Введение к работе
Актуальность исследований
Вопрос о восстановлении периферических нервов после травмы остается актуальным в современной медицине. В зависимости от тяжести повреждения возникающего при пересечении, разрывах, компрессии нерва наблюдаются длительные нарушения двигательных функций, потеря чувствительности, а так же вегетативно-трофические нарушения, что является следствием дегенерации нервных волокон в дистальном участке нерва и гибели части аксотомированных нейронов.
Вопрос об устойчивости МН к повреждению их аксонов остается до конца не решенным. Ряд исследователей указывают на выживаемость большинства МН при повреждении их аксонов (Carlson J. et al., 1979; Swett J.E. et al., 1991; Vanden-Noven S. et al., 1993; Brannstrom T., Kellerth J.-O., 1999), но эти исследования касаются ранних сроков наблюдения. Данные же о выживаемости МН на отдаленных сроках, как правило, связаны с проведением хирургических манипуляций на поврежденных нервах (Gu H.Y. et al., 2005; Welin D. et al., 2008).
Для оценки посттравматических изменений в спинном мозге после перерезки периферического нерва важную роль имеет анализ количества МН и регенерировавших аксонов в отдаленные сроки, что позволяет наиболее точно определить степень деструктивных и регенераторных процессов, возникающих в популяции МН после травмы. Это дает возможность прогнозировать компенсаторно-восстановительные процессы в спинном мозге и в периферическом нерве в посттравматический период.
Изучение регенерации периферического нерва проводится чаще всего на модели травмы СН крысы. Многие авторы исследуют не конкретную популяцию МН, а общее количество нейронов трех – четырех сегментов поясничного отдела спинного мозга (Terao S. et al., 1997; Behnam-Rasouli M. et al., 2000; Kalmar B. et al., 2002; Tiraihi T., Masoudian N., 2003; Tiraihi T., Rezaie M.J., 2003; Saxena K. et al., 2007). Однако не все аксоны МН люмбального отдела участвуют в формировании СН, и вследствие этого потенциальная возможность их регенерации оценивается не объективно. Для корректной оценки количества МН, выживающих после травмы СН, и способных участвовать в его восстановлении, необходимо оценить количественно популяцию МН данного нерва в норме.
В других работах при оценке эффективности регенерации СН хотя и учитывают конкретную популяцию МН, но указывают их локализацию в разных сегментах спинного мозга. Так по данным J.E. Swett et al. (1986, 1991); R.D. Madison et al. (1996); P. Negredo et al. (2004); B.S. Lutz, D. Lidman (2005); R. Redett еt аl. (2005); A. Jabbar et al. (2007); G.C. et al. (2008) популяция МН, формирующих СН крысы, может располагаться в сегментах спинного мозга от L2 до S1.
В настоящем исследовании метод ретроградного маркирования флуоресцентным красителем позволяет выявить конкретную популяцию нейронов, формирующих СН белой нелинейной крысы, как в норме, так и в условиях посттравматической регенерации после повреждения нерва, что позволяет объективно оценить регенераторные возможности МН. Выявленная динамика количества МН поясничного отдела спинного мозга и их потенциальные возможности на разных сроках эксперимента дает возможность определить отдаленные сроки реабилитации поврежденного нерва.
В связи с этим были определены цель и задачи исследования.
Цель исследования:
Изучить закономерности распределения популяции мотонейронов, формирующих седалищный нерв в норме и при его перерезке у белых нелинейных крыс.
В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи исследования:
-
Установить общее количество мотонейронов в исследуемой популяции, их посегментарное распределение и размерные группы в норме у белых нелинейных крыс.
-
Проверить наличие билатеральной симметрии в популяциях мотонейронов формирующих седалищные нервы с обеих сторон в норме.
-
Определить количественно гибель, выживаемость мотонейронов и их размерные группы в динамике с 30-х по 300-е сутки после перерезки седалищного нерва при маркировании раздельно через проксимальную и дистальную культю нерва.
-
Выявить морфологические особенности седалищного нерва на уровне верхней трети бедра у белых нелинейных крыс в норме.
-
Оценить количественно посттравматические изменения в проксимальной и дистальной культе седалищного нерва на 300-е сутки после его перерезки.
-
Определить наиболее отдаленные сроки возможного восстановления двигательной части рефлекторной дуги на основе количественного анализа переживающих мотонейронов.
Научная новизна:
- Установлены сегментарные уровни локализации популяции мотонейронов, формирующих седалищный нерв белой нелинейной крысы в норме.
- Впервые определен количественный состав и размерные группы в популяции мотонейронов сегментов L4, L5, L6, формирующих седалищный нерв у белых нелинейных крыс в норме.
- Выявлена динамика гибели мотонейронов от 30-х до 300-х суток после перерезки седалищного нерва.
- Получены количественные данные о реакции мотонейронов различных размерных групп на перерезку их аксонов.
- Впервые определено количество «регенерирующих» и «резервных» мотонейронов, аксоны которых участвуют в регенерации седалищного нерва.
- Выявлены морфологические особенности посттравматических изменений в проксимальной и дистальной культе седалищного нерва на 300-е сутки после его перерезки.
Научно-практическая значимость работы.
В работе выявлена популяция мотонейронов спинного мозга, аксоны, которых участвуют в формировании седалищного нерва белой нелинейной крысы в норме.
Установлено распределение мотонейронов по отдельным сегментам спинного мозга с правой и левой стороны. Определено изменение количества элиминирующих и переживающих мотонейронов при перерезке их аксонов в седалищном нерве. Среди переживающих мотонейронов выделены:
1) «регенерирующие» – принимающие участие в регенерации (их аксоны преодолевают рубец),
2) «резервные» (их аксоны не преодолели рубец, но они могут, участвовать при определенных условиях в регенерации или элиминировать).
Анализ элиминирующих, «регенерирующих» и «резервных» мотонейронов позволил определить, что наиболее приемлемыми сроками восстановления перерезанного седалищного нерва являются 30-е и 90-е сутки после его повреждения.
Полученные сведения имеют фундаментальное значение и могут послужить для разработки вопросов посттравматической регенерации периферического нерва.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Популяция мотонейронов, участвующая в формировании седалищного нерва белой нелинейной крысы распределена в трех сегментах L4, L5, L6 спинного мозга с преимущественной локализацией в L4 и L5.
2. Соотношение мотонейронов размерных групп после аксотомии на разных сроках в посттравматическом периоде носит вариативный характер и к 300-м суткам возвращается к исходным показателям, но на фоне уменьшения количества нейронов в популяции.
Апробация материалов диссертации.
Основные положения и результаты работы доложены на: Научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Заслуженного деятеля науки РСФСР, академика АМН СССР, Жданова Д.А. (С-Петербург, 2008); Научно-практической конференции с международным участием посвященной 85-летию д.м.н. Степанова П.Ф. (Смоленск, 2009); Х-ом Конгрессе Международной ассоциации морфологов (Ярославль, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, из них 3 статьи в рецензируемых изданиях.
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 133 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, главы собственных исследований, обсуждения полученных данных, выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа иллюстрирована 18 таблицами и 42 рисунками, которые включают микрофотографии световой и люминесцентной микроскопии, диаграммы. Библиографический список содержит 227 источников, из них 192 иностранных.
