Введение к работе
Актуальность темы. Исследование структуры и функции узлов автономной нервной системы представляет интерес для нейробиологии. Это связано с тем, что в отличие от мозговых структур, автономные узлы имеют более простые связи, а также в связи с их периферическим расположением, более удобны для исследования. Тем не менее, по особенностям организации, ганглии автономной нервной системы весьма разнообразны. Согласно последним данным, периферические узлы автономной нервной системы представляют собой не только промежуточную станцию на пути импульсов от ЦНС к внутренним органам, но и являются низшими интегративными центрами. Имеются данные о наличии в структуре узлов наряду с эфферентными еще и чувствительных клеток, а также интернейронов (И.А.Булыгин, 1964, 1976, 1978, 1979; А.Д.Ноздрачев, 1969, 1978, 1983; 2001; В.И.Скок, 1970; Н.Г.Колосов, 1972; Gabella, 1976; А.Г.Кнорре, И.Д.Лев, 1977; А.Д.Ноздрачев, Ю.П.Пушкарев, 1980; В.И.Скок, А.Я.Иванов, 1989; В.Н.Швалев с соавт., 1992; А.Д.Ноздрачев, А.В.Янцев, 1995; McLachlan, 1995; А.Д.Ноздрачев, Е.И.Чумасов, 1999; А.Д.Ноздрачев, М.М.Фатеев, 2002; Jnig, 2006)
По сравнению с другими симпатическими узлами, в наибольшей мере функции ганглия как интегративного центра присущи превертебральным узлам солнечного сплетения, где наличие не только эфферентных, но и афферентных нейронов доказано морфологическими и физиологическими методами (И.А.Булыгин, 1964, 1976, 1978, 1979;; А.Д.Ноздрачев, 1978, 1983; Jnig, 2006). Тем не менее, имеются существенные различия в анатомическом строении узлов солнечного сплетения у крупных и мелких лабораторных животных (П.И. Лобко, 1976; А.Д.Ноздрачев, Е.Л.Поляков, 1998; 2001; Quinson et al., 2001). Однако сведения о морфологических особенностях узлов солнечного сплетения у крыс разного возраста являются недостаточными.
В онтогенезе нейронная организация симпатических ганглиев сопровождается возрастными изменениями, сопровождающимися изменением морфологии нейронов, проявляющейся в увеличении размеров клеток и числа дендритов (Шевелева В.С., 1977; Purves, 1985; Masliukov, 2000), изменением нейрохимических особенностей (Masliukov, Timmermans, 2004; А.Д.Ноздрачев, П.М.Маслюков, 2011). В основном, имеющиеся сведения касаются паравертебральных узлов. Однако, отсутствуют данные об особенностях морфометрических и нейрохимических характеристик нейронов превертебральных узлов в литературе отсутствуют.
Достаточно подробно исследованы связи нейронов узлов солнечного сплетения с внутренними органами, в частности с органами желудочно-кишечного тракта (П.И. Лобко, 1976; Boyd et al., 1996; Quinson et al., 2001; Hayakawa et al., 2007). Известно, что основные проекции нейронов узлов солнечного сплетения направлены к желудку и тонкой кишке (Quinson et al., 2001; Hayakawa et al., 2007). Установлено, что в онтогенезе в паравертебральных узлах происходит изменение числа связей нейронов узлов с органами-мишенями (Masliukov et al., 2000). Тем не менее, в современной литературе имеется крайне мало данных о возрастных изменениях иннервации желудочно-кишечного тракта превертебральными узлами.
Цель исследования - выявление анатомических особенностей превертебральных узлов солнечного сплетения крысы, связей нейронов узлов с органами желудочно-кишечного тракта, нейрохимического состава нейронов у крыс в процессе возрастного развития.
Задачи исследования:
-
Определить анатомические особенности, варианты отхождения ветвей узлов солнечного сплетения у крыс в процессе возрастного развития.
-
Установить связи нейронов солнечного сплетения крыс, иннервирующих желудок и кишку в постнатальном онтогенезе.
-
Выявить морфометрические характеристики нейронов узлов солнечного сплетения, а также рассчитать число нейронов в узлах у крыс в постнатальном онтогенезе
-
Определить иммуногистохимические характеристики нейронов узлов солнечного сплетения у крыс разного возраста.
Научная новизна работы. В результате нейроанатомических исследований методом препаровки установлены основные анатомические варианты узлов солнечного сплетения. Узлы солнечного сплетения у крыс всех возрастных групп представлены тремя узлами: парными левым и правым чревными узлами и непарным краниальным брыжеечным. Чревные узлы в основном имеют эллипсовидную форму, в отдельных случаях у животных до 10 суток жизни встречается шаровидная форма. Форма краниального брыжеечного узла, начиная с 20 суток жизни, из эллипсовидной становится треугольной.
Размеры и объем левого и правого чревного узлов достоверно не отличаются друг от друга. Размеры краниального брыжеечного узла достоверно меньше по сравнению с левым и правым чревным узлом, начиная с 10 суток жизни. Однако в онтогенезе размеры узлов увеличиваются гетерохронно. Наибольшие размеры и скорость роста, начиная с 20 суток жизни, отмечаются в левом чревном узле, наименьшие – в краниальном брыжеечном узле.
Наибольшие вариации в характере отхождения ветвей наблюдаются в левом чревном узле по сравнению с правым чревным узлом и краниальным брыжеечным узлом. Возрастных различий в характере отхождения ветвей не отмечено.
При определении морфометрических параметров нейронов узлов солнечного сплетения крысы в постнатальном онтогенезе установлено, что размеры нейронов увеличиваются в несколько раз. После рождения происходит последовательное увеличение площади сечения нейронов и их максимального диаметра, что закономерно влечет уменьшение плотности нервных клеток на центральных срезах. Форма нейронов в процессе возрастного развития не меняется, остается овальной формы в сечении. Тем не менее, у старых крыс также отмечались клетки неправильной формы со сморщенными ядрами.
Параллельно возрастанию размеров происходит снижение средней плотности расположения нейронов на срезах ганглия. В онтогенезе рассчитанное число нейронов в левом и правом чревном узле, а также в краниальном брыжеечном узле достоверно не меняется.
Получены новые данные о том, что уже у новорожденных животных в узлах солнечного сплетения большая часть нейроцитов содержит одновременно фермент синтеза катехоламинов - тирозингидроксилазу и нейропептид Y. В дальнейшем, в ходе возрастного развития, процент таких нейронов увеличивается, в то время как доля кальбиндин-иммунопозитивных нейронов после первых 10 суток жизни значительно уменьшается до второго месяца жизни.
У животных всех возрастных групп обнаруживались нейроны, иммунореактивные к вазоинтестинальному пептиду, соматостатину и холинацетилтрансферазе. Число нейронов было очень мало и составляло доли процента. В процессе возрастного развития процент таких нейронов достоверно не менялся.
Уже с момента рождения наибольший процент нейронов, иннервирующих желудок и тонкую кишку, обнаруживается в чревном узле по сравнению с краниальным брыжеечным узлом. Число нейронов, иннервирующих указанные органы, возрастает в первые 10 суток жизни. Все нейроны, посылающие волокна к желудку и тонкой кишке, содержат фермент синтеза катехоламинов – тирозингидроксилазу. Примерно в половине из них, у животных различных возрастных групп выявляется нейропептид Y. Однако доля нейронов, иннервирующих указанные органы и содержащих кальций-связывающий белок кальбиндин, резко снижается в промежутке от момента рождения до первых 20 суток жизни.
Научная и практическая значимость работы. В результате исследования получены новые данные, раскрывающие анатомические особенности узлов солнечного сплетения и их ветвей, связей нейронов узлов, содержащих различные нейротрасмиттеры, с желудком и кишкой в постнатальном онтогенезе. Это представляет интерес для понимания закономерностей иннервации внутренних органов брюшной полости, а также механизмов регуляции эмбрионального и постнатального развития нервной системы, внутренних органов и тканей. Полученные морфологические характеристики ветвей и иммуногистохимические особенности нейронов узлов солнечного сплетения могут использоваться в проведении морфологического и физиологического эксперимента, в учебном процессе и, с учетом видовых особенностей, экстраполироваться на человека. Конкретные результаты проведенного исследования могут использоваться как новые сведения о структуре и функции узлов солнечного сплетения в учебном процессе на кафедрах анатомии и физиологии.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Анатомически узлы солнечного сплетения крысы к моменту рождения являются сформированными.
-
Структура ветвей узлов солнечного сплетения характеризуется вариабельностью, однако возрастной вариабельности не наблюдается.
-
Независимо от возраста, наибольший вклад в иннервацию желудка и кишки у крыс вносят чревные узлы по сравнению с краниальным брыжеечным узлом
-
Популяции нейронов узлов солнечного сплетения с различными нейрохимическими характеристиками развиваются гетерохронно.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на 1-й совместной конференции ISAN/AAS (Бузиос, Рио-де-Жанейро, Бразилия, 2011), XIV международном совещании и VII школе по эволюционной физиологии (Санкт-Петербург, 2011), V Всероссийской с международным участием школы-конференции по физиологии кровообращения (Москва, 2012), XI конгрессе международной ассоциации морфологов (Самара, 2012), 10-й международной конференции по NPY-PYY-PP (Монреаль, Канада, 2012), 41 ежегодном съезде общества нейробиологов (Новый Орлеан, США, 2012), VIII всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем», посвященной 220-летию со дня рождения академика К. М. Бэра (Санкт-Петербург, 2012).
Внедрение результатов в практику. Полученные нормативные данные о морфологических характеристиках ветвей и иммуно-гистохимических особенностях нейронов узлов чревного сплетения используются в учебном процессе на кафедрах анатомии человека, нормальной физиологии с биофизикой Ярославской государственной медицинской академии, на кафедре анатомии и физиологии человека и животных Ярославского государственного педагогического университета им. К.Д. Ушинского при подготовке специалистов различного профиля.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 4 - в журналах из Перечня периодических изданий, определенных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 141 странице машинописного текста и состоит из введения, материалов и методов исследования, четырех глав результатов собственных исследований, заключения, выводов, указателя литературы, включающего 161 наименований, в том числе 43 отечественных и 118 иностранных. Диссертация иллюстрирована 18 таблицами и 41 рисунком.
