Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы. 10
1.1. Морфофункциональные и гистохимические особенности двигательных нервных окончаний скелетных мышц 10
1.2. Развитие нервно-мышечных соединений в онтогенезе 20
1.3. Изменения двигательных нервных окончаний под воздействием различных факторов 29
1.4. Влияние гиподинамии на морфологию двигательных
нервных окончаний скелетной мускулатуры. 34
2. Материалы и методы исследования 43
3: Результаты собственных исследований. 48:
3.1. Особенности морфогенеза двигательных нервных окончаний, двубрюшной мышцы в норме и при гиподинамии. 48
3.1.1. Возрастные особенности двигательных нервных окончаний двубрюшной мышцы. 48
3.1.2. Особенности морфогенеза двигательных нервных окончаний двубрюшной мьшщы в условиях гиподинамии . 59
3.2. Особенности морфогенеза двигательных нервных окончаний поверхностной жевательной мышцы в норме и при гиподинамии 68
3.2.1. Возрастные особенности двигательных нервных окончаний поверхностной жевательной мышцы 68
3.2.2. Особенности морфогенеза двигательных нервных окончаний; поверхностной жевательной мышцы в условиях гиподинамии... 78
3.3. Особенности морфогенеза двигательных нервных окончаний подбородочн о-подъязычной мышцы в норме и при гиподинамии 85
3.3.1. Возрастные особенности двигательных нервных окончаний подбородочно-подъязычной мышцы. 85
3.3.2. Особенности морфогенеза двигательных нервных окончаний подбородочно-подъязычной мышцы в условиях гиподинамии... 95
3.4. Адаптация двигательных нервных окончаний мускулатуры челюстного аппарата к нормальной мышечной нагрузке после продолжительной гиподинамии 102
Обсуждение результатов собственных исследований 110
Выводы 124
Практические рекомендации. 126
Список используемой литературы 127
Приложение 158
- Морфофункциональные и гистохимические особенности двигательных нервных окончаний скелетных мышц
- Изменения двигательных нервных окончаний под воздействием различных факторов
- Особенности морфогенеза двигательных нервных окончаний двубрюшной мьшщы в условиях гиподинамии
- Возрастные особенности двигательных нервных окончаний подбородочно-подъязычной мышцы.
Введение к работе
Актуальность работы. Одной из наиболее актуальных проблем современной биологии является выяснение механизмов регуляции онтогенеза на эпигенетических уровнях - клеточном, тканевом, органном и организменном (Сапин М.Р., 2000). Успешное решение ряда вопросов указанной проблемы может быть достигнуто путем активного вмешательства в онтогенез с целью изменения хода морфогенеза органов и последующего изучения как их адаптивных перестроек, так и поведения регуляторных систем. В этой связи несомненный интерес представляет модель гиподинамических условий для скелетной мускулатуры. При ограничении подвижности происходят выраженные изменения как самих скелетных мышц (Козлов В .И., Самойлов Н.Г., 1990; Широченко Н.Д. с соавт., 2002; Горский ВВ., Кузнецов С.Л., 2004; Liu С. et al., 2000; Vijayan К. et al., 2001; Isfort RJ. et al., 2002), так и обслуживающего их иннервационного аппарата (Герус А.И., 1990; Wang W.Y., Liu К.М., 1995), структурные элементы которого достаточно многочисленны в скелетной мускулатуре. Однако в подобных исследованиях рассматривались процессы адаптации системы «нервное окончание — мышечное волокно» мышц локомоторного аппарата, в то время как влияние гиподинамии на морфофункциональную перестройку челюстной мускулатуры и ее иннервационного аппарата продолжают оставаться вне поля зрения исследователей (Соловьев В.А., 1983; 1984; Saito Т. et al., 2002). Между тем условия жизнедеятельности современного человека сопровождаются резким снижением функциональной нагруженное™ мышц челюстного аппарата, что обусловлено прежде всего все большим потреблением предельно обработанных продуктов питания, не обеспечивающих нормальную (естественную) функциональную нагрузку на жевательную мускулатуру. Следствием этого являются не только привычные патологические изменения пародонта (Логинова Н.К., Гусева И.Е., 1998) и одонтогенные воспалительные процессы (Мосолов Н.Н., 2000), но и структурно-функциональные изменения всех органов ротовой полости и прежде всего отклонения в морфогенезе тканевой организации челюстных мышц, форме и структуре черепа в целом (Miyata Н. et al., 1993; Ku-boyama N., Moriya Y,, 1995; Katsarov C, 2001). При этом челюстная мускулатура заслуживает внимания как благоприятный объект для морфологического исследования из-за возможности экспериментального изменения функциональной нагрузки с соблюдением максимально приближенных к естественным условий и практически полным устранением биоповреждающего эффекта (Рябченюк Н.А., Сыч В.Ф., 2000; Курносова Н.А., 2002).
Структурно-функциональные и биохимические особенности мышечных волокон во многом определяют морфологическую дифференцировку двигательных нервных окончаний (Сыч В.Ф., 1999; Oki S. et al., 1990; Агога R., Telesara С, 1990). Периферический нервно-мышечный аппарат благодаря широким адаптивно-компенсаторным возможностям и высокой относительной скорости структурных перестроек всех его звеньев обладает высокой приспособляемостью к изменяющимся условиям функционирования (Поздняков О.М. с соавт., 1988; Шилкин В.В., Филимонов В.И., 1997а; Чуйков В.М. с соавт., 2004). К настоящему времени изучено состояние системы «двигательное окончание - мышечное волокно» в различные возрастные периоды постнатального онтогенеза ряда скелетных мышц крысы при деэффе-рентации, деафферентации и химической десимпатизации и в условиях различной функциональной активности (Филимонов В.И., 1998; Шишова Л.И. с соавт., 1999; Сабельников Н.Е., 2000; Ковригина Т.Р., 2001; Ардашев А.Е., 2002; Огнетов С.Ю., 2002). Однако какие-либо данные об особенности морфогенеза нервно-мышечных соединений мышц челюстного аппарата в условиях продолжительной гиподинамии отсутствуют. Особо интересен практически неизученный вопрос об адаптивных возможностях мышц и их иннер-вационного аппарата в зрелом возрасте после продолжительной гиподинамии, сопровождавшей организм на протяжении всего периода раннего постнатального онтогенеза. Отмеченное предопределило выбор темы, постановку цели и задач нашего диссертационного исследования. Цель vi задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение особенностей морфогенеза эфферентной интраорганной иннервации мускулатуры челюстного аппарата при гиподинамии в раннем постнатальном онтогенезе белых крыс.
Достижение указанной цели основывалось на решении следующих задач:
1. Исследовать морфологические и гистохимические изменения нервно-мышечных синапсов мышц различных функциональных типов (поверхностной жевательной, двубрюшной и подбор од очно-подъязычной) в период раннего постнатального онтогенеза.
2. Изучить особенности морфогенеза двигательных нервных окончаний мышц различных функциональных типов в условиях гиподинамии челюстного аппарата.
3. Определить гистохимические особенности нейромьтшечных синапсов челюстных мышц различных функциональных типов при нормальной мышечной нагрузке после прекращения влияния гиподинамического фактора.
4. Установить морфофункциональные возможности адаптации системы «двигательное окончание - мышечное волокно» мышц челюстного аппарата в зрелом возрасте к нормальной мышечной нагрузке после продолжительной гиподинамии.
Научная новизна. Получены новые данные о преобразованиях НМС мышц различных функциональных типов челюстного аппарата белой крысы в раннем постнатальном онтогенезе. Впервые в максимально приближенных к естественным экспериментальных условиях показано существенное влияние гиподинамии на морфогенез двигательного интраорганного нервного аппарата челюстных мышц.
Определена специфика морфофункциональной адаптации мионевраль-ных синапсов к сниженной на протяжении раннего постнатального онтогенеза функциональной нагрузке челюстных мышц различных функциональных типов. Установлены ограниченные адаптивные возможности эфферентного интраорганного иннервационного аппарата челюстной мускулатуры после продолжительной гиподинамии в ходе раннего постнатального онтогенеза.
Научно-практическая значимость работы. Результаты выполненного исследования дополняют и углубляют существующие представления о структурной организации двигательной иннервации скелетной поперечнополосатой мышечной ткани, а также преобразовании ее в процессе развития и жизнедеятельности организма. Установленная взаимосвязь течения процессов дифференцировкн нейромышечньтх синапсов челюстных мышц с интенсивностью функционирования челюстного аппарата расширяет существующие в биологической науке представления о морфофункциональных корреляциях в организме на тканевом, органном и системном уровнях.
Данные о возрастных и функциональных изменениях эфферентного иннервационного аппарата челюстных мышц различных структурных и функциональных типов, особенностях его перестройки при гиподинамии в разные возрастные периоды и адаптации челюстного аппарата к нормальной мышечной нагрузке представляют интерес как основа для разработки конкретных способов управления онтогенезом с целью предотвращения многочисленных патологий и функциональных расстройств у человека, а также повышения продуктивности животных.
Полученные данные о возрастных изменениях двигательных нервных окончаний мускулатуры челюстного аппарата как в норме, так и при пониженной функциональной нагрузке представляют интерес для клинической медицины, гигиены, физического воспитания и спорта.
Положения, выносимые на защиту.
1. Морфогенез интраорганного эфферентного иннервационного аппарата челюстной мускулатуры сопровождается возрастанием удельного содержания сложных АХЭ-позитивных зон и усложнением их трабекулярной структуры, увеличением относительного количества двигательных нервных окончаний с магистральным типом ветвления аксона, повышением уровня иннервированности мышц, а также преобразованием формы НМС и увеличе 9 ниєм значений основных морфометрических показателей двигательных окончаний.
2. Гиподинамия челюстного аппарата обусловливает замедление темпов морфогенеза двигательных нервных окончаний его мышц и их АХЭ-позитивных зон в период с 45-го по 120-й день постнатального онтогенеза:
3. Нормальная мышечная нагрузка челюстного аппарата после длительной гиподинамии интенсифицирует рост и дифференцировку двигательных нервных окончаний.
4. Продолжительная гиподинамия ограничивает возможности адаптивных преобразований эфферентного интраорганного нннервационного аппарата двубрюшной и подбородочно-подъязычной мышц.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследования представлены на VII Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы, математики и естествознания» (г.Нижнийї Новгород, 2003), VII Конгрессе международной ассоциации морфологов (г.Казань» 2004), V Общероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов с международным участием (г.Казань, 2004), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы теории и практики физической культуры и спорта» (г.Ульяновск,.2004), III Всероссийской университетской научно-практической конференции молодых ученых и студентов по медицине (г.Тула, 2004), II Всероссийской научной конференции «Актуальные вопросы здоровья и среды обитания современного человека» (г.Ульяновск, .2005).
Публикации, По теме диссертации опубликовано 11 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит, из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований,.их обсуждения, выводов, списка литературы и приложения. Диссертационная работа изложена на 171 странице машинописного текста, иллюстрирована: 21 рисунком, 11 таблицами и 29 приложениями. Список используемой литературы содержит 283 работы, из которых 187 отечественных и 96 иностранных.
Морфофункциональные и гистохимические особенности двигательных нервных окончаний скелетных мышц
Впервые моторное нервное окончание было описано Дойером в 1841 году в виде двигательного бугорка на поверхности мышечных волокон тихоходки. В последующем в качестве синонимов термина нервно-мышечный контакт использовали такие понятия, как концевая пластинка, моторная бляшка, двигательное (моторное) окончание. С введением понятия «синапс», характеризующего участвующие в передаче сигнала с нервного окончания на эффектор структуры, термин нервно-мышечный синапс стал применяться для обозначения нейромышечного контакта не только в физиологии, но и в морфологических описаниях.
Особенности строения двигательного нервного окончания скелетной мускулатуры был одним из самых дискуссионных вопросов неирогистологии 19-20 веков. По данным одних исследователей (Langley J., 1906; Boecke J., 1932), двигательное окончание является продолжением моторного нерва вглубь мышечного волокна с последующим его разветвлением, переходящим в миофибриллы. Другие авторы (Лавдовский М.Д., 1885; Арнштейн К.А., 1898) указывали на взаимообособленность мышечного и нервного компонентов в зоне их контакта. При внедрении в нейроморфологию метода импрегнации нервных структур солями серебра было убедительно доказано, что нервно-мышечное окончание представлено свободно оканчивающимся нервным волокном, которое лишь прилегает к поверхностному слою мышечной протоплазмы.
Двигательное нервное окончание представляет собой сложную систему, включающую не только концевые отделы нервного волокна, но и симпласт, сформированный элементами швановской глии (Фалин Л.И., 1935; Португалов В.В., 1955; Катц Б., 1969). Методами электронной микроскопии были выявлены (Robertis Е. de., 1959) основные структурные компоненты синапса (пресинаптическая и постсинаптическая мембраны, синаптическая щель), которые подтвердили обособленность в области контакта нервного и мышечного волокон.
Согласно современным представлениям, основанным на данных световой микроскопии, гистохимических и электронно-микроскопических исследований, в образовании двигательного нервного окончания участвуют три компонента: нервный, глиальный и мышечный. Каждый из них занимает строго определенное положение и имеет весьма тонкую структуру.
Нервный компонент, представлен терминальными разветвлениями аксона. Миелиновое нервное волокно, подходя к мышечному волокну, теряет слой глиальных нейролеммоцитов и.погружается в мышечное волокно, вовлекая за собой его плазмалемму. Обычно выделяют 3 основных типа ветвления аксона: (Ковешникова А.К., 1956; Яковлева E.G., 1954): дихотомический, магистральный и рассыпной. Р.П. Женевская (1974) описывает 5 типов ветвления, подразделяя, дихотомический тип ветвления на простой дихотомический, сложный дихотомический и составную бляшку, имеющую две основных терминал и, каждая из которых образует «ухват». По данным А.И. Борисковской (1957), в мышцах человека преобладают более дифференцированные типы ветвления аксона: - сложнодихотомический и магистральный, что, по мнению автора, связано с быстротой, а не с тонкостью и разнообразием движений иннервируемого органа. В ходе электронномикро-скопических исследований показано существование ваксоплазме нервных терминален большого количества синаптических везикул (пузырьков) диаметром 30-50 м км,, содержащих медиатор - ацетилхолин и концентрирующихся около специализированных участков пресинаптической мембраны, получивших название «активных зон». Считают, что в активных зонах происходит выброс медиатора в синаптическую щель. Кроме синаптических везикул в нервной терминалы обнаруживаются выполняющие опорную функцию нейрофибриллы, осуществляющие ресинтез ацетилхолина окаймленные пузырьки, а также митохондрии, цистерны гладкой эндоплазматической сети и гранулы гликогена (Михельсон М.Я., Зеймаль Э.В., 1970; Глебов Р.Н., Крыжановский Г.Н., 1978; Зефиров. АЛ., Алатырев В.И., 1985; Скок В.И., Шуба М.Ф., 1986; Кривой И.И. с соавт., 1987; Матюшкин Д.П., 1980, 1989). Глиальный компонент в виде швановских клеток (леммоцитов) сопровождает терминали аксона, принимая участие в метаболизме мионеврального синапса (Мавринская Л.Ф., 1951; Португалов В.В., 1953; Загребин А.М., 1972). Совокупность швановских клеток Куто (Couteaux R., 1960) называет «телоглией». Ядра глиального компонента (ядра арборизации) располагаются в углублениях на поверхности пресинаптической мембраны (Женевская Р.П., 1974; Кривой И.И. с соавт., 1987; Couteaux R.,. 1960; Sisto DX. et.al., 1989), оставляя щель между пре- и посте и наптической мембранами относительно свободной. При световой микроскопии глиальные ядра отличаются от основных ядер меньшими размерами и темными ядрами, содержащими по несколько мелких ядрышек (Женевская Р.П., 1974).
Мышечный компонент мионеврального синапса представлен расположенной в области подошвы моторной бляшки саркоплазмой, отличительной особенностью которой является обильное количество ядер и митохондрий. Территория терминальных окончаний характеризуется гораздо большей возбудимостью, чем остальная мышечная ткань. Сарколемма в области нервно-мышечного синапса образует складчатую постсинаптическую мембрану -«субневральный аппарат» (Couteaux R., 1960). Аксо- и сарколемма в области контакта утолщены и разделены синаптическои щелью. Последняя содержит базальную мембрану, которая соединяет мембраны нервного окончания и мышечного волокна, формируя карманы, повторяющие складки постсинап-тической мембраны, а также связывает основную часть синаптического фермента АХЭ (Жуков Е.К., 1969; Михельсон М.Я., Зеймаль Э.В., 1970; Крыжановский Г.Н. с соавт. 1974; Кривой И.И. с соавт., 1987; Альберте Б. с соавт., 1986; Зефиров А.Л., Алатырев В.И., 1985; Матюшкин Д.П., 1989). Ядра подошвы моторной бляшки (основные ядра), находящиеся под постсинаптической мембраной, являются мышечными (Couteaux R., 1960). В световой микроскоп они выглядят более округлыми и крупными, обладающими распыленным хроматином и отчетливыми ядрышками (Женевская Р.П., 1974).
Двигательные нервные окончания;в пределах одной мышцы распределяются неравномерно. Наряду с участками; богатыми нервными окончаниями, в мышце встречаются области, где моторные окончания полностью отсутствуют (Черногрядская Н.А., 1952). Имеющиеся в литературе данные о месте наибольшей локализации нервных окончаний в отдельных мышцах весьма противоречивы. Одни авторы утверждают, что количество двигательных нервных окончаний в иннервационнои зоне постепенно нарастает от дистального конца мышцы к проксимальному (Лежава А.С., 1941; Кавешни-кова Л.К., 19546). По данным других: авторов наибольшей концентрацией моторных окончаний отличается средняя часть мышечного брюшка (Потапенко F. В., 1956; Данилов Р.К., Маннапов А.Г,, 1990).
Изменения двигательных нервных окончаний под воздействием различных факторов
Включая в себя части нервной и мышечной клеток, НМС представляет собой пограничное и достаточно автономное в структурно-функциональном плане образование, что определяет специфику изменений его морфологии в различных условиях функционирования. Поэтому нарушения функций НМС могут обуславливаться повреждениями либо нервной, либо мышечной клетки. В нервно-мышечном соединении в условиях нормы и, особенно, патологий имеет место постоянная структурная перестройка, способствующая приспособлению двигательных нервных окончаний к меняющимся условиям функционирования (Поздняков О.М., 1989; Куртасанов Р.Ф., 1994).
Патологические и приспособительные процессы в области двигательного нервного окончания скелетной мускулатуры укладываготся в общую схему классификации изменений нервной системы (Ярыгин Н.Е., Яры-гин В.Н., 1973). Среди результатов изучения преобразований в зоне НМС под воздействием разнообразных факторов и патологических процессов большой интерес представляют данные об изменениях двигательных нервных окончаний при денервации мышц с последующей регенерацией (Португапов В.В., 1955; Поздняков О.М., 1989; Филимонов В.И., 1992; Лрдашев А.Е., 2002; Сабельников И.Е., 2002; Csillik В., Savay G., 1958; Pachter B.R., Eberstein А., 1992; Zhou C.J. et al., 2002), тенотомии (Клишов Л.Л. с соавт., 1976), тирео-токсической миопатии (Казаков В.М., 1991), перерезке сухожилия мышцы (Фалин Л.И., 1935), растяжении на аппарате Илизарова (Четвергов В.Ф., 1976), постгомотрансштантационной регенерации (Батурина С.А., 1973), повышенной и пониженной физической нагрузке (Ковешникова А.К., 1954а, 1956; Яковлева Е.С., 1954; Зорин В.Б., 1973; Самойлов Н.Г., 1989; Волкова М.И., 1990; Герус А.И., 1990; Шилкин В.В., Филимонов В.И., 1995; Филимонов В.И., 1998), а также при действии импульсного электромагнитного тока (Меркулов В.М., 1975), вибрационном воздействии (Лебедева А.Ф., Жеб-ровская Н.Е., 1968), хронической гипергравитации (Курочкин В.А., 1999), гипоксической и циркулярной гипоксии (Николаев Г.М., 1978), ишемии (Перепелов В.И., 1983), дифтерийном полиневрите (Князева Г.Д., 1961), анкилозах височно-нижнечелюстного сустава (Скворцова И.Г., 1989), экспериментальном недостатке медиатора (Орлов Р.С, Швалев В.Н., 1963), химической деафферентации (Филимонов В.И. с соавт., 1999; КовригинаТ.Р., 2000).
В большинстве случаев реактивные изменения в области мионевраль-ных синапсов неспецифичны, т.е. не отражают существенной особенности агента, действующего на организм, и выражаются, при импрегнации серебром, во вздутиях на концах терминалей и разрастании последних за пределы моторной бляшки. Отмечается неравномерность импрегнации нервного волокна, искажение контуров осевых цилиндров, появление утолщений по их ходу, истончение или фрагментация терминалей, изіченение количества ядер подошвы (Груздь П.З., 1968; Ярыгин Н.Е., Ярыгин В.В., 1973). Б.И. Лаврентьев (1935), наблюдавший подобные явления в мышцах гортани при туберкулезном ларингите, назвал их «невромой окончаний». Феномен появления «невром окончаний» описан Ю.М. Жаботинским (1965) также при септических процессах. Образование шаровидных вздутий в моторных бляшках является одним из признаков дистрофического процесса (Фалин Л.И., 1935).
Установлено, что в зависимости от исходного состояния мышцы, интенсивности и продолжительности физической нагрузки, структурно-функциональная перестройка нейромышечного синапса может носить либо пролиферативный, либо деструктивный характер (Зорин В.Б., 1973; Ники-тюк Б.А., Самойлов Н.Г., 1990), При этом с увеличением интенсивности нагрузки наблюдается смена пролиферативных процессов деструктивными, сильнее проявляющимися с увеличением возраста (Самойлов Н.Г., 1989).
По данным Л.И. Геруса (1990), гипернагрузка плаванием до утомления после предварительной адаптации крыс (1-4 часа за сеанс при суммарной продолжительности плавания до 90 часов) ведет к утолщению терминалей, их извилистости, появлению натеков нейроплазмы, увеличению площади двигательных бляшек в 3-4 раза, возникновению колб роста и новых моторных окончаний. При неадаптированности организма к нагрузкам терминали погружаются в ядерно-плазменную массу, двигательные бляшки теряют четкость границ, ядра подошвы набухают, пролиферативные процессы сменяются деструктивными. У неадаптированных животных деструктивные процессы в нейромышечном аппарата глубже и развиваются раньше, чем у тренированных (Зорин В.Б., 1973)
При нагруженности мышц конечностей отмечаются развитие более мощных нервных бляшек с большей площадью соприкосновения с мышечным волокном, более выраженные разветвления терминалей, увеличение числа швановских ядер и их округление, утолщение мышечных волокон, высокий показатель отношения площади бляшки к поперечнику .мышечного волокна (ЕСовешникова А.К., 1954а; Грузь П.З., 1968). Известно, что чем больше поверхность контакта в нервно-мышечном синапсе, тем больше химически активных веществ выделяется в этом участке и тем энергичнее происходит мышечное сокращение (Ковешникова А.К., 1956; Зорин В.Б., 1973). В данных условиях функционирования преобладают более высокодифференциро-ванные формы моторных окончаний - сложно-дихотомические и магистральные, увеличивается число терминальных структур (колечек, пуговок, ретикулярных пластинок). При длительных нагрузках возникают поля двигательных нервных окончаний на мышечном волокне, часто наблюдается полииннервация мышечных волокон. Последнее свидетельствует о приспособлении нервно-мышечного аппарата к выполнению большой физической нагрузки и одновременно указывает на подготовку части мышечных волокон к расщеплению (Чикунова B.C., 1954; Зорин В.Б., 1973).
Гистохимические преобразования АХЭ-позитивных зон в: области НМС в условиях возрастающей и однократной нагрузки носят фазный.харак-тер (Филимонов В.И., 1992, 1998; Шилкин В;В;, Филимонов В.И., 1995, 1996а). Проявлением первичной реакции ФАЗ НМС, оцениваемой как неспецифическая реакция на стресс, являются утолщение и слияние трабекул ФАЗ с увеличение доли ФАЗ на площади сечения НМС, редукция ферментонега-тивной зоны, трансформация сложных ФАЗ в простые, смещение форм-фактора сечения НМС в сторону «округления». Изменения ФАЗ в области неиромышечного синапса протекают параллельно изменениям мышечных волокон (Шилкин В.В:, Филимонов В.И:, 1996а). Дальнейшая судьба АХЭ-позитивных зон отражает специфику экспериментального воздействия и проявляется в преобладании дистрофических или регенераторных и гипертрофических изменений. В результате формируется новый уровень системы «двигательное окончание - мышечное волокно», определяемый количеством и характером, связей главных компонентов При регенерации: происходит увеличение активности и гипертрофия уже существующих АХЭ-позитивных зон и появление новых ФАЗ в виде отдельных глобул на мышечных волокнах (Филимонов В;И., 1992; Шилкин В.В., Филимонов В;И., L994, 1997а).
Особенности морфогенеза двигательных нервных окончаний двубрюшной мьшщы в условиях гиподинамии
Применявшиеся в экспериментально-биологических исследованиях способы моделирования гиподинамии достаточно разнообразны. Изучение влияния ограниченной двигательной активности на организм человека осуществлялось, в большинстве случаев, путем ограничения среды обитания (Панферова Н.Е., 1978), погружения в иммерсионную среду (Дроздова Т.Е., Ветрова Е.Г., 1986; Иванов С.Г., Богомазов Е.Е., 1988), иммобилизации ко 35 ценностей (Wroblewski R. et al., 1986; Davies C.T.M. et al., 1987; Duchatean J. et al., 1988; McNuIty A.L. et al., 1992; Vijayan K. Et al., 2001; Isfort RJ. et al., 2002), клиностатической гипокинезии (Ветрова E.T. с соавт., 1988; Григорьева Л.С, Мясников В.И., 1989), антиортостатической гипокинезии (Попов И.Г., Лацкевич А.А., 1986; Попова И.А., 1986; Кузнецов С.Л. с соавт., 1987; Воробьев В.Е. с соавт., 1988) и других приемов. В последнее время активно изучается влияние ограничения подвижности на космонавтов и животных в условиях космического полета (Ильина-Какуева Е.М., 1987; Поздняков О.М. с соавт., 1988; Бабакова Л.Л. с соавт., 1997; Musacchia X.J. et al., 1988; Chopard A. et al., 1998; Liu С et al., 2000; Fitts R.H, et al., 2001). Воздействие гиподинамии на мускулатуру челюстного аппарата человека в основном исследовали при заболеваниях височно-нижнечелюстного сустава (Скворцова И.Г., 1989; Зизевский С.А., Клиновская Л.Б., 2004), дистракции нижней челюсти (Прошнна Л.Г. с соавт., 2004) и переломах челюстных костей (Иткина С.Ш., 1997), потери зубов (Бобин В.В., Ольховский В.А., 1981). Соловьев В.А. (1983, 1984) исследовал влияние пониженной функциональной нагрузки посредствам изучения биотопов жевательной мышцы человека после оперативного вмешательства в случаях истинной прогении.
Я.П. Ажипа (1990) в основе классификации гипокинезии человека использует мотивационно-причинный подход и выделяет следующие виды: индивидуальное стремление к длительному физическому отдыху,, в котором ведущую роль отводит генетической предрасположенности к моторной ограниченности; приобретенное стремление к бытовому комфорту и привыкание к малоподвижному образу жизни; малоподвижный образ жизни учащихся и специалистов в различных областях производственной деятельности (вынужденная гипокинезия); гипокинезия, обусловленная заболеваниями органов движения и заболеваниями, требующими длительного постельного режима; возрастная малоподвижность.
Экспериментальное воспроизведение гиподинамии у животных достигалось в основном ограничением естественного объема движений животного или части его тела (например конечностей) путем гипсования (Коваленко Е.А., Гуровский Н.Н., 1980; Шилкин В.В., Филимонов В.И., 1995; Sale D.G., McComas A.J., 1982; Herbison GJ. etal., 1984; VeberG.Y. etal., 1984), помещения животных в тесные клетки-пеналы (Какабадзе С.А., 1981; Байкова О.В., 1988; Самойлов H.F., 1989; Самусев Р.П. с соавт., 2002; СІесІига et al., 1980), тенотомии (Клишов А.А. с соавт., 1976; Уланова А.Ф., 1987; Talesa-ra C.L., Jasra Р.К., 1984; Golvik L. et al., 1986; Szczepanowska J. et al.,1987), фиксации сустава или тела животного (St-Pierre D. et al., 1985). Иммобилизация задних конечностей животных осуществлялась путем подвешивания их за каудальный конец тела — «суспензионная гипокинезия» (Wroblewski R. et al., 1986; Davies C.T.M. et al., 1987; Duchatean J. et al., 1988; Ohira.Y; et al., 1994; Chopard A. etal., 1998; Anderson J; etal., 1999; Oishi Y„ 2001; Is fort R. J; et al., 2002). Использовались также и другие способы иммобилизации: полная или частичная денервация с целью выключения тех или иных мышц (Резвя-ков Н.П.,. 1974; Яценко BJX с соавт., 1984; Gardiner P.F., Faltus RE., 1986; Araki М;, 1990; Gardiner P.F. et al., 1992;.Bobinac D. et al., 2000; Germinario E. et al., 2002), удаление синергистов (Boldwin K.M: et al, 1982).
Изучение влияния гиподинамии с помощью всех выше перечисленных методов производилось в неестественных для подопытных животных условиях, которые ими: обычно тяжело переносились - (Тигранян Р. А., 1975). Использованные методики, несомненно, являлись причиной различных стрессовых реакций, обусловливали нарушение целостности тканей и выраженность ряда нервно-трофических сдвигов, что могло приводить к серьезным искажениям результатов исследования (Ажипа Л.И., 1990).
В конце 80-х - начале 90-х годов 20 века предложена модель наиболее естественного уменьшения функциональной нагрузки на скелетные мышцы, лишенная отмеченных выше отрицательных эффектов (Сыч В.Ф., Рябче-нюк Н.А., 1996, 1998; Курносова Н.А.,2002, Maeda N. etal., 1987, 1988b; 1990; Vilmann H. et al., 1990; Miyatta H. et al., 1993 1996; Kuboyama N., Mo-riya Y., 1995; Liu ZJ. et al., 1998; Miehe B. et al., 1999; Katsarov C, 2001; Sai 37 to Т. et a!., 2002). Указанные авторы создавали гиподннамические условия для мускулатуры челюстного аппарата посредством изменения механической структуры корма, использовав корм мягкой консистенции, что обеспечивало минимальный биоповреждающий эффект экспериментального воздействия. Результатами этих исследований убедительно продемонстрировано существенное влияние гиподинамии на преобразование гистохимической структуры скелетных мышц в онтогенезе.
Скелетной мускулатуре, на. долю которой приходится 40-60% массы организма теплокровных животных, принадлежит особая роль в процессе адаптивной перестройки организма. Значение двигательной активности для организма особенно отчетливо проявляется при ее ограничении. Показано, что практически нет такого органа или системы, функция которых бы не изменилась в условиях гиподинамии (Шошенко К.А., 1966; Гуска Н;И., 1980; Какабадзе С.А., 1981; Макаров ГЛ., 1986; Васильев В;ЕС, 1987; Субботин Л.В), 1987; Самусев Р.П.с соавт., 2002). Современные условия жизни и деятельности человека резко сократили потребность в движении, являющимся важнейшим фактором эволюции животного мира, обеспечивающим уравновешивание процессов внутренней среды организма (Сорокин А.П. с соавт., 1977). Функциональные возможности двигательного аппарата определяют особенности становления и жизнедеятельности органов всех остальных систем, жизнеобеспечения (Saenko D.G. etal., 2000; Kochetkov A.G. et al., 2001).
Возрастные особенности двигательных нервных окончаний подбородочно-подъязычной мышцы.
Двубрюшная мышца (m. digastricus) залегает поверхностно на вентральной стороне головы, соединяя яремный отросток затылочной кости с передним концом нижней челюсти. Сухожильной прослойкой мышца разделена на два брюшка. Переднее (вторично непарное) является производным первой висцеральной дуги и иннервируется тройничным (V) нервом. Заднее (парное) брюшко иннервируется лицевым (VII) нервом, что свидетельствует о его происхождении из второй висцеральной дуги. При сокращении двубрюшная мышца опускает нижнюю челюсть (Гуртовой И.Н., Дзержинский Ф.Я,, 1992), а также выполняет роль стабилизатора при других видах ее движений (Vitti М., Basmajian J.V., 1977; Miles T.S., Madigan MX., 1983). Объектом наших исследований послужило переднее брюшко двубрюшной мышцы (venter anterior m. digastricus).
Во все рассмотренные периоды постнатального онтогенеза (15-180 дни) в двубрюшной мышце отмечается утолщение мышечных волокон (р 0,05). Наиболее интенсивно оно происходит у контрольных животных в период с 45-го по 60-й день (приложение, рис. 1). Уже на 3-й день постнатального онтогенеза в переднем брюшке двубрюшной мышцы отчетливо выявляются АХЭ-позитивные зоны НМС, располагающиеся компактно в виде W-образной цепочки, обращенной основанием к проксимальному концу мышцы и пересекающей ее в средней части. Утолщение мышечных волокон двубрюшной мышцы в ходе постнатального онтогенеза обусловливает расширение области локализации АХЭ-позитивных зон и уменьшение концентрации HMG на единицу площади среза. В?частности, период с 15-го по 21-й день характеризуется наибольшим, количеством ФАЗ в расчете на:одно мы-шечное волокно (ФАЗ/МВ) (табл. 1); G 21-го по 45-й день данный показатель достоверно уменьшается:(р 0,05). В:препубертатный период (45-60 дни) концентрация? АХЭ-позитивных: зон остается; относительно стабильной (p 0,05)..G 60-го по 120-й;день=наступает второйэтап снижения концентрации HMG на стандартной? площади среза (р 0,05), показателькоторой в, последующий период (120-180 дни) не изменяется (р 0,05) (табл.Л).
В ходе: постнатального онтогенеза существенные изменения претерпевает активность АХЭ в области НМС. В! период с З-го по21-й? день двубрюшная мышца крыс характеризуется низкой активностью АХЭ, о чем свидетельствует 50-60-минутнаяинкубация срезов в рабочем растворе;до появления конечного продукта: реакции с мелкодисперстной структурой и насыщенной коричневой окраской; В первые дни; постнатального онтогенеза обнаруживаются простые конструкции ФАЗ,- границы между которыми трудно различимы из-за выраженной диффузной внесинаптической активности фермента. Внесинаптическая активность ЛХЭ сохраняется на протяжении всего молочного периода (3-21 дни). В двубрюшной мышце 15-дневных животных наряду с компактно расположенными простыми ФАЗ обнаруживается небольшое количество ФАЗ сложной конструкции (15,65±0,03%) с нечеткими границами трабекул и незначительной ферментонегативной зоной (5,71±0,13 мкм ) (приложение, рис. 2). К 21-му дню завершается обособление и четкое оконтуривание границ АХЭ-позитивных зон в области НМС. На 45-й день активность АХЭ в области НМС достигает дефинитивного уровня, что сопровождается сокращением времени инкубации срезов до 20-25 минут.
Постнатальный онтогенез двубрюшной мышцы в период с 15-го по 180-й день характеризуется уменьшением относительного содержания простых ФАЗ и увеличением относительного количества сложных ФАЗ (рис. 1). Однако динамика подобных изменений в различные периоды онтогенеза существенно различается. В молочный период (3-21 дни) преобладают простые АХЭ-позитивные зоны (р 0,05). В последующий (препубертатный) период (21-60 дни) возрастает доля сложных ФАЗ, которая в 60-дневном возрасте составляет более половины всех выявляемых АХЭ-позитивных зон (рис. 1). НМС со сложной конструкцией ФАЗ в данный период отличаются замкнутой ферментоактивной зоной, а простые ФАЗ - более интенсивной коричневой окраской в сравнении с таковой сложных форм. С 60-го по 120-й день относительное содержание сложных ФАЗ достоверно возрастает, а количество простых ФАЗ снижается (р 0,05). В этот возрастной период в двубрюшной мышце среди сложных трабекулярных ФАЗ НМС появляются структуры с незамкнутым контуром (приложение, рис. 7). Трабекулы сложных АХЭ-позитивных зон различаются толщиной и имеют четкий контур. С 120-го по 180-й день относительное содержание ФАЗ различных конструкций изменяется незначительно (р 0,05). В результате их преобразований к 180-му иост-натальному дню двубрюшная мышца характеризуется максимальным содержанием НМС со сложной конструкцией ФАЗ (73,52±0,46%) и минимальным количеством НМС с простой ФАЗ (26,48±0,58%).
