Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1. Анатомия и функции толстой кишки 10
1.2. Общие принципы иннервации толстой кишки 13
1.2.1. Парасимпатическая иннервация толстой кишки 16
1.2.2. Чувствительная иннервация толстой кишки 22
1.3. Анатомические особенности строения сакрального отдела спинного мозга 26
1.3.1. Сакральное парасимпатическое ядро 30
1.3.2. Ультраструктурная и нейрохимическая организация ядра 37
Глава 2. Методика и материалы 40
2.1 .Методика морфологических исследований 40
2.1.1. Обоснование выбора ретроградного маркера 40
2.1.2. Подготовка животного к операции и введение маркера 42
2.1.3. Методика гистологической обработки срезов мозга 44
2.2. Методика электрофизиологических экспериментов 47
2.2.1. Подготовка животного к операции 47
2.2.2. Методика проведения регистрации внутрикишечного давления и микростимуляция нейронов сакрального парасимпатического ядра 48
Глава 3. Результаты исследования 52
3.1. Изучение парасимпатической иннервации толстой кишки 52
3.1.1. Локализация меченых клеток при инъекции раствора пероксидазы хрена в стенку илеоцекальной области 52
3.1.2. Локализация меченых клеток при инъекции раствора маркера в стенку восходящей ободочной кишки 54
3.1.3. Локализация меченых клеток при инъекциях маркера в стенку поперечной ободочной кишки 55
3.1.4. Локализация парасимпатических нейронов при инъекции раствора пероксидазы хрены в стенку нисходящей ободочной кишки 63
3; 1.5. Локализация парасимпатических нейронов при инъекции раствора пероксидазы хрены в стенку прямой кишки 75
3.1.6. Сравнительная характеристика парасимпатической иннервации толстой кишки нейронами сакрального отдела спинного мозга 79
3.2..Изучениеафферентной иннервации толстой кишки нейронами сакральных спинномозговых ганглиев 81
3;2.1.Локализация;меченых клеток в сакральных спинальных ганглиях при инъекциях пероксидазы хрена в область восходящей ободочной кишки 81
3.2.2. Локализация меченых клеток в сакральных спинальных ганглиях при инъекциях пероксидазы хрена в стенку поперечной ободочной кишки 83
3:2.3; Локализация меченых клеток в сакральных. спинальных ганглиях при инъекциях пероксидазы хрена в стенку нисходящей ободочной кишки 85
3.2.4. Локализация меченых клеток в сакральных спинальных ганглиях при инъекциях пероксидазы хрена в стенку прямой кишки 87
3.2.5 Морфометрический анализ чувствительных нейронов сакральных спинальных ганглиев; иннервирующих толстую кишку 89
3.3 Изучение моторных реакций разных отделов толстой кишки на микростимуляцию нейронов сакрального парасимпатического ядра 94
3.3; 1 .Фоновая моторнаятктивность разных, отделов толстой кишки кошки 95
3.3.2 Муторные реакции толстой кишки на микростимуляцию нейронов сакрального парасимпатического ядра 97
Обсуждение результатов 106
Выводы 117
Список литературы 118
- Парасимпатическая иннервация толстой кишки
- Методика проведения регистрации внутрикишечного давления и микростимуляция нейронов сакрального парасимпатического ядра
- Локализация парасимпатических нейронов при инъекции раствора пероксидазы хрены в стенку нисходящей ободочной кишки
- Муторные реакции толстой кишки на микростимуляцию нейронов сакрального парасимпатического ядра
Введение к работе
Актуальность проблемы. Парасимпатическая регуляция моторной функции толстой кишки является одной из наименее исследованных проблем физиологии желудочно-кишечного тракта. До последнего времени основное внимание уделялось изучению механизмов регуляции моторной деятельности верхних отделов желудочно-кишечного тракта, в частности, желудка и тонкой кишки (Abrahamsson, 1986; Ноздрачев, Чернышева, 1989; Gillis et al., 1989; Багаев и др., 1997; Пантелеев и др., 2004). Показано, что эти области желудочно-кишечного тракта получают парасимпатическую иннервацию исключительно от нейронов дорсального моторного ядра блуждающего нерва (Kalia, Mesulam, 1980; Leslie et al., 1982; Takayama et al., 1982; Shapiro, Miselis, 1985; Багаев, Макаров, 1997). В свою очередь известно, что парасимпатическая иннервация толстой кишки осуществляется нейронами дорсального моторного ядра блуждающего нерва и сакрального парасимпатического ядра спинного мозга. Имеются данные о существовании в дорсальном моторном ядре блуждающего нерва небольшого количества клеток, посылающих аксоны к области илеоцекального сфинктера, к слепой и к нисходящей ободочной кишке, хотя их функциональное значение и точная локализация не определены (Satomi et al., 1978; Gillis et al., 1989; Altschuler et al., 1993). Значительно меньше известно о парасимпатической иннервации толстой кишки нейронами сакрального парасимпатического ядра спинного мозга (Gillis et al., 1989). Большинство исследований, касающихся организации парасимпатической иннервации органов малого таза, посвящено особенностям иннервации мочеполовых органов (Kruse et al., 1990; Papka et al., 1995; Nadelhaft, Vera, 1996; Banrezes et al., 2002; Shefchyk, 2002). Что же касается пространственной локализации, морфологических и функциональных характеристик нейронов сакрального парасимпатического ядра, иннервирующих разные участки толстой кишки, то они остаются неясными. Неопределенным также остается значение этих нейронов в регуляции моторной функции толстой кишки. Между тем, клинические наблюдения показывают, что нарушение функций толстой кишки человека может возникать после стволовой ваготомии в виде постваготомической диареи (Condon et al., 1975), а также после травматических повреждений или оперативных вмешательств на сакральном отделе спинного мозга в виде существенного замедления транспорта ее содержимого во время акта дефекации (Krogh et al., 2003). Механизмы возникновения подобных нарушений неясны. В связи с этим, изучение структурной и функциональной организации парасимпатических нейронов, иннервирующих толстую кишку, имеет существенное значение не только для понимания принципов рефлекторной регуляции ее функций, и в частности ее моторной деятельности, но и для клинической практики.
Цель и задачи исследования. На основании изложенного выше, целью настоящей работы являлось изучение морфо-функциональных характеристик нейронов сакрального парасимпатического ядра спинного мозга и нейронов сакральных спинальных ганглиев, осуществляющих эфферентную и афферентную иннервацию разных отделов толстой кишки кошки, а также нейронов дорсального моторного ядра блуждающего нерва, участвующих в парасимпатической иннервации толстой кишки. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить особенности локализации и морфологические характеристики нейронов дорсального моторного ядра блуждающего нерва и сакрального парасимпатического ядра спинного мозга, иннервирующих область илеоцекального сфинктера, восходящую, поперечную и нисходящую части ободочной кишки, а также прямую кишку.
2. Изучить распределение и морфологические характеристики нейронов сакральных спинальных ганглиев, осуществляющих афферентную иннервацию указанных участков толстой кишки.
3. Изучить моторные реакции разных отделов толстой кишки в ответ на микростимуляцию нейронов сакрального парасимпатического ядра.
Научная новизна. Впервые выполнено комплексное морфо-функциональное исследование особенностей парасимпатической иннервации толстой кишки у кошки. Установлено, что в поперечной ободочной кишке существует перекрытие областей парасимпатической иннервации нейронами дорсального моторного ядра блуждающего нерва и нейронами сакрального парасимпатического ядра спинного мозга. Впервые показано, что степень выраженности парасимпатической иннервации толстой кишки нейронами сакрального парасимпатического ядра возрастает в каудальном направлении по длине кишки. Доказано, что наибольшее количество нейронов этого ядра, иннервирующих толстую кишку, расположено в области, соответствующей второму сакральному сегменту спинного мозга. Впервые установлено, что степень выраженности афферентной иннервации толстой кишки чувствительными нейронами сакральных спинномозговых ганглиев возрастает в каудальном направлении, и наибольшее количество этих нейронов располагается в спинальном ганглии SII. В электрофизиологических экспериментах впервые показано, что микростимуляция нейронов сакрального парасимпатического ядра на участке, соответствующем сегменту SII, сопровождается наиболее выраженными моторными реакциями толстой кишки, возникающими с наименьшим латентным периодом, по сравнению с аналогичной стимуляцией других сегментов.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные в работе новые данные об организации парасимпатической иннервации толстой кишки нейронами сакрального парасимпатического ядра представляют существенное теоретическое значение для понимания основных принципов центральной регуляции функций толстой кишки. Результаты работы могут быть использованы в создании физиологической основы для разработки клинических методов стимуляции сакральных парасимпатических нейронов для лечения моторных дисфункций толстой кишки у больных с повреждениями спинного мозга. Основные положения и выводы работы могут быть использованы в лекционных курсах по физиологии висцеральных систем.
Апробация материалов диссертации. Результаты работы представлены на Всероссийской конференции молодых исследователей “Физиология и медицина” (Санкт-Петербург, 2005), International C.I.A.N.S. conference (Bratislava, Slovakia, 2005), на IX и X Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей “Человек и его здоровье (Санкт-Петербург, 2006, 2007), на V Международной конференции по функциональной нейроморфологии “Колосовские чтения – 2006” (Санкт-Петербург, 2006), на Всероссийской конференции “Актуальные проблемы физиологии пищеварения и питания” с международным участием, посвященной 80-летию А.М. Уголева, (Санкт-Петербург, 2006), на V и VI Молодежной научной конференции Института физиологии Коми НЦ УрО РАН “Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике” (Сыктывкар, 2006, 2007), на XIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Москва, 2006), на Межинститутской конференции молодых ученых “Механизмы регуляции и взаимодействия физиологических систем организма человека и животных в процессах приспособления к условиям среды”, посвященной 100-летию со дня рождения академика В.Н.Черниговского (Санкт-Петербург, 2007) и на V Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 100-летию со дня рождения В.Н.Черниговского “Механизмы функционирования висцеральных систем” (Санкт-Петербург, 2007).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 21 научная работа в отечественной и зарубежной печати (4 статьи и 17 тезисов).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы, в которой представлены основные методические приемы, использованные в работе, главы с изложением экспериментальных результатов, обсуждения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 138 страницах, из них – 49 рисунков и - 3 таблицы. Список литературы включает 203 источников: 36 отечественных и 167 зарубежных.
Парасимпатическая иннервация толстой кишки
Как и большинство внутренних органов, толстая кишка получает, как симпатическую, так и парасимпатическую- центральную иннервацию. Влияние этих двух отделов на функции толстой кишки часто носит разнонаправленный, но не антагонистический характер. Симпатические нейроны, иннервирующие толстую кишку, располагаются в симпатическом ядре бокового рога серого вещества (ядро Якобсона) спинного мозга на уровне поясничных сегментов LII - LV. Аксоны этих нейронов покидают спинной мозг в составе вентральных корешков и поясничных ветвей чревных нервов, и оканчиваются, главным образом, на нейронах нижнего брыжеечного ганглия (Anderson et al., 1980; Janig, McLachlan, 1987), от которого после переключения эфферентные волокна направляются к толстой кишке в составе поясничных кишечных и гипогастрального нервов (Anderson et al., 1979; Kreulen, Szurszewski, 1979). Предполагается, что первые оказывают тормозное влияние на моторную активность толстой кишки, тогда как гипогастральный нерв оказывает возбуждающее действие на внутренний анальный сфинктер (Carlstedt et al., 1988). Показано, что перерезка чревных нервов вызывает усиление моторной активности толстой кишки, характеризующееся тоническими сокращениями с наложенными на них ритмическими волнами. Этот эффект наиболее выражен в проксимальной части толстой кишки. В свою очередь, перерезка поясничных кишечных нервов сопровождается значительным увеличением моторной активности всех отделов толстой кишки. Вместе с тем, перерезка гипогастрального нерва не влияет на ее моторную активность (Rostad, 1973). Предполагается, что симпатическая иннервация толстой кишки осуществляется в основном немиелиновыми эфферентными волокнами чревных, поясничных кишечных и гипогастрального нервов.
Парасимпатическая иннервация, толстой кишки, осуществляется нейронами дорсального моторного ядра блуждающего нерва, расположенного в каудальной части продолговатого мозга. Аксоны этих нейронов достигают проксимальных участков- толстой кишки в составе эфферентных волокон одноименного нерва. Другим источником парасимпатической иннервации толстой кишки является нейроны сакрального парасимпатического ядра, локализованного в сакральном отделе спинного мозга (Gillis et al., 1986). Аксоны этих нейронов направляются к толстой кишке в составе тазовых нервов и достигают нейронов внутриорганных ганглиев толстой кишки, как непосредственно, так и через переключения в тазовых ганглиях (Janig, McLachlan, 1987).
В настоящее время вопрос о парасимпатической иннервации толстой кишки нейронами дорсального моторного ядра блуждающего нерва широко дискутируется в отечественной и зарубежной литературе. Согласно результатам ранних экспериментов со стимуляцией блуждающего нерва- и, регистрацией моторных реакций разных отделов толстой кишки у морских свинок, собак и кошек было высказано предположение, что нейроны дорсального моторного ядра блуждающего нерва обеспечивают парасимпатическую иннервацию желудочно-кишечного тракта только до проксимальных отделов толстой кишки (Rentz, 1939; Stavney et al., 1963; Hulten, 1969). Позднее в аналогичных опытах было показано, что наряду с выраженными возбудительными моторными ответами проксимальных отделов толстой кишки, в половине экспериментов могут регистрироваться моторные ответы и в дистальных отделах толстой кишки. При этом билатеральная шейная стволовая ваготомия обычно не вызывает общих изменений моторной активности толстой кишки, что говорит об отсутствии тонического контроля моторной активности толстой кишки со стороны дорсального моторного ядра блуждающего нерва, как это наблюдается для проксимальных отделов желудочно-кишечного тракта. Однако в ряде случаев ваготомия может сопровождаться кратковременным торможением моторной активности, ограниченным проксимальной частью толстой кишки (Rostad, 1973). В последующих экспериментах было продемонстрировано, что стимуляция блуждающего нерва сопровождается высокоамплитудными коротколатентными- сокращениями толстой кишки, которые не блокировались атропином. В этой связи было высказано предположение, что-в вагусной парасимпатической иннервации толстой кишки принимают участие как холинергические, так и неадренергические — нехолинергические механизмы (Collman et al., 1984), аналогичные установленным ранее для проксимальных отделов желудочно-кишечного тракта (Abrahamsson, Jansson, 1973). Сходные выводы были сделаны из экспериментов с блокадой альфа - и бета-адренорецепторов (Scratcherd et al., 1986). В последующих исследованиях, проведенных на бодрствующих животных, было показано, что блуждающий нерв кроме возбуждающих влияний на моторную активность толстой кишки может оказывать и тормозные (Dapoigny et al., 1992). Следует отметить, что эксперименты с регистрацией моторных реакций разных отделов толстой кишки на стимуляцию блуждающего нерва, как правило, не учитывают существования ее симпатической иннервации, что может привести к неадекватным выводам, относительно функционального значения парасимпатической иннервации толстой кишки.
Например, показано, что стимуляция блуждающего нерва может сопровождаться редкими и спорадическими сокращениями восходящей ободочной кишки, однако на фоне действия гуанетидина эти сокращения значительно увеличиваются. Введение атропина в этих условиях приводит к блокаде этих реакций, что свидетельствует о тормозном влиянии симпатической иннервации на холинергическую передачу эффектов стимуляции блуждающего нерва на гладкие мышцы стенки восходящей ободочной кишки (Pahlin, Kewenter, 1976).
В ранних морфологических исследованиях иннервации толстой кишки нейронами дорсального моторного ядра блуждающего нерва с использованием методов нейрональной дегенерации было показано, что поддиафрагмальная ваготомия сопровождается антероградной дегенерацией нервных волокон в слепой, восходящей, поперечной и в проксимальной части нисходящей ободочной кишки (Schmidt, 1933; Коротков, 1969). Последующие исследования-с применением более чувствительных методов ретроградного транспорта пероксидазы хрена показали, что у кошек нейроны дорсального моторного ядра блуждающего нерва иннервируют толстую кишку до начального участка прямой (Satomi et al., 1978). В аналогичных экспериментах на собаках продемонстрировано, что эфферентные волокна блуждающего нерва достигают дистальной части нисходящей ободочной кишки (Hudson, 1990). Позднее было показано, что у крыс блуждающий нерв иннервирует все отделы толстой кишки, за исключением прямой кишки (Altschuler et al., 1993). Следует заметить, что степень выраженности иннервации толстой кишки нейронами дорсального моторного ядра блуждающего нерва уменьшается в каудальном направлении (Berthoud et al., 1991). Так, общее число нейронов дорсального моторного ядра, принимающих участие в иннервации слепой кишки у крыс, составляет около 200, тогда как для восходящей ободочной кишки это число приблизительно в два раза меньше (Altschuler et al., 1993). Предполагается, что существуют видовые различия в иннервации толстой кишки нейронами дорсального моторного ядра, так как у кошек число нейронов этого ядра, посылающих аксоны в составе блуждающего нерва к этим областям кишки на два порядка меньше (Satomi et al., 1978).
Кроме нейронов дорсального моторного ядра блуждающего нерва в парасимпатической иннервации толстой кишки принимают участие клетки сакрального парасимпатического ядра, расположенного в сакральном отделе спинного мозга. Аксоны этих нейронов достигают толстой кишки в основном в составе тазовых нервов. Эфферентная иннервация сфинктерных зон прямой кишки обеспечивается мотонейронами, образующими скопление клеток, расположенное в вентральном роге SI - SII сегментов сакрального отдела спинного мозга вентральнее сакрального парасимпатического ядра (Rexed, 1954; Petras, Cummings, 1978; Yamamoto et al., 1978; Kuzuhara et al., 1980; Nadelhaft et al., 1980; de Groat et al., 1981). Это скопление обозначается как ядро Онуфа или клеточная группа Y (Onuf, 1900; Rexed, 1954; Kuru, 1965; Dekker et al., 1973; Sato et al., 1978). Внутренний анальный сфинктер получает иннервацию от волокон гипогастрального и поясничного кишечного нервов, которые оказывают на него тоническое возбудительное действие (Carlstedt et al., 1988; Mizutani et al., 1992). Показано, что раздражение тазового, гипогастрального и поясничного кишечного нервов сопровождается усилением моторной активности толстой кишки, расслаблением внутреннего анального сфинктера и инициацией акта дефекации (Garry, 1933; Denny-Brown, Robertson, 1935; Hulten, 1969; Matsufuji, Yokoyama, 2003). Иннервация наружного анального сфинктера толстой кишки осуществляется соматическим половым нервом, раздражение которого вызывает сокращение мышц сфинктера (Mackel, 1979). Тазовый и половой нервы содержат волокна, идущие от нейронов сакрального отдела спинного мозга и играют важную роль в регуляции функций толстой кишки и урогенитальной сферы. Висцеральные афферентные и эфферентные волокна, проходящие в составе тазового нерва к этим органам, представляют собой основной нейроанатомический путь для рефлекторной регуляции мочеиспускания, дефекации и эрекции (de Groat et al., 1979,1981).
Методика проведения регистрации внутрикишечного давления и микростимуляция нейронов сакрального парасимпатического ядра
Микростимуляция нейронов сакрального парасимпатического ядра осуществлялась с помощью вольфрамового микроэлектрода с диаметром кончика около 50 мкм и сопротивлением 50-100 кОм. Индифферентный электрод, изготовленный из инъекционной иглы диаметром 0.5 мм, располагался в мягких тканях, окружающих позвоночник. Погружение стимулирующего электрода в ткань мозга производилось с помощью погружающего устройства (НТО, Института физиологии им. И.П. Павлова РАН), которое позволяло осуществлять вертикальное перемещение электрода с шагом 4 мкм. Погружающее устройство фиксировалось на головке стереотаксического прибора, позволяющей перемещать его в двух взаимоперпендикулярных плоскостях. Координаты мест стимуляции определялись из данных морфологической серии опытов и в продольном направлении ограничивались областью сакральных сегментов SI — SIII, в поперечном направлении от 0.25 до 0.4 мм латеральнее средней линии и по глубине от 0.5 до 1.0 мм от дорсальной поверхности мозга.
Стимулирующий электрод соединялся с радиочастотной приставкой электростимулятора ЭСУ-1. Параметрьг прямоугольных стимулирующих импульсов тока составляли от 100 до 1000 мкА, длительность импульсов 0.5 мс и продолжительность стимуляции 10 с. Интервал времени между последовательными-применениями стимуляции составлял не менее 10 мин.
Производилась регистрация фоновых (2 мин до стимуляции) ж вызванных раздражением (3 мин после стимуляции) изменений моторной деятельности исследованных участков толстой кишки. Каждая выбранная область сакрального парасимпатического ядра стимулировалась не менее 5 раз. Рассчитывалось исходное фоновое давление в полости кишки за 1 минуту до стимуляции, среднее внутрикишечное давление за три минуты после начала стимуляции-и амплитуда изменения давления в полости кишки в ответ на стимуляцию. Также оценивался латентный период реакции и полупериод восстановления давления в кишке после раздражения. По результатам 5 или более реализаций рассчитывалась усредненная реакция-кишки на стимуляцию. Регистрация данных и управление стимуляцией производилось в режиме реального времени с помощью компьютеризированной экспериментальной установки (рис. 5).
Электрофизиологическая установка была собрана на базе компьютера Dell Inspiration с объемом оперативной памяти 512 Мб и снабженного 8-ми канальным устройством ввода-вывода типа USB-1206FS, подключенным к одному из USB портов компьютера. Частота оцифровки сигналов составляла 10 Гц на канал. Программное обеспечение работы установки было написано в среде объектно-ориентированного программирования Delphi 6 и позволяло в режиме on-line визуализировать моторные реакции, одновременно регистрируемые с помощью трех баллонов на экране монитора, с последующим сохранением их в цифровом виде в памяти компьютера (рис. 6).
Последующая обработка результатов осуществлялась в режиме off-line с помощью программного пакета графической обработки данных Origin 7.5 (OriginLab Corp, США) и программы статистической обработки результатов Statistica 6.0 (StatSoft Corp, США).
Для последующего гистологического контроля места расположения кончика стимулирующего электрода по окончании стимуляции сакральных парасимпатических нейронов сегментов SI, SII, SIII производилось локальное электролитическое разрушение мозговой ткани пропусканием постоянного электрического тока силой около 1 мА. Гистологический контроль показал, что стимулирующий электрод располагался в пределах сакрального парасимпатического ядра.
Локализация парасимпатических нейронов при инъекции раствора пероксидазы хрены в стенку нисходящей ободочной кишки
При введении раствора маркера в стенку нисходящей ободочной кишки меченые нейроны были обнаружены во всех сегментах сакрального отдела спинного мозга (рис. 15).
Меченные пероксидазой клетки прослеживались на протяжении 7.3 ± 0.9 мм во всех сегментах сакрального отдела спинного мозга (рис. 16). Общее число меченых нейронов в зависимости от животного составляло от 23 до 3879 (в среднем 600 ± 485 клетки).
При этом их максимальное количество наблюдалось в сегменте SII — 58% от общего числа меченых клеток (рис. 16). Значительно меньше меченых клеток было найдено в сегментах SI и SIII (18 и 24%, соответственно). При этом значимых различий в среднем количестве меченых нейронов на ипси - и контралатеральной стороне не было обнаружено. Гистограммы распределения числа меченых клеток в зависимости от сегмента спинного мозга представлены на рисунке 17.
Обнаруженные нами нейроны составляли две группы клеток с различной ориентацией продольных осей (рис. 18).
На фронтальных срезах первая группа располагалась преимущественно в пластине V Рекседа и состояла из горизонтально ориентированных клеток. Эти клетки имели площадь сечения на срезах равную 273.8 ± 17.2 мкм , большой и малый диаметры, соответственно 28.9 ± 1.2 и 11.9 ± 0.5 мкм.
Выявленные нейроны располагались на глубине 500 - 1150 мкм от поверхности мозга (рис. 19).
Вторая группа локализовалась в VII пластине Рекседа и содержала клетки ориентированые в дорсовентральном направлении и располагалась на глубине 1150 - 1550 мкм от поверхности мозга (рис. 19). Эти клетки имели площадь сечения на срезах 333 ±11.1 мкм2, большой и малый диаметры, соответственно 33.7 ± 0.8 и 12.6 ± 0.3 мкм.
Количество меченых клеток первой группы было существенно меньше, чем во второй и составляло 20% от общего числа меченых нейронов. Вторая группа, соответственно - 80%. Это хорошо заметно на суперпозиции фронтальных срезов сакрального отдела спинного мозга (рис. 20)
Для определения пространственного расположения меченных пероксидазои хрена нейронов в пределах сакрального парасимпатического ядра была выполнена трехмерная реконструкция исследованного участка сакрального отдела спинного мозга (рис. 21).
Можно видеть, что на ростральном полюсе сакрального парасимпатического ядра четко выделяются две группы нейронов. Первая — представляет собой колонкообразное скопление нейронов, расположенных в дорсомедиальной части ядра. Вторая - образована нейронами, расположенными вентролатерально по отношению к первой вдоль латеральной границы серого вещества. В средней части ядра эти группы клеток сближаются и на уровне сегмента SII - SIII образуют компактное клеточное скопление.
На продольных срезах сакрального отдела спинного мозга при введении раствора маркера в стенку нисходящей ободочной кишки меченые нейроны располагались вдоль границы серого вещества в виде непрерывной узкой полосы (рис. 22). Более наглядно меченые клетки представлены на рисунке 22а.
Морфометрический анализ показал, что нейроны, иннервирующие нисходящую ободочную кишку, были представлены на продольных срезах сакрального отдела спинного мозга в основном клетками овальной формы, большой и малый диаметры которых составляли 26.21 ± 0.4 и 15.4 ± 0.2 мкм. Площадь сечения этих нейронов на срезах была 320.1 ± 7.3 мкм2. При анализе распределений морфометрических характеристик этих клеток, измеренных на продольных срезах, обнаружено, что нейроны, иннервирующие нисходящую ободочную кишку, также могут быть подразделены на две группы, различающиеся значениями малого диаметра и площади сечения (таблица 2).
Гистограммы распределений соответствующих морфометрических характеристик указанных нейронов представлены на рисунке 23.
Сравнительный анализ морфометрических характеристик меченых клеток, иннервирующих поперечную и нисходящую ободочную кишку, показал, что они достоверно различаются по размерам и площади сечения на срезах (рис. 24).
Таким образом, поперечная ободочная кишка иннервируется более крупными нейронами сакрального отдела спинного мозга, чем нисходящая ободочная кишка.
Муторные реакции толстой кишки на микростимуляцию нейронов сакрального парасимпатического ядра
Микростимуляция нейронов сакрального парасимпатического ядра вызывала в наших опытах возбудительные моторные реакции во всех исследованных отделах толстой кишки. Эти реакции выражались в форме резкого повышения внутрикишечного давления во время стимуляции и последующего его более или менее плавного снижения до исходного уровня (рис. 43а). В ряде случаев давление в постстимульном периоде могло опускаться ниже фоновых значений, то есть, реакция могла иметь двухфазный характер (рис. 436). На фоне постстимульного падения давления могли возникать ритмические сокращения (рис. 43в).
Форма моторной реакции, ее амплитуда и латентный период зависели от области толстой кишки и расположения стимулирующего электрода в сакральном парасимпатическом ядре.
Для сравнения, раздражение нейронов люмбального сегмента LVII вызывало в наших опытах незначительное повышение внутрикишечного давления в проксимальном отделе толстой кишки (восходящая и поперечная ободочная части), соответствующее по времени периоду стимуляции с последующим восстановлением давления до исходных значений (рис. 44а).
При этом в нисходящей ободочной кишке наблюдалось торможение текущей ритмической моторной активности толстой кишки (рис. 446), а в прямой кишке регистрировалась двухфазная моторная реакция, состоящая из начальной фазы резкого повышения давления с последующим ее снижением к концу периода стимуляции до исходного значения, после чего следовала вторая фаза повышения давления, по-видимому, являющаяся рефлекторным ответом прямой кишки на ее сокращение, вызванное стимуляцией (рис. 44в).
Микростимуляция нейронов сакрального сегмента SI сопровождалась возбудительными моторными ответами всех отделов толстой кишки в виде относительно большого повышения внутрикишечного давления в период стимуляции с последующим его падением до исходных значений или ниже (рис. 45).
На фоне повышения давления часто возникали сокращения кишечной стенки. В постстимульном периоде в моторном ответе прямой кишки наблюдалась рефлекторная фаза, обусловленная сокращением кишки в ответ на стимуляцию (рис. 45в).
Микростимуляция нейронов сакрального сегмента SII вызывала возбудительные моторные реакции всех отделов толстой кишки. При этом в проксимальном отделе регистрировалось незначительное повышение внутрикишечного давления, соответствующее по времени периоду стимуляции (рис. 46а).
В нисходящей ободочной кишке моторная реакция состояла из повышения давления во время стимуляции с последующим его плавным восстановлением до исходных значений (рис. 466). В прямой кишке стимуляция вызывала значительное увеличение давления с последующим его восстановлением. В постстимульном периоде наблюдалось усиление ритмической сократительной моторной активности (рис. 46в).
Микростимуляция нейронов сакрального сегмента SIII также сопровождалась возбудительными моторными реакциями толстой кишки. Причем в проксимальной части (восходящая и поперечная ободочная) толстой кишки эти реакции были относительно слабыми по сравнению с ответами нисходящей ободочной и прямой кишки (рис. 47).
Моторный ответ проксимального участка толстой кишки состоял из небольшого повышения внутрикишечного давления во время стимуляции. В постстимульном периоде наблюдалось небольшое повышение давления в кишке, на фоне которого возникали медленные сокращения ее стенки (рис. 47а).
В нисходящей ободочной и прямой кишке моторная реакция на стимуляцию нейронов сакрального сегмента SIII выражалась в форме значительного повышения внутрикишечного давления во время стимуляции с последующим его возвращением к исходному уровню или ниже. При этом в моторной реакции прямой кишки мог наблюдаться рефлекторно вызванный компонент (рис. 47в).
Добавим, что рефлекторное повышение давления, наблюдаемое нами в прямой кишке, достигало максимального значения через 34.8 ± 10с, 19.6 ± 5с, 15.3 ± 4с и 14.2 ± 5с после начала стимуляции, соответственно при раздражении сегментов LVII, SI, SII и SIII.
Анализ выраженности моторных ответов по амплитуде показал, что микростимуляция сегмента SII вызывает наиболее значительное повышение внутрикишечного давления, в сравнении со стимуляцией других сегментов (рис. 48).
Анализ латентных периодов моторных реакций разных отделов толстой кишки показал, что микростимуляция нейронов сакрального сегмента SII вызывает моторные ответы в толстой кишке с минимальным латентным периодом (рис. 49). При этом наименьший латентный период реакции наблюдался в прямой кишке.
Согласно полученным нами данным форма моторного ответа разных участков толстой кишки на стимуляцию нейронов сакрального парасимпатического ядра была различной. В проксимальном отделе толстой кишки длительность моторных реакций практически соответствовала периоду стимуляции и составляла в среднем 32.7 ± 11 с. В дистальных отделах толстой кишки вследствие более медленного снижения внутрикишечного давления в постстимульном периоде моторный ответ был более продолжительный и составлял 50.8 ± 13 с и 78.1 ± 21 с, соответственно для нисходящей и прямой кишки.
Таким образом, результаты электрофизиологической серии экспериментов подтверждают полученные морфологические данные и свидетельствуют о том, что микростимуляция нейронов сакрального сегмента SII вызывает наиболее значительные по амплитуде моторные ответы толстой кишки, возникающие с более коротким латентным периодом, по сравнению со стимуляцией нейронов других сегментов спинного мозга. При этом моторные реакции прямой кишки, как правило, более выражены по сравнению с другими отделами толстой кишки.
