Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 12
1.1. Морфофункциональная организация мозжечка 12
1.2. Нейроглиальные соотношения в мозжечке человека 14
1.3. Внутриорганное гемомикроциркуляторное русло мозжечка человека 19
1.4. Гистохимическая характеристика капилляров мозжечка и других отделов головного мозга 24
1.5. Активность митохондриальных дегидрогеназ (СДГ и НАД-диафоразы) в мозжечке и других отделах головного мозга . 27
Глава 2. Материалы и методы исследования 30
2.1. Материал исследования 30
2.2. Методы исследования 32
2.2.1. Гистологические методы исследования 33
2.2.2. Гистохимические методы исследования 34
2.2.3. Статистическая обработка результатов 37
Глава 3. Собственные исследования 38
3.1. Нейроглиальные соотношения в корковых формациях мозжечка человека (двубрюшная долька, пирамида, клочок) 38
3.2. Нейроглиальные соотношения в ядрах мозжечка человека (зубчатое, пробковидное, шаровидное, ядро шатра) 62
3.3. Плотность капиллярной сети в корковых формациях мозжечка человека (двубрюшная долька, пирамида, клочок) 92
3.4. Плотность капиллярной сети в ядрах мозжечка человека (зубчатое, пробковидное, шаровидное, ядро шатра) 101
3.5. Диаметр капилляров функционально различных отделов мозжечка человека 112
3.5.1. Диаметр капилляров в корковых формациях мозжечка человека (двубрюшная долька, пирамида, клочок) 112
3.5.2. Диаметр капилляров ядер мозжечка человека (зубчатого, пробковидного, шаровидного, ядра шатра) 114
3.6. Объем крови в функционально активном капиллярном русле (мм3) в двубрюшной дольке, пирамиде, клочке, зубчатом, пробковидном, шаровидном ядрах, ядре шатра 115
3.7. Площадь обменной поверхности капилляров функционально различных отделов мозжечка человека в онтогенезе
3.8. Возрастные изменения количества крови, приходящейся на единицу поверхности капилляра в функционально различных отделах мозжечка человека 119
3.9. Возрастные изменения СДГ и НАД-диафоразной активности в нейроах функционально различных отделов мозжечка человека в постнатальном онтогенезе 121
Глава 4. Обсуждение полученных результатов 135
Выводы 148
Указатель литературы 150
- Морфофункциональная организация мозжечка
- Внутриорганное гемомикроциркуляторное русло мозжечка человека
- Гистологические методы исследования
- Диаметр капилляров функционально различных отделов мозжечка человека
Введение к работе
В настоящее время интерес к строению, кровоснабжению и функционированию нервной системы, несмотря на достаточно полное ее изучение, не только не ослабевает, а продолжает неуклонно возрастать.
Одним из наиболее «загадочных» отделов мозга можно считать мозжечок (рис. 1, 2) (А.А.Артанян, 1979), функции которого многообразны, филогенетический возраст составляющих структур неоднородный, патолопія различна и разнообразна. Эти особенности мозжечка и определяют интерес к его всестороннему изучению специалистами различного профиля (морфологическими, нейрофизиологами, клиницистами): А.Д.Филатова, 1971; А.С.Аматуни, В.В.Фанарджян, 1980; Г.И.Козлова, 1980; А.А.Котов, 1986; P.Rakis at al, 1970; J.A. Saint-Cyr, DJ.Woodward, 1980; V.A.Vasilyeva, T.A.Tsekmistrenko, 1996 и др.
Отслеживающийся рост патологий мозжечка и связанные с этим инвалидизация и смертность определяют необходимость дальнейшего углубления исследований этой части мозга (Е.П.Кокорина, А.Г.Роговина, 2001), так как для правильной трактовки патологического процесса требуются четкие представления о строении и функции данной структуры с учетом ее возрастных особенностей (М.Р.Сапин, 1990).
Структурно-функциональная организация мозжечка изучалась многими учеными: Н.В.Братусь, 1969; В.В.Фанарджян, 1975; О.Г.Газенко, П.В.Васильев, 1976; А.Н.Разумев, Р.А.Григорян, 1976; Я.Сентаготян, М.Арбиб, 1976; Л.К.Семенова, В.А.Васильева, И.А.Момот, 1992, 1994; M.Sjobeck. S. Dahlen, Е. Englund, 1999 и др.
Сосудистая система мозжечка также описана рядом авторов (В.М.Белкина, 1972, 1974; Л.Д.Старлычанова, 1979; А.А.Котов, 1986; С.Е.Шемяков, 2003), однако утвердившееся в последние годы положение о морфофункциональной микроединице ЦНС как о совокупности нейрона с его ближайшими глиальным и капиллярным окружением (П.А.Мотавкин и соавт., 1983; О.С.Адрианов, 1987) требует иного подхода и комплексного изучения системы «нейрон-глия-капилляр», любого отдела центральной нервной системы (ЦНС), так как роль нейроглии многообразна и важна для нормального функционирования нервной системы (О.С.Сотников, 1977; А.И.Ройтбак, 1977, 1993; G.Samjen, 1981).
В частности, нейроглия выполняет коммуникативные действия, осуществляя контакт между внеклеточным невральным пространством и васкулярным эндотелием (D.Mc.Lone, 1980), а также является донором энергии нейрона (В.А.Брумберг, Л.З.Певзнер, 1971, ЮЛ.Гейнисман и соавт., 1974; М. Scooper, 1995), участвует в поддерживании необходимого уровня водно-солевого состава, влияющего на деятельность нейрона (TJohn, 1994). Величина же соотношения между глиальными и нервными клетками отражает динамику развития нервной ткани и может быть использована для оценки уровня патологических изменений (С.М.Блинков, М.Х.Самибаев, Ф.А.Айзенштейн, 1983).
Нейроваскулярные взаимоотношения также неразрывно связаны с функциями нейронов, их развитием и продолжительностью их функционирования, на что указывали еще Б.Н. Клоссовский, Е.Н. Космарская, 1961; Ю.И. Афанасьев и соавт., 1989 и др. Гемомикроциркуляторное русло ЦНС изучали многие отечественные и зарубежные исследователи на разных уровнях и с различных точек зрения: В.В.Куприянов, 1985; И.В.Сосновская, 1986; В.В.Турыгин, 1985, 1988; G.Sessa, M.Perez, 1975; E.Licht, A.J.Barber, 1977; M.Bell, M.Bali, 1981; С.Е.Шемяков, 1991; K.L.Leenders et al, 1991; S.S.Sobin, bernich Sol., K.W.Ballara, 1992; Niu Chao-Shi, 1993; Kato Sctal, 1996 и др.
Все эти работы бесспорно ценны для анализа функции нормальных и патологических реакций нервной системы и всего организма в ответ на оптимальные и экстремальные воздействия окружающей среды (И.В.Гайворонский и соавт., 1992; А.К.Косоуров и соавт., 1992; Л.К.Семенова и соавт., 1992, 1994).
Однако сейчас назрела настоятельная проблема комплексного, интегрального изучения «нейро-глия-васкулярных» взаимоотношений в ЦНС. Однако среди многочисленных работ этого плана (Б.Н.Клоссовский и соавт., 1951; Б.Р.Худайдатов, 1965; К.А.Дюбенко, 1972; В.А.Пастухов, 1974; В.В.Турыгин, 1974; Л.И.Кушановская, 1977; Д.А.Фарбер, 1990; В.П.Рыбаков и соавт., 1996; D.Riva, 1997; M.Sjobeck, S.Dahlen, E.Englund, 1999), можно отметить, что в большинстве своем авторами приводятся лишь данные, касающиеся одного какого-либо компонента системы «нейрон-глия-капилляр» (В.А.Шахламов, 1971; А.И.Ройтбах, 1993; Н.Н.Боголепов и соавт., 1999; M.Cooper, 1995).
Вопрос же об изменениях в системе «нейрон-глия-капилляр» в мозжечке человека на протяжении постнатального онтогенеза до настоящего времени остается недостаточно освященным.
Вместе с тем, хорошо известно, что морфологическая дифференцировка нервной ткани сопровождается изменением направленности окислительного метаболизма, что в свою очередь приводит к перестройкам мембранных структур и изменению активности локализованных в них ферментных систем (В.П.Казначеев, 1980).
Исходя из вышеизложенного были определены цель и задачи настоящего исследования.
Цель исследования: изучить основные закономерности возрастных изменений в постнатальном онтогенезе в системе «нейрон-глия-капилляр» и гистохимических сдвигов узловых дегидрогеназ тканевого дыхания (сукцинат дегидрогеназы (СДГ) и никотинамидадениндинуклеотид-диафоразы (НАД-д)) в коре и ядрах мозжечка человека, имеющих различный филогенетический возраст.
Задачи исследования:
1. Изучить нейроглиальные взаимоотношения в филогенетически разных структурах мозжечка человека на всех этапах постнатального онтогенеза.
2. Исследовать возрастные изменения плотности капиллярной сети корковых формаций и ядер мозжечка в постнатальном онтогенезе.
3. Изучить диаметр микрососудов в филогенетически различных структурах мозжечка (archicerebellum - ядро шатра, клочок; paleocerebellum - пробковидное и шаровидное ядра, пирамида; neocerebellum - зубчатое ядро, двубрюшная долька) на этапах постнатального онтогенеза.
4. Исследовать емкостные параметры микроциркуляторного русла (площадь обменной поверхности, объем крови в 1 мм3 ткани, количество крови, приходящейся на единицу поверхности капилляра) функционально различных структур мозжечка человека на разных этапах постнатального онтогенеза.
5. Проследить основные закономерности возрастных изменений морфометрических параметров в системе «нейрон-глия-капилляр» функционально различных отделов мозжечка человека в постнатальном онтогенезе.
6. Сопоставить динамику морфофункциональных показателей в системе «нейрон-глия» с возрастными изменениями параметров капиллярного русла в функционально различных отделах мозжечка.
7. Сопоставить возрастные морфометрические изменения системы «нейрон-глия-капилляр» с гистохимическими сдвигами ферментов тканевого дыхания СДГ и НАД-диафоразы в корковых формациях и ядрах мозжечка человека на всех этапах постнатального онтогенеза.
Научная новизна исследования состоит в том, что впервые с помощью комплекса морфологических, гистохимических и математических методов исследования проведено интегральное морфометрическое исследование нейро-глио-капиллярных взаимоотношений в мозжечке человека при отсутствии патологии ЦНС и ее сосудистой системы.
Впервые прослежена динамика этих взаимоотношений на всех этапах постнатального онтогенеза в функционально различных отделах мозжечка человека.
Впервые в корковых формациях и всех ядрах мозжечка изучены 5 основных параметров капиллярного русла (диаметр капилляров, суммарная их длина и площадь обменной поверхности, а также объем крови в 1 мм3 ткани и рассчитано количество крови, приходящейся на единицу поверхности капилляра), прослежена возрастная динамика показателей гемомикроциркуляторного русла и нейроглиальных соотношений.
Впервые сопоставлены изученные морфометрические показатели между собой и предпринята попытка связать онтогенетическую динамику этих изменений с филогенетическим возрастом и функцией различных структур мозжечка.
Впервые описаны изменения нейрональной активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ) и НАД-диафоразы в функционально-различных отделах мозжечка человека на протяжении всех периодов постнатального онтогенеза и установлен факт изменения энзиматической активности, характеризующийся волнообразными затухающими колебаниями, которые в значительной степени сопоставимы с возрастной динамикой морфометрических параметров изучаемых структур мозжечка.
Практическая и теоретическая значимость работы. Результаты настоящего исследования, касающиеся возрастных особенностей структурной организации функционально различных отделов мозжечка человека, существенно дополняют сведения об этом отделе головного мозга и могут быть использованы при обучении студентов на кафедрах гистологии, физиологии, нормальной и патологической анатомии человека.
Сведения, касающиеся внутриорганного микроциркуляторного сосудистого русла корковых формаций и ядер мозжечка, расширяют представление о кровообращении головного мозга в целом и могут быть использованы в неврологической практике при лечении больных с сосудистой патологией.
Сведения об онтогенетических изменениях активности ключевых тканевых депщрогеназ (СДГ и НАД-диафоразы) в различных отделах мозжечка человека расширяют представления об основных закономерностях энергообеспечения структур ткани мозжечка и могут быть использованы для объяснения нейрофизиологических процессов, происходящих в мозжечке в норме и при патологических состояниях.
Апробация материалов диссертации. Основные положения работы апробированы на конференции, посвященной 100-летию со дня рождения проф. П.М. Тарасова (Челябинск, 2001); на конференции, посвященной 20-летию ЦНИЛ ЧелГМА (Челябинск, 2002); на I итоговой конференции молодых ученых (Челябинск, 2003); на V съезде врачей Челябинской области (Челябинск, 2004); на конференции молодых ученых (Челябинск, 2005); на заседаниях Челябинского областного отделения ВрНОАГЭ (2003, 2004, 2005).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Постнатальные онтогенетические изменения нейроглиальных соотношений в корковых формациях и ядрах мозжечка человека имеют идентичную направленность, проявляющуюся возрастной убылью количества нейронов, заместительным глиозом, нарастанием глиального индекса.
2. Значение морфометрических параметров функционально активного капиллярного русла корковых формаций и ядер мозжечка в постнатальном онтогенезе определяется степенью функциональной активности соответствующих структур мозжечка.
3. Возрастные морфологические преобразования системы «нейрон-глия-капилляр» в изучаемых структурах мозжечка человека в целом носят генерализованный стереотипный характер, что подтверждается динамикой морфометрических показателей, связанной с филогенетическим возрастом структур.
4. Возрастные сдвиги нейрональной активности СДГ и НАД-диафоразы функционально различных отделов мозжечка человека в постнатальном онтогенезе сопоставимы с динамикой морфометрических параметров системы «нейрон-глия-капилляр» и характеризуются волнообразными затухающими колебаниями.
Морфофункциональная организация мозжечка
Благодаря многочисленным исследованиям строения и эмбрионального развития мозжечка человека, проводимым различными школами нейроанатомов, были сформированы современные представления о структурной организации мозжечка (А.С.Аматуни, 1987) как органа, функционирование которого связано с моторными и сенсорными системами мозга (Л.А.Орбели, 1935, 1940; А.А.Косарева, 1964, 1966; В.С.Гурфинкель, Б.А.Сафронов, 1971; В.В.Фанарджян, Р.А.Григорян, 1983), а также непосредственно участвующего в высших интегративных процессах и когнитивной деятельности в целом (Л.Н.Мещерская, А.И.Назиев, 1989; ГЛ.Бекая, 1990; Н.А.Бернштейн, 1990).
В строении мозжечка выделяют два полушария и червь. В филогенетическом отношении в мозжечке различают его древнюю часть — клочок, связанную с функционированием вестибулярного аппарата, старую часть - червь, отвечающую за статическое равновесие, и молодую часть — полушария, развитие которых связано с прямохождением и формированием тонкой моторики кисти (Л.О.Бадалян, 1984; Н.А.Бернштейн, 1990).
Онтогенез мозжечка является отражением филогенеза, что особенно отмечается в эмбриональном периоде развития (Hiroshi Hagasehi, 1961) и представляет собой ряд непрерывно меняющихся стадий (А.А.Заварзин, 1939; ЛЛ.Пинос, 1951; Ф.И.Валькер, 1959; ГуннЦзун Чжун, 1960).
Согласно морфофункциональным подразделениям мозжечка, на его верхней поверхности в полушариях спереди назад расположены следующие образования: крылья центральной дольки, четырехугольная и верхняя полулунная дольки (Р.Д.Синельников, 1979, 1994).
Четырехугольная долька разделяется передней верхней бороздой на переднюю и заднюю части. Задняя верхняя борозда отделяет четырехугольную дольку от верхней полулунной (Р.Д.Синельников, 1963). На нижней поверхности полушария снаружи во внутрь лежат: нижняя полулунная долька, клочок, двубрюшная долька и миндалина. В области червя выделяют центральную дольку, вершину, скат, листок, бугор, пирамиду, язычок и узелок (В.С.Спиранский, 1981).
Известно, что мозжечок состоит из белого и серого вещества. Основным компонентом белого вещества являются нервные волокна. Серое вещество образовано нервными и глиальными клетками.
В коре мозжечка выделяют: наружный (молекулярный) слой, имеющий в своем составе нейроны различной величины корзинчатой и звездчатой форм; средний (ганглиозный) слой, состоящий из крупных нейронов грушевидной формы (клетки Пуркинье), расположенных в один ряд; глубокий (зернистый) слой, образованный мелкими многочисленными нейронами (клетки-зерна), (О.В.Волкова, Ю.К.Юдецкий, Т.К.Дубовая и др., 1996).
В глубине белого вещества мозжечка имеются ядра, локальные компактные образования, состоящие из нейронов и глии (А.С.Аматуни, В.В.Фанарджян, 1974, 1980).
Наиболее крупное - зубчатое ядро, следующим по величине является пробковидное, затем - ядро шатра и самое мелкое - шаровидное ядро (С.С.Енукидзе, 1939).
В работах ряда авторов: Е.Т.Кононова, 1955; Г.И.Козлова, 1980; Л.О.Бадалян, 1984 - отмечалось, что указанные ядра, как и весь мозжечок, имеют различный филогенетический возраст: ядро шатра относится к древнему мозжечку, шаровидное и пробковидное - к старому, зубчатое - к новому.
Известно, что, являясь наиболее крупным отделом заднего мозга (В.С.Спиранский, 1981), мозжечок, как и весь мозг (А.И.Ройтбак, 1993), представляет собой нейроглиальную систему (Л.Д.Старлычанова, 1979; В.А.Васильева, 1992).
По определению П.А.Мотавкина и соавт. (1983), нейрон с его ближайшим капиллярным и глиальным окружением представляет структурно-функциональную единицу центральной нервной системы.
Данные по исследованию структурной организации и клеточных соотношений в нервной ткани различных отделов головного мозга приводятся в многочисленных работах отечественных и зарубежных авторов (Е.Г.Балашова, 1953; С.М.Блинков, Г.Р.Иваницкий, М.Х.Самибаев, 1966; А.П.Новожилова, В.П.Бамбидра, 1966; Т.А.Леонтович и соавт., 1970; Л.С.Богословская, 1986; Н.С.Шумейко, 1997; N.T.Tsukahara, L.Bondolfi, 1970; T.J.Langan, 1993; V.A.Vasilyeva and T.A.Tsekhmistrenko, 1996).
Установлено, что равномерное снижение плотности нейронов происходит на протяжении всего постнатального онтогенеза (А.Ф.Мищенко, 1984; L.Bondolfi et al, 1970). Количественное уменьшение нейронов сопровождается увеличением их размеров. Размеры нервных клеток возрастают от рождения до 20 лет (В.А.Васильева, 1992). До 20-летнего возраста уменьшение количества нейронов происходит в результате роста массы головного мозга (П.А.Мотавкин, А.В.Ломакин, В.М.Черток, 1983), а после 40 лет - в результате развивающегося некробиоза (Н.Е.Ярыгин, В.КЯрыгин, 1973).
Внутриорганное гемомикроциркуляторное русло мозжечка человека
По строению сосудистой сети можно судить о природе и уровне деятельности органа (В.В.Куприянов, 1969 а). Известно, что кровоснабжение является необходимым условием, обеспечивающим жизнедеятельность любого органа (Ф.И.Валькер, 1926). Вместе с изменением строения органа изменяется и его кровеносное русло (В.В.Куприянов, 1998).
Учитывая многообразие и сложность функций мозжечка, многие ученые посвятили свои работы изучению его кровоснабжения (К.Д.Балясов, 1927; И.Ф.Крупачев, 1950, 1957 а, б, в, 1959, 1961; В.Г.Владимирова, 1957; Ю.В. Гренадеров, 1957, 1960, 1965, 1967, 1969 а; Д.Б.Беков, 1965; В.М.Белкина, 1974, А.А.Котов, 1986; Loyhirg Y., Jonsen U., 1955; Max Clara, 1959; Lasortes C, 1961; Heimens J., et al, 1985).
Установлено, что микроангиоархитектоника, являясь отражением цитоархитектоники, характеризует своеобразие функций различных отделов головного мозга (Б.Н.Клоссовский, Е.Н.Космарская, 1961; Г.И.Мчедлишвили, 1978; А.М.Чилингарян, С.А.Сисокян, Д.А.Мартиросян, 1980; И.Т.Демченко, 1989; Г.И.Мчедлишвили, Д.Г.Барамидзе, 1984; Э.А.Адыширин-Заде, 1986).
Знание морфологии терминальной части сосудистого русла является важнейшим условием в оценке кровоснабжения органов в норме и патологии (Г.Г.Аминова, 1964; В.В.Куприянов, 1969, 1985, 1998; И.Г.Ашовская, Н.А.Якутина, 1974; Э.А.Адыширин-Заде, 1979; А.К.Ревской, Г.Г.Савицкий, 1983; В.В.Турыгин, 1985; Rhedin J., 1980).
Система микроциркуляции в значительной степени влияет на поддержание гомеостаза (В.Я.Бродский, 1966; В.В.Куприянов, 1975, 1978, 1983, 1986; А.М.Чернух и соавт., 1984; Г.Р.Автандилов, 1990) и включает: взаимодействующие между собой артериолы, прекапилляры, капилляры, посткапилляры и венулы (В.В.Куприянов, 1969). Специфика органов, а также происходящие в них изменения характеризуются структурой капиллярных сетей, показателем развития которых можно считать размеры капиллярных петель (П.А.Матавкин, А.В.Ломакин, В.М.Черток, 1983).
По мнению Я.Л.Караганова, Н.В.Кордиваренко, В.Н.Левина (1982), строение стенки артериолы мозжечка человека аналогично строению стенки артериол других органов.
Ряд авторов: В.В.Куприянов и соавт. (1975), В.В.Турыпш (1985), Л.В.Вартанян (1978, 1982, 1988) - полагает, что в результате дихотомического деления артериолы образуются прекапиллярные артериолы. Эластические элементы в стенке прекапиллярной артериолы отсутствуют.
Из артериального звена микроциркуляторного русла (артериола, прекапилляр) кровь попадает в капилляры - фрагменты капиллярной сети, не имеющие боковых ветвей, основной функцией которых является обеспечение гематотканевых взаимоотношений (В.В.Куприянов и соавт., 1975, 1986).
Установлено, что стенка капилляра состоит из одного слоя эндотелиальных клеток и базальной мембраны. Из клеточных элементов также присутствуют перициты. Эндотелиальные клетки сильно вытянуты по оси сосуда, изменение их формы под действием вне и внутрисосудистых факторов приводит к уменьшению просвета сосуда (В.В.Вальдман, 1947; А.М.Чернух, П.Н.Александров, О.В.Алексеев, 1984).
В своей работе A.L.Bets et al (1985) отмечает влияние перицитов на просвет микрососудов.
Ряд авторов считает, что в регуляции кровотока капилляры выполняют пассивную функцию (Г.Г.Аминова, 1964; Г.И.Мчедлишвили, 1978; Zweifach В., 1961 а). Другие исследователи отводят капиллярам активную роль в регуляции кровотока (В.А.Шахламов, 1971; M.P.Wiedeman et al, 1976; A.Martins, 1980).
Капилляры составляют большую часть внутриорганных сосудов мозжечка (Coomber В., Stewart Р., 1985).
Органоспецифичность капилляров определяется: диаметром, длиной, формой, их количеством, углами отхождения и взаиморасположением.
Одной из особенностей микрососудов мозга, по мнению Г.И.Мчедлишвили (1984), является отсутствие закрытых капилляров.
Основной формой нефункционирующих капилляров считаются плазматнчесюїе капилляры, которые способны функционировать при увеличении степени метаболизма в ткани мозга. Обменная и барьерная функции головного мозга зависят от условий гемодинамики, структуры капилляров, их проницаемости (В.В.Куприянов 1975, 1978, 1998; А.М.Чернух и соавт., 1984).
Ряд авторов считает, что процесс возникновения новых капилляров, образования «почек» происходит на протяжении всего онтогенеза: в плодном, раннем постнатальном, зрелом, старческом возрастах. Большинство «почек» редуцируется. В пожилом возрасте процесс редукции наиболее выражен (П.А.Мотавкин, А.В.Ломакин, В.М.Черток, 1983).
Микроциркуляторное капиллярное русло характеризуется рядом параметров: диаметром капилляров (И.В.Гайворонский и соавт., 1982), их плотностью, размерами капиллярных петель и их ориентацией (В.И.Козлов, 1983, 1992).
Гистологические методы исследования
Окраска срезов мозжечка по Нислю и гематоксилин-эозином позволяет судить об общем клеточно-тканевом расположении в изучаемом препарате. Эти способы окраски являются основными высокоспецифическими методиками выявления нервных клеток для изучения структурно-функциональных изменений в нервной ткани.
Для описания характера взаимоотношений между структурами нервной ткани нами также была использована методика Бильшовского на внутриклеточные нейрофибриллы и сенильные бляшки (В.С.Цивилько, 1955).
Криостатные замороженные срезы толщиной 10 мкм, относящиеся к корковым формациям и ядрам мозжечка, фиксированные в 10%-ном нейтральном формалине, окрашивались по Нислю (Э.Пирс, 1962) и гематоксилин-эозином, а также с использованием методики Бильшовского.
На окрашенных срезах определяли количество нейронов и глиальных клеток. Нервные клетки при их рассмотрении отличались большими размерами и неправильной формой по сравнению с глиоцитами.
Ядра в цитоплазме нервных клеток занимали преимущественно эксцентричное положение. При окраске по Бильшовскому хорошо определялись отростки нейронов, отростки глиальных клеток практически не выявлялись.
Подсчеты нейронов и глиальных клеток проводились под микроскопом (увеличение объектива 40х) с помощью квадратно-сетчатой окулярной вставки (Г.Г.Автандилов, 1990).
На каждом срезе просматривалось 10 полей.
Исходя из того, что грушевидные нейроны в коре мозжечка образуют слой в одну клетку, подсчет нейронов проводился не в единице объема, а на площади в 1 мм2 (С.М.Блинков, 1963).
В дальнейшем вычислялось соотношение между количеством глиальных клеток и нейронов на одной и той же площади в 1 мм2 мозгового вещества - глиальный индекс (С.М.Блинков, 1963).
В отличие от инъекционных и импрегнационных методов исследования, не позволяющих с достаточной достоверностью судить о гистофизиологаи гемомнкроциркуляторного русла различных отделов головного мозга (Г.И.Мчедлишвили, О.Г.Барамидзе, 1984) вследствие того, что не все капилляры всегда открыты и участвуют в кровообращении, гистохимические методы внесли существенный вклад в решение данного вопроса, главным образом методом изучения капилляров, путем выявления в их стенках щелочной фосфатазы (O.Hunziker, H.Freg, U.Chulz, 1974).
Постоянное наличие фермента в стенках капилляров ЦНС позволяет использовать данный метод в морфометрических исследованиях плотности микрососудов в единице объема мозга (Th.Bar, G.Welff, 1973; K.H.Wiederhold, W.Bielsee, U.Chulz, Mg.Beteau, O.Hunziker, 1976).
Являясь маркером капилляров (F.Joo et al, 1966; B.A.Flumerfelt et al, 1973), энзим определяет транспортную активность эндотелия и выявляется только в функционально активных капиллярах (O.Hunziker et al, 1974; J.Horsky, M.Horsky, 1987), что позволяет оценить морфофункциональное состояние микроциркуляторного русла головного мозга (П.А.Мотавкин и соавт., 1983).
Для изучения функционально активного капиллярного русла в структурах мозжечка человека щелочная фосфатаза выявлялась методом одновременного азосочетания (M.S.Burstone, 1962). Нефиксированные криостатные срезы толщиной 25-50 мкм инкубировались в течение 2 часов в растворе фосфата-нафтола AS-MX и прочного синего ВВ на трис-HCl буфере рН-9,0 при комнатной температуре. После окончательной обработки препараты структур мозжечка заключались в смесь глицерин-желатин.
Конечный продукт данной реакции имел оттенки окраски от светло-голубого до насыщенного синего цвета. Специфичность гистохимической реакции контролировали добавлением в инкубационную среду 0,01 ML- цистеина (З.Лойда и соавт., 1982). На полученных препаратах определялись следующие параметры капиллярного русла: 1) суммарная длина капилляров в 1 мм ткани (L), 2) диаметр (d), 3) площадь обменной поверхности капилляров в 1 мм3 ткани структур мозжечка S = П d L, где П = 3,14; d - средний диаметр; L - длина капилляров в 1 мм ткани, 4) объем крови в капиллярах в 1 мм (V = (d ) 4 П L), 5) количество крови, приходящейся на единицу поверхности капилляра (V = V/s) (П.А.Мотавкин, А.В.Ломакин, В.М.Черток, 1983).
Длина капилляров вычислялась по методике С.М.Блинкова и Г.Д.Моисеева (1961) с использованием формулы для неравномерного распределения капилляров в ткани мозга.
Диаметр капилляров измерялся при помощи винтового окуляр-микрометра на микроскопе «Биолам» при увеличении объектива 40 х.
Для выяснения особенностей окислительно-восстановительных процессов нервной ткани мозжечка на разных этапах постнатального онтогенеза. Были изучены динамика и соотношение уровней активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ) (К.Ф. 1.3.99.1) и никотинамид-аденин-динуклеотид-диафоразы (НАД-диафораза) (К.Ф. 1.6.99.3). Данный фермент участвует в окислении НАД-Н2 (E.Seidler, 1973; T.Singer, M.Gutman, 1970).
По активности СДГ, одного из основных окислительно-восстановительных ферментов цикла Кребса, можно судить об интенсивности тканевого дыхания (И.С.Петерсон, 1966; И.А.Комиссарова, 1967).
СДГ выявляли по методу Нахласа (Х.Луппа, 1980). На подсушенные криостатные срезы наносили инкубационную среду, содержащую равные объемы 0,2М фосфатного буфера с рН - 7,4 и 0,2М сукцината натрия. В качестве акцептора электронов служил р-нитротетразолий синий (НТС).
НАД - диафоразу определяли с помощью (3-никотинамид-динуклеотида восстановленной динатриевой соли (НАД-Н) и НТС. Инкубационная среда готовилась на трис-буфере с рН - 7,4 (Э.Пирс, 1962).
Для данных методик использовались нефиксированные криостатные срезы изучаемых отделов мозжечка человека толщиной 13-15 мкм. Инкубировались срезы во влажном термостате при температуре 37С в течение 40 минут. Гистохимическую реакцию прекращали помещением препаратов в 10% раствор нейтрального формалина. После окончательной обработки срезов 10% раствором спирта препараты заключали в смесь глицерин-желатина. Для оценки участия других факторов в восстановлении НТС ставили контрольный опыт, заключающийся в инкубации срезов в средах с дистиллированной водой вместо субстрата (З.Лойда и соавт., 1982).
Для фотометрической количественной оценки активности СДГ и НАД-диафоразы в клетках использовались микроскоп «ЛЮМАМ-ИЗ» и фотометрическая насадка ФМЭЛ-1А с умножителем ФЭУ-79. Фотометрию производили в монохроматическом свете с длиной волны для СДГ и НАД-диафоразы 515 нм, при увеличении объектива 40х, с использованием водной иммерсии.
Диаметр капилляров функционально различных отделов мозжечка человека
Возрастные изменения объема крови в функционально активном капиллярном русле в 1 мм3 корковых формаций и ядер мозжечка человека характеризовались некоторым снижением показателя в грудном возрасте по сравнению с периодом новорожденности.
Наименьший объем крови в 1 мм3 ткани отмечался в пирамиде и клочке, в шаровидном ядре в периоде новорожденности, наибольший - в двубрюшной дольке, зубчатом ядре, ядре шатра.
Начиная с трехлетнего возраста, объем крови в 1 мм ткани корковых формаций и ядер мозжечка увеличивался. Достигнув наибольшего значения в двубрюшной дольке во II зрелом возрасте, объем крови в 1 мм продолжал оставаться на том же уровне и в пожилом возрасте, снижаясь к старческому.
В зубчатом ядре данный показатель достигал максимальных цифровых величин к I зрелому возрасту в пробковидном, шаровидном ядрах и ядре шатра ко II зрелому возрасту.
В пирамиде и клочке наибольшие цифровые значения объема крови в функционально активном капиллярном русле 1 мм отмечались в пожилом возрасте, снижаясь к старческому.
Снижение объема крови в 1 мм ткани в ядрах мозжечка наблюдалось в пожилом возрасте во всех ядрах мозжечка, достигая минимальных значений в старческом возрасте. В пробковидном ядре в старческом возрасте показатель практически не меняется по сравнению с показателем в пожилом возрасте.
Изменения объема крови в 1 мм3 ткани функционально различных отделов мозжечка позволяют говорить об интенсивном капиллярном кровоснабжении этих отделов мозжечка на всех этапах постнатального онтогенеза (табл. 11).
Во всех возрастных группах в корковых формациях и ядрах мозжечка человека наибольшая площадь обменной поверхности прослеживалась в двубрюшной дольке и в зубчатом ядре, а наименьшая - в клочке и ядре шатра.
Площадь обменной поверхности в периоде новорожденности превышает таковую у грудных детей в корковых формациях и во всех ядрах мозжечка (за исключением зубчатого ядра). В пирамиде и клочке в грудном возрасте эти изменения значений становятся достоверными.
Начиная с трехлетнего возраста, показатель площади обменной поверхности с различной степенью выраженности начинает увеличиваться: в двубрюшной дольке, пирамиде и клочке, а также в пробковидном, шаровидном ядрах, ядре шатра. В зубчатом ядре постепенное увеличение площади обменной поверхности отмечается уже к году.
Площадь обменной поверхности достигает своих максимальных значений в двубрюшной дольке, пирамиде и клочке, а также в зубчатом, пробковидном, шаровидном ядрах и ядре шатра ко II зрелому возрасту. Однако значимые изменения площади обменной поверхности во II зрелом возрасте отмечаются лишь в двубрюшной дольке, зубчатом и пробковидном ядрах.
После-достижения-максимальных-величин-в-корковых-формациях-и ядрах мозжечка к старческому возрасту происходит уменьшение площади обменной поверхности, достигающее статистически достоверных значений в пирамиде и клочке (табл.12). В ядре шатра значимые изменения отмечаются в пожилом возрасте.
Таким образом, можно предположить, что значения площади обменной поверхности функционально активных капилляров корковых формаций и ядер мозжечка определяются функциональной активностью соответствующих структур на этапах постнаталыюго онтогенеза.
Показатель количества крови, приходящейся на единицу поверхности капилляров корковых структур и ядер мозжечка человека, незначительно варьируется в пределах от 0,001 до 0,0016 мм3/мм2.
Минимальные значения отмечаются у новорожденных детей в клочке и шаровидном ядре, относительно показателей других изучаемых компарментов. В грудном возрасте наблюдались небольшие, характеризующиеся как увеличением, так и уменьшением, скачкообразные изменения этих показателей, отмечаемые в корковых образованиях и ядрах мозжечка.
Начиная с раннего детского и до I зрелого возраста, количество крови, приходящееся на единицу поверхности капилляра, постепенно увеличивается, достигая наибольшей величины в зубчатом ядре.
В корковых формациях, начиная с периода I зрелого возраста, изучаемый показатель практически не меняется до старческого возраста. В зубчатом и пробковидном ядрах, напротив, динамика изменений носит волнообразный характер, в шаровидном ядре показатель увеличивается к старческому возрасту, а в ядре шатра остается стабильным от зрелого возраста до старческого (табл.13).
![Динамика морфобиохимических показателей системы нейрон - глия - капилляр и процессы липопероксидации в структурах моста головного мозга человека при старении [Электронный ресурс]](/i/i/4288/192299.png "Динамика морфобиохимических показателей системы нейрон - глия - капилляр и процессы липопероксидации в структурах моста головного мозга человека при старении [Электронный ресурс] Григорьев Олег Глебович")
