Возрастная морфо-функциональная характеристика нейроцитов и проводящих путей звездчатого ганглия Маслюков, Петр Михайлович

Введение к работе

Актуальность темы. Современные представления об организации и функции вегетативной (автономной) нервной системы во многом базируются на результатах работы Дж. Лентяи (1925), ряда зарубежных и отечественных исследователей структуры и функции ее мозговых центров, узлов, сплетений, нейронейрональных и нейротканевых взаимоотношений (Л.А.Орбели, 1934; Б.И.Лаврентьев, 1946; Гельгорн, 1948; Kunts, 1953; И.А.Бульігин, 1966, 1976; А.А.Милохин, 1967; А.Д.Ноздрачев, 1968; В.И.Скок, 1970; Pick, 1970; Н.Г.Колосов, 1972; Н.ЕЛрыгин, В.Н.Ярыгин, 1973).

В последние годы вышли работы обобщающего плана (Bumstock, Costa, 1975; Gabella, 1976; А.Г.Кнорре, И.Д.Лев, 1977; А.Д.Ноздрачев, 1978, 1983; А.Д.Ноздрачев, М.П.Чернышева, 1989; В.И.Скок, АЛ.Иванов, 1989; В.Н.Швалев с соавт., 1992; А.Д.Ноздрачев, А.В.Янцев, 1995). Однако, они не исчерпывают перспективу расширения и углубления исследования строения и функции органов вегетативной нервной системы. Примером тому служит пристальное внимание специалистов различного профиля к морфо-функциональной организации звездчатого ганглия, который известен как центр иннервации органов грудной полости и шеи. Установлена также связь между патологией этого узла и такими трудно поддающимися терапии заболеваниями, как синдром Рейно, пальмарный гипергидроз, симпатодистрофии (Abraham, 1951; Claes et al., 1993; Lowell et al, 1993).

Сопоставление различных исследований конструкции симпатических узлов вегетативной нервной системы показывает, что исследованию подвергались узлы симпатического ствола различных животных: собаки (Г.В.Стовичек, 1959; Nagano et aL 1975; Armour, Hopkins, 1981), кролика (Wallis, North, 1976; Г.АЛркин, 1977; АЛ.Иванов, 1987), белой крысы (Bowers,

2 Zigmond, 1979; В.Н.Швалев с соавт., 1992; Mo et al., 1994), человека (Г.А.Орлов, 1946; АГ.Гретен, 1953; Ю.М,Жаботинский, 1953; Ebesson, 1968) причем большинство работ проводилось на краниальном (верхнем) шейном ганглии. В меньшей степени изучен звездчатый ганглий кошки, нейронная организация которого, как и физиологическая характеристика проводящих путей отражена в литературе недостаточно. Зачастую имеющиеся данные являются противоречивыми.

Цель исследования. Выявить особенности нейронной организации звездчатого ганглия кошки в постяатальном онтогенезе с учетом вариантов отхождения ветвей узла и электрофизиологической характеристики их нервных волокон.

Задачи исследования

1. Установление особенностей отхождения ветвей от звездчатого ганглия у котят и взрослой кошки.

2. Определение плотности расположения нейроцитов и их мерных характеристик к различных областях звездчатого ганглия котят и взрослой кошки.

3. Исследование возрастных особенностей электрофизиологических свойств проводящих путей узла и установление типа нервных проводников ветвей ганглия.

Научная новизна работы. В результате морфологических исследований установлены основные варианты ветвей ганглия с правой и левой стороны. Основные различия касаются медиального края ганглия. Доказано, что левый узел характеризуется большей вариабельностью нервов, от него

отходящих (5 вариантов). Ветви правого узла более постоянны и характеризуются 3 вариантами отхождения ветвей. Эта закономерность прослеживается от новорожденного до взрослого животного.

Морфометрический анализ нейроцитов показал, что в ходе онтогенеза возрастают площадь сечения, максимальный диаметр, степень округлости нейронов ганглия и уменьшается плотность их расположения. Установлено, что у новорожденного котенка более крупные нейроны располагаются в краниальной части узла, причем эта особенность сохраняется на последующих этапах онтогенеза. Доказано, что средние площадь сечения, максимальный диаметр нейроцитов больше в левом ганглии по сравнению с правым у 10-, 20-дневных котят и взрослых кошек. У взрослой кошки средняя плотность расположения нейроцитов и плотности распределения нейронов в каждой исследованной зоне в правом узле больше по сравнению с левым.

Таким образом, доказана ассиметрия правого и левого звездчатых ганглиев.

Электрофизиологический анализ проводящих путей узла у новорожденных и 10-дневных котят показал однородность нервных проводников его ветвей, относящихся к группе С. Определено, что вызванные ответы ветвей ганглия в этом возрасте являются монофазными, низкоамплитудными. С возрастом, начиная с 20 дня после рождения, выявлено многообразие нервных волокон, относимых по электрофизиологическим характеристикам к группам А», В и С. В звездчатом гакглия 20-дневных котят ответы становятся многофазными и по величине становятся сравнимыми с ответами у взрослых кошек. В каудальном сердечном нерве и анастомозе с вагосимпатическим стволом начиная с 10-дневного возраста

4 выявлен ответ при раздражении волокон подключичной петли. Найдено, что у взрослой кошки по этому пути возбуждение проводится и в обратном направлении. У взрослой кошки все ветви, за исключением межганглионарной ветви симпатического ствола, содержат непрерывные и синаптически переключающиеся волокна.

Научная и практическая значимость работы. Полученные результаты расширяют представление о морфологических особенностях как самого звездчатого ганглия, так и составляющих его нейронов и их изменениях в процессе возрастного развития. Полученные нормативные морфо-функциональные характеристики нейроцитов и ветвей звездчатого ганглия необходимы для оценки результатов исследования закономерностей иннервации внутренних органов грудной полости и шеи, имеют значение для сравнительной анатомии и физиологии и решения возможности экстраполяции экспериментальных данных на человека.

Конкретные результаты проведенного исследования могут использоваться как новые сведения о структуре и функции звездчатого ганглия в учебном процессе на кафедрах анатомии и физиологии.

Основные положения, выносимые на защиту.

4. Звездчатый ганглий кошки характеризуется ассиметричностъю количества и места отхождения ветвей, начиная с периода новорожденносга.

5. С 10-дневного возраста анатомическая ассиметрия дополняется ассиметричностъю нейроцитов,

отяичаюицшм в правом н левом узлах по морфометричвсапм критериям и плотности расположения.

3. Общей закономерностью нейронного состава ганглия является кранио-каудальный градиент различных по своим мерным караютриешка&г кейродагго».

4. Процессы роста нейроцитов звездчатого ганглия кошки в постнатальном периоде сочетаются с увеличением амплитуды ответов и скорости проведения возбуждения по волокнам узла, усложнением злекхрофизиологическия характеристик проводящих путей ганглия, которые к 20 дню гтсгони содержат А$, В и С вояогшз.

Анрз&ц» рабсты. Основные положснгїя диссертации доложены на конференціш "Экспериментальные и клинические аспекты адаптации мшрогемоциркуаадий^я (Ярославль, 1995),

МеЗДуНарОДКОЙ КОНфервНЦИИ, ПОСШПЦеННСЙ 100-КЄЇЇОО со дня

рождения профессора Н.В.Поповой-Лат«нной "Структурные преобразования органов и тканей на эталая онтогенеза в норне я при воздействии антропогенных факторов". (Астрахань, 1996), межвузовской конференции "Актуальные вопросы физиологии и теории физической культуры" (Ярославль, 1997), Ш мекдународной конференции стран СНГ по функциональное нейроморфологии, посвященной 100-летаю со дня рокдения чл.-корр. АН СССР и АМН СССР НХ.Кодосова "Колосовсхке чтения - 97" (Санкт-Петербург, 1997), мешеафедральнон совещании с участием сотрудников кафедр анатомии человека и нормальной фичиологии (Ярославль, 1997).

Публикадда. По итогам диссертации опубликовано 7 работ, отражающие основные положения научного исследования.

Объем в структура диссертации. Диссертация изложена на 153 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав результатов, заключения, выводов, указателя литературы, включающего 167 наименований, в том числе 86 отечественных и 81 иностранных. Диссертация иллюстрирована 30 таблицами и 42 рисунками.

Материал и методы исследовании. Работа выполнена на 96 котятах (32 новорожденных котятах массой 50-100 г., 32 десятидневных и 32 двадцатидневных котятах массой 150-300 г.) и 70 взрослых кошках, массой 2.5-4.0 кг. При этом препарированию было подвергнуто 36 котят (по 12 в каждой возрастной группе) и 50 кошек, морфометрические исследования проведены на 30 котятах (по 10 в каждой возрастной группе) и 10 кошках, электрофизиологические - на 30 котятах (по 10 в каждой возрастной группе) и 10 взрослых кошках.

При исследовании вариантов отхождения ветвей узла эвтаназию животных осуществляли путем введения нембутала (60 мг/кг). Производили билатеральное вскрытие грудной клетки по реберным хрящам. После этого осторожно выделяли и забирали органы грудной клетки вместе с узлами правой и левой стороны.

Препарирование ветвей ганглия осуществляли под контролем бинокулярной лупы с увеличением 10^х.

При проведении морфометрического исследования под глубоким нембуталовым наркозом (60 мг/кг веса интраперитонеально) после препарирования узла осуществляли перфузию с помощью перфузионного насоса сначала физиологическим раствором с гепарином (5 ЕД/л), затем фиксирующей смесью, состоящей из 4 % параформальдегада и

7 1,25 % глютаральдегидаГприготовленных на фосфатном буфере (рН 7,4). Забирали правый и левый узел для морфометрического исследования. Срезы толщиной 15 мкм изготавливали на замораживающем микротоме. Использовалась окраска нервных клеток по методу Ниссля (В.К. Белецкий, 1941; С.С. Вайль, 1944).

Для проведения морфометрического анализа нейронов узла производили исследование семи полей зрения в каждой из областей ганглия у места выхода: а) позвоночного нерва, б) краниальной ветви подключичной петли, в) анастомоза с блуждающим нервом, г) межгангпионарной ветви симпатического ствола, д) соединительной ветви к спинномозговому нерву сегмента ТІ, е) соединительной ветви к спинномозговому нерву сегмента Т2 и ж) центральной области среза. При помощи программно-технологического комплекса "BIOSCAN" (Минск, "Конако", 1992), реализованного на базе IBM PC 486 DX2, в выбранных областях ганглия определяли площадь сечения клеток, их максимальный диаметр, степень округлости.

В этих же областях определяли плотность расположения клеток при увеличении в 240 раз в микроскопе "Биолар PI" (Польша) при помощи окулярной квадратной морфометрической сетки площадью 0.36 мм². Среднее значение количества клеток на площадь сетки приводилось к 1 мм² среза ганглия.

Математическая обработка включала в себя определение средней арифметической и ошибки средней. Сравнение данных, полученных из разных областей ганглия, производили по критерию Стьюдента. Корреляционную связь между параметрами определяляли по коэффициенту корреляции, вычисляемому по стандартной формуле.

По формуле X±0.67S, исхода из площади сечения, максимального диаметра, производили группировку нейронов на мелкие , средние, крупные. К мелким относили клетки с площадью сечения менее 422.80 мкм², к средним - от 422.81 до 845.68, а крупные имели площадь более 845.69 мкм². По другому критерию мелкие нейроны имели максимальный диаметр до 28.90, средние - от 28.91 до 41.63, крупные - свыше 41.64 мкм. По степени округлости клетки делили на вытянутые, эллипсовидные, круглые. К группе вытянутых принадлежали нейроциты со значением степени округлости от 0.38 до 0.56, к группе элипсовидных - от 0.57 до 0.75, к группе круглых - от 0.76 до 0.94.

При изучении проводящих путей узла применяли метод регистрации вызванных ответов в нервах узла при раздражении его ветвей. Животные наркотизировались нембуталом (40 мг/кг внутрибрюшинно) и обездвиживались диплацином (1 мл 2% раствора внутримышечно) при искусственном дыхании.

Исследованию у взрослых кошек подвергали все ветви ганглия. У котят соединительные ветви к спинномозговым нервам сегментов ТІ и Т2 не изучались в связи с их крайне малой длиной.

После препарирования на ганглионарные концы раздражаемого и регистрируемого нервов накладывали серебрянные электроды с межэлектродным расстоянием 3.0 мм. Стимуляция ветвей узла проводилась при помощи универсального двухканального стимулятора ЭСУ-1 одиночными прямоугольными импульсами длительностью 0,5 мс и силой 1,2-1,3 пороговой величины. Электрическая активность подавалась на вход двухканального универсального усилителя переменного тока (Санкт-Петербург, 1992), соединенного через АЦП с IBM PC 286.

В каждой возрастной группе у 2 животных после регистрации вызванных ответов в ЗГ проводилось орошение ганглия 5% раствором пентамина с целью устранения потенциалов, вызванных синаптически переключающимися путями.

Статистическая обработка результатов сводилась к определению средней арифметической величины и стандартной ошибки. Оценка достоверности различий проводилась с использованием критерия Стыодента.