяются и отдельные крупные нейроны. Они имеют пирамидообразные, веретеновидные или сферические тела, в которых находится мелкозернистая базофильная субстанция. Крупное ядро имеет больших размеров ядрышко, мелкозернистый хроматин, диффузно распределённый в кариоплазме. Главные дендриты у пирамидообразных клеток смотрят в сторону глубокой зоны. В латеральной части поверхностной клеточной зоны больше (по сравнению с медиальной частью) становится пирамидообразных клеток. Они имеют крупные ядра с четко выделяющимся ядрышком и большие количества базофильной субстанции.

Глубокая клеточная зона содержит большее число крупных нейронов по сравнению с поверхностно-клеточной зоной. Ярко выражен полиморфизм: он проявляется не только различными размерами тел, но и вариабельностью окрашиваемости ядра и цитоплазмы, предопределяемой различиями в содержании гетерохроматина, эухроматина и базофильной субстанции. Нейроны, для которых характерно наличие светлого, богатого эухроматином, клеточного ядра и наличие мелкоглыбчатых скоплений хроматофильной субстанции в цитоплазме обозначены нами как цитохромные.

На каудальном уровне переднего отдела поверхностная клеточная зона переднего кортикального ядра содержит большое количество клеточных элементов, это преимущественно мелкие нейроны, носящие характер кариохромных или светлых нейронов. В поверхностной зоне медиальной части ядра встречаются крупные и средние нейроны светлого или кариохромного типа, что не характерно для латеральной части поверхностной зоны.

Характерной чертой медиальной части поверхностно-клеточной зоны переднего кортикальной ядра на каудальном уровне переднего отдела является полиморфизм. Примерно в равных количествах присутствуют мелкие, средние и крупные нейроны. Кариохромные нейроны обладают мелкими и средними размерами, светлые - преимущественно среднего размера, крупные нейроны являются цитохромными и обладают либо пирамидообразной, либо веретеновидной формой. Для цитохромных нейронов характерно наличие малых или умеренных количеств хроматофильной субстанции. Много переходных форм между светлыми кариохромными и цитохромными нейронами, но вариабельность особенно велика среди цитохромных нейронов - как по количеству эухроматина, так и степени развития эргастоплазмы.

В латеральной части поверхностно-клеточной зоны большинство нейронов обладает средними размерами и носит переходный характер между светлыми и кариохромными нейронами. Наиболее крупные нейроны, обладающие чертами цитохромных и светлых нейронов, концентрируются в краевых частях глубокой зоны, которые примыкают, с одной стороны, к глубокому слою пириформной коры, а с другой - к медиальному ядру. Кроме крупных нейронов, есть и средние и мелкие нейроны кариохромного типа.

Нейроны передней амигдалярной области имеют различные размеры. Тела крупных нейронов обладают полигональной формой, у них выявляются два или три крупных дендрита, содержащих в своих проксимальных частях базофильное вещество. Крупные нейроны имеют массивные тела, цитоплазма содержит большое количество глыбок и зерен хроматофильного вещества, вследствие чего они хорошо выделяются среди остальных нейронов. Средние нейроны имеют округло-овальную форму тела, центрально расположенное светлое ядро. Мелкие нейроны обладают узким ободком цитоплазмы, в которой определяются небольшие количества хроматофильной субстанции.

Большая часть средних по размерам нейронов носит характер кариохромных, но среди средних нейронов есть и определённый процент светлых. Кроме средних нейронов, носящих характер кариохромных и светлых, в составе передней амигдалярной области встречаются и крупные кариохромные нейроны.

Как показали приведённые исследования цитологии нейронов на световом уровне, все нейроны передней амигдалярной области и переднего кортикального ядра могут быть разделены на три большие группы: кариохромные, светлые и цитохромные.

При изучении в электронном микроскопе вся популяция указанных нейронов носила характер тёмных нейронов, для которых была характерна высокая электронная плотность, как ядра, так и цитоплазмы, и светлых – с высокой проницаемостью для электронов, что приводило к формированию светлого фона, на котором хорошо выявлялись все ультраструктуры клетки. Есть и переходные формы нейронов, в которых светлое ядро сочетается с тёмной цитоплазмой вследствие её богатства тёмным гранулярным материалом и свободными рибосомами. Анализ электронно-микроскопических эквивалентов темных и светлых нейронов, изученных нами в передней амигдалярной области и в переднем кортикальном ядре, показал:

а) «темные» нейроны имеют крупное электронноплотное ядро, богатое РНП-гранулами, узкий перикарион, содержащий большое количество рибосом, крупные светлые митохондрии и гипертрофированный комплекс Гольджи с признаками секреторной активности. Эти нейроны соответствуют кариохромным нейронам, описанным нами на светооптическом уровне.

Выявленные нами особенности структурной организации ядра и рибосомального аппарата темных нейронов свидетельствуют об интенсивных процессах белкового синтеза. По своей структурной организации, выявленные нами «темные» нейроны передней амигдалярной области и переднего кортикального ядра имеют сходные черты организации с перикарионами нейронов нейросекреторных ядер гипоталамуса.

б) «светлые» нейроны, имеющее богатое эухроматином ядро, более широкий перикарион, содержащий узкие или умеренные расширенные канальцы гранулярной цитоплазматической сети, небольшие количества свободных рибосом, так же в перикарионе определяются везикулы с плотным центром, размеры которых варьирую от 75 до 300 нм, размеры, которых позволяют предполагать, что в них могут содержаться нонапептиды, пептиды или катехоламины.Определяются темные митохондрии и группы лизосом. Эти нейроны являются эквивалентом светлых нейронов, выявленных нами на светооптическом уровне.

в) цитохромные нейроны имеют большие размеры, чем светлые и темные нейроны. Крупное светлое ядро в этих нейронах окружено значительной массой цитоплазмы, содержащей хорошо развитую гранулярную цитоплазматическую сеть отдельные канальцы которой, накладываясь друг на друга, формируют стопки (тельца Ниссля). По своим характеристикам они соответствуют классическим нейронам и крупным нейроэндокринным нейронам.

Глиальные элементы представлены астроцитарной (протоплазматической и волокнистой) глией, олигодендроглией. Отростки астроцитов, выявляющиеся около сосудов набухшие, в некоторых из них наблюдаются липидные капли и везикулы с плотным центром. Эндотелий сосудов имеет многочисленные микроворсинки, высота которых достигает 1,5-2,0 мкм, что свидетельствует о функциональной активности этих клеток.

В составе нейропиля находятся крупные терминали, содержащие многочисленные везикулы с плотным центром, диаметр которых колеблется от 70-120 нм. Они хорошо выделяются на фоне нейропиля осмиофильным содержимым. Выявлено немало терминалей с пустыми пузырьками того же диаметра.

Итак, цитология нейронов двух репродуктивных центров переднего отдела характеризуется своеобразием. Последнее заключается в том, что для каждой из зон характерен свой набор нейронов. Для передней амигдалярной области это средние и крупные кариохромные нейроны. В переднем кортикальном ядре выражен полиморфизм и имеет место представительство трех типов нейронов – кариохромных, светлых и цитохромных. В медиальной части поверхностноклеточной зоны на фоне мелких и средних кариохромных нейронов появляется крупные цитохромные нейроны, обладающие пирамидообразной формой. Количество таких крупных цитохромных пирамидообразных нейронов прогрессивно возрастает в латеральной части поверхностной клеточной зоны, и имеющий место полиморфизм в этой части переднего кортикального ядра присутствует среди указанного типа нейронов. В глубокой зоне имеет место представительство всех трех указанных типов нейронов, различающихся ещё и по своим размерам, что предопределяет выраженный полиморфизм этой части ядра. Проведенное электронно-микроскопическое исследование нейронов передней амигдалярной и переднего кортикального ядра показало, что они могут быть разделены на две основные группы: темные и светлые. Темные нейроны соответствуют описанным с помощью светового микроскопа кариохромным нейронам, светлые - светлым и цитохромным нейронам.

CART (cocaine-amphetamine-regulated transcript) пептид выявлен иммуноцитохимической реакцией как в нейронах изучаемых нами репродуктивных центров, так и в составе поверхностных слоев переднего кортикального ядра, медиального ядра и передней амигдалярной области.

В передней амигдалярной области иммунореактивные нейроны имеют крупные и средние размеры. При этом выраженная иммунореактивность имеет место в крупных нейронах, обладающих угловатой формой, интенсивность осадка в средних нейронах, тела которых обладают округло-овальной формой, ниже. Нейроны средних размеров распределены по всей территории, занимаемой передней амигдалярной областью и образуют сеть. В переднем кортикальном ядре определяются среднего размера нейроны, с угловатой формой тел и умеренной экспрессией CART-пептида, Они встречаются чаще в составе глубокой зоны ядра, а также в медиальной части поверхностно-клеточной зоны. В медиальном ядре нейроны имеют средние размеры, форма тел иммунореактивных нейронов различная - от округло-овальных до полигональных, среди них встречаются и веретенообразные.

На ростральном уровне переднего отдела на препаратах с иммунореактивными структурами выделяется полоску хорошо прокрашенных волокон, берущих начало на границе с супраоптическим ядром гипоталамуса. Волокна полоски строго ориентированы и заканчиваются на границе с ядром латерального обонятельного тракта. На каудальном уровне переднего отдела МК полоска иммунореактивных волокон становится плотнее и шире. Подходя вплотную к переднему кортикальному ядру, волокна расщепляются.

3.3 Репродуктивные центры МК в системе обратных связей с гонадами в динамике эстрального цикла.

Нами изучены электронно-микроскопические характеристики нейронов передней амигдалярной области и переднего кортикального ядра крыс линии Вистар на стадии эструса и метаэструса.

Исследование электронно-микроскопических характеристик нейронов передней амигдалярной области у крыс на стадии эструс показало, что большинство (60%) нейронов находится в состоянии умеренной (25%) или повышенной функциональной активности (35%). Это отражается как на состоянии хроматина, так и ультраструктур цитоплазмы.

В клеточных ядрах нейронов передней амигдалярной области отмечаются признаки транскрипционной активности, что проявляется наличием очаговых скоплений интерхроматиновых гранул и перихроматиновых фибрилл. Интерхроматиновые гранулы выделяются четкой осмиофилией и имеют размер 20-25 нм. Скопления, формируемые ими, различны по величине в разных нейронах. Перихроматиновые фибриллы выявляются около гетерохроматина под внутренней ядерной мембраной или около его глыбок в центральных зонах кариоплазмы. Ядрышко увеличено, содержит гранулярный компонент. В нем выявляются фибриллярные центры, количество которых колеблется от двух до четырех. Перинуклерное пространство имеет ширину до 120-160 нм и переходит в расширенные канальцы гранулярной эндоплазматической сети. Ядерные поры выявляются четко, на тангенциальных срезах видны глобулярные белки поровых комплексов. Поверхность клеточного ядра неровная из-за складок, при этом их выраженность в разных зонах поверхности ядра и в разных нейронах имеет различную выраженность.

В цитоплазме определяется хорошо развитая сеть канальцев гранулярной эндоплазматической сети, просвет которых значительно расширен. Между канальцами эндоплазматической сети находятся полисомы, имеющие вид розеток из 6-8 рибосом. Размеры митохондрий и их число увеличены, матрикс обладает электронной плотностью, кристы хорошо различимы, располагаются поперек длинной оси. Митохондрии располагаются во всех зонах цитоплазмы. Гипертрофия комплекса Гольджи проявляется расширением просвета цистерн и увеличением числа транспортных пузырьков. Он располагается около ядра и в срединных зонах цитоплазмы. Около комплекса Гольджи видны формирующиеся мелкие и крупные осмиофильные капли секрета. В цитоплазме определяются многочисленные лизосомы, липофусциновые гранулы и липидные капли, наблюдается формирование мультиламилярных и мультивезикулярных телец. Выявляемые везикулы с плотным центром имеют размер от 50 до 250 нм. Состояние таких нейронов может быть определено как состояние «умеренной активности»

Для нейронов, находящихся в состоянии «повышенной функциональной активности» характерна большая выраженность показателей транскрипционной активности. Это проявляется крупными размерами ядрышка, наличием в нем не менее пяти фибриллярных центров, присутствием значительных скоплений интерхроматиновых гранул, четко выявляющимися перихроматиновыми фибриллами.

Меньшая часть нейронов передней амигдалярной области находится в состоянии, которое можно оценить как режим спокойного функционирования. Для них характерно наличие светлого, богатого эухроматином, клеточного ядра с расположенным в его центральных зонах компактным ядрышком. Перинуклерное пространство узкое (50 нм). В кариоплазме отдельные мелкие гранулы – интерхроматиновые (20 нм) и перихроматиновые (от 40 до 60 нм). Ядрышко имеет четкие контуры, в нем выявляются один или два крупных светлых фибриллярных центра. Небольшие глыбки конденсированного хроматина располагаются равномерно в различных зонах кариоплазмы. В различных зонах цитоплазмы представлены узкие канальцы гранулярной ЦС, небольшие скопления полисом и умеренное количество митохондрий с поперечно расположенными кристами. Матрикс митохондрий обладает умеренной осмиофилией. Комплекс Гольджи представлен стопками уплощенных цистерн различной протяженности, располагается в перинуклеарной зоне. В цитоплазме клеток выявляются первичные лизосомы и отдельные липофусциновые гранулы.

Глия передней амигдалярной области представлена протоплазматическими астроцитами и олигодендроцитами. Отростки астроцитов, выявляющихся около сосудов, набухшие, в некоторых из них определяются липидные капли и везикулы с плотным центром. Эндотелий сосудов имеет многочисленные микроворсинки, высота которых достигает 1,5 – 2 мкм.

В составе нейропиля находятся крупные терминали, содержащие многочисленные везикулы с плотным центром, диаметр которых колеблется от 70 до 120 нм. Они хорошо выделяются на фоне нейропиля осмиофильным содержимым. Выявлено немало терминалей с электронно-прозрачными пузырьками того же диаметра.


загрузка...