Морфологические изменения нейронов и макроглиоцитов основных отделов мезокортиколимбической дофаминергической системы при воздействии этанола

Известные сведения о ранней пренатальной дифференцировке нейронов дофаминергических ядер у крыс (Van Kampen J.M. and Robertson H.A., 2005), опережающей дифференцировку неокортекса и, особенно дофаминоцептивных слоев прегенуальной цингулярной коры (Замбржицкий И.А., 1972) подтверждаются нашими количественными и морфометрическими данными, которые дополняют представления этих авторов. Вполне возможно, что ускоренная дифференцировка дофаминергических нейронов необходима для последующего развития и синаптогенеза нейронов проекционных отделов МДС, поскольку при снижении концентрации моноаминов в лимбической коре выявлена индукция апоптоза и повреждение синаптического аппарата пирамидных нейронов (Отеллин В.А., 2003).

При рождении клеточные тела нейронов дофаминергических ядер и слоя III Cg2 имели наиболее зрелый вид. Нейроны слоев глубоких слоев Сg3 и прилежащего ядра были расположены в виде гнезд и цепочек; их цитоплазма имела вид узкого перинуклеарного ободка. В постнатальном развитии нейронов системы, судя по изменению их объема, можно различить два периода дифференцировки. В раннем постнатальном периоде (до 5 сут.) наблюдается высокий темп дифференцировки нейронов дофаминергических ядер и увеличение скорости дифференцировки прилежащего ядра (5 - 10 сут). В позднем постнатальном периоде (10 - 61 сут.) дифференцируются нейроны всех исследованных отделов системы. Дифференцировка нейронов завершается к концу 2 мес. жизни.

При сопоставлении величин объема нейронов и глиоцито-нейронального индекса в каждом исследованном периоде жизни в отделах МДС (ВОП, ЧВ, ПЯ, Cg3, Cg2) был выявлен высокий коэффициент линейной корреляции: 0,98 - 0,94 - 0,89 - 0,80 - 0,89 отн. ед. Следовательно, объем нейронов и степень нейроно-глиального взаимоотношения являются информативными морфометрическими критериями процесса дифференцировки нейронов. Глиальное расстояние является информативным критерием нейроно-глиального взаимоотношения только у взрослых особей. Вследствие компактного расположения клеток развивающегося мозга один и тот же глиоцит находился на разном расстоянии от ближайших нейронов. Поэтому стандартная ошибка среднего глиального расстояния имела значительный размах (0,9 - 2,8 мкм).

Для оценки параметров нормы наряду с установлением численности нейронов нужно учитывать и характерные особенности их гибели. Несмотря на то, что в настоящее время признаки апоптоза хорошо изучены с помощью различных современных иммуноцитохимических методик (с использованием маркеров) до сих пор количественные показатели оценки гибели нейронов в различных отделах мозга человека и животных, включая и МДС, остаются не выясненными. Попытки его оценить по убыли числа нейронов мозжечка в пери- и постнатальные периоды показали, что массовая гибель нейронов наблюдается в раннем постнатальном периоде и заканчивается при половом созревании (Ахмедова Р.Л., Ахмедова Л.М., 2008).

К определению сроков программированной гибели нейронов и ее длительности мы подошли, подсчитывая долю неизмененных, гипохромных (погибающих) и теневидных (погибших) нейронов. Гипохромные нейроны (рис. 2) имели вид просветленных, лишенных хроматофильной субстанции, выглядели сморщенными, реже слегка набухшими, имели участки стертости клеточной и ядерной поверхности. У многих из них определялись характерные для апоптоза участки конденсации хроматина на внутренней поверхности ядра. Цитоплазма и контур клеточного тела у теневидных нейронов были неразличимы. Нуклеоплазма большей части теневидных нейронов была также неразличима: ядра выглядели как полые кольца.



Рис. 2. Нейроны и макроглиоциты паранигрального ядра на 0 сутки постнатального развития. Окраска крезиловым фиолетовым по методу Ниссля. Н - неизмененный нейрон, Д и Дс - дистрофически измененные (гипохрмные и гиперхромные сморщенные), Т - теневидные нейроны; стрелки - макроглиоциты. Рамкой ограничены 0,01 мм² площади.

В процессе гибели нейронов мы различили начальную и заключительную фазы. О начале программируемой гибели свидетельствовало увеличение доли гипохромных нейронов, а о ее завершенности - увеличение доли теневидных клеток. При рождении в дофаминергических ядрах доля гипохромных и, особенно, теневидных нейронов больше, чем в проекционных отделах. Значительная убыль доли этих нейронов в ядрах происходит между 10 и 61 сутками жизни.

В проекционных отделах системы на 5 сутки жизни наблюдается резкое увеличение доли гипохромных нейронов и последующий их спад, более плавный между 10 и 61 сутками жизни. В этот поздний постнатальный период программированная гибель нейронов ПЯ, Cg3 и Cg2 вступает в завершающую фазу, поскольку нарастает доля теневидных нейронов, а доля гипохромных клеток значительно снижается.

В 0 сутки жизни единичные GFAP⁺ астроциты содержали дофаминоцептивные слои Cg3 и Cg2, что согласуется с данными о начале экспрессии GFAP радиальными глиоцитами неокортекса перед рождением (Valentino K.L., Jones E.G., 1982). Количество GFAP⁺ астроцитов МАЦДС достигает уровня у взрослых животных на 5 сутки жизни (в ПЯ - на 10 сут). Количество олигодендроцитов находится на уровне взрослых уже при рождении, как и в остальных формациях мозга (Uylings H.B., 1990).

3. Повреждение нейронов МАЦДС развивающегося мозга, изменение сроков их программированной гибели, сроков появления GFAP⁺ астроцитов и напряженности нейроно-глиальных взаимоотношений при хроническом воздействии этанола на материнский организм у крыс.

Уже при рождении в дофаминергических ядрах доля гипохромных и теневидных нейронов увеличилась в 1,52 - 1,98 раза. Суммарное количество нейронов значительно не изменилось, а их объем уменьшился (табл. 2). В ПЯ, дофаминоцептивных слоях Cg3 и Cg2 доля теневидных нейронов увеличилась в 6,2 - 17,5 раз; гипохромных - всего в 1,89 - 5,5 раза. Возросла доля пикноморфных нейронов; объем нейронов уменьшился более значительно, чем в дофаминергических ядрах. Рост суммарного количества нейронов в проекционных отделах МАЦДС, отражающий компактное расположение незрелых, поврежденных нейронов (и волокон) на 61 сутки жизни сменился сокращением их числа и доли поврежденных нейронов (теневидных и гипохромных).

Эти данные подтверждают и развивают представление об индукции апоптоза нейронов лимбической коры при падении концентрации моноаминов (Отеллин В.А., 2003). Они убеждают в том, что угнетение дифференцировки нейронов дофаминергических ядер за счет снижения синтеза в них ДНК и белка под воздействием этанола в пренатальном периоде (Тимошенко и соавт., 1987) индуцирует массовую гибель, уменьшение объема и отсроченную разреженность нейронов проекционных отделов МАЦДС. Эти изменения в группе крыс на 61 сутки жизни могли

Таблица 2

Долевое соотношение популяций нейронов МАЦДС, их суммарное количество и объем на 0 сутки постнатального развития у потомства самок, содержавшихся в условии хронической алкогольной интоксикации (ХАИ) по сравнению с этими параметрами у интактных крыс в 0,01 мм² площади (Х ± S_х)

Исследованные отделы	Воздействие на организм самок	Доля нейронов в популяции	Суммарное количество нейронов	Объем нейронов, мкм3
		неповреж-денных	гипохром-ных	пикно-морфных	тене-видных
Вентральная область покрышки (паранигральное ядро)	ХАИ	* 35,3±1,0	* 27,1±1,1	* 5,5±1,0	* 33,7±2,2	50,4±3,6	* 130,6±8,3
	-	60,9±1,9	13,7±1,7	3,3±1,1	22,1±3,1	49,8±4,1	167,4±14,5
Черное вещество (компактная часть)	ХАИ	* 47,7±1,2	* 18,5±0,9	5,4±1,1	* 29,3±1,9	102,4±5,5	* 130,7±9,4
	-	71,8±1,8	10,6±0,7	6,8±0,7	10,8±0,6	97,0±7,7	182,1±17,3
Прилежащее ядро	ХАИ	* 64,4±2,7	* 7,0±0,8	* 5,7±0,6	* 24,5±1,1	* 169,8±5,1	* 65,1±8,3
	-	94,1±1,2	3,7±0,5	0,8±0,7	1,4±0,5	113,0±3,2	103,3±13,8
3 цингулярное поле (Сg3)	ХАИ	* 51,9±1,6	* 11,0±0,7	0,8±0,4	* 36,4±1,6	* 103,2±5,6	* 85,6±12,2
	-	93,3±2,2	2,0±0,6	0,7±0,5	2,6±1,1	56,4±4,7	178,0±21,2
2 цингулярное поле (Cg2)	ХАИ	* 63,8±1,4	* 14,6±0,9	* 3,1±0,6	* 18,5±2,0	* 84,2±4,6	* 151,2±9,9
	-	90,7±2,0	5,6±1,8	0,7±0,5	3,0±1,0	54,0±1,8	236,8±21,2

* - различие при сравнении с показателем у интактных крыс значимы (р<0,05).

обусловить рост индекса предпочтения этанола (интактные животные этого возраста не потребляли этанол), поскольку считается, что снижение уровня дофамина в МДС заложено в природе врожденной алкогольной аддикции (McBride W.J. et al., 1990; George S. R., 1995).

Первые GFAP⁺ астроциты в МАЦДС появлялись только на 5 - 10 сутки жизни. Выявленное торможение экспрессии GFAP пренатальным воздействием этанола подтверждает данные, полученные на культуре радиальной глии (Valles S. at al., 2008). Количество олигодендроцитов, перинейрональных сателлитов и глиоцито-нейрональный индекс при развитии исследованных подотделов системы под воздействием этанола было увеличено (р<0,05). Эти наши данные подтверждают и дополняют сведения о компенсаторной роли олигодендроглиоцитов, вырабатывающих нейронотрофические факторы - BDNF, GDNF (Dai X. et al., 2003; Wilkins J., 2003), выработка которых прекращается с наступлением половой зрелости.

4. Установление вероятных причин острого повреждения нейронов головного мозга при воздействии этанола.

До сих пор отсутствуют систематизированные подтверждения ряду гипотетических объяснений других причин повреждений нейронов, нежели воздействие этанола на клеточные мембраны, таких как функциональное перенапряжение при выработке избыточного количества катехоламинов (Оттер Л.Б., Нуманд М.Я., 1983; Анохина И.П. и соавт., 2001) и повреждение избыточным количеством катехоламинов, воздействующих на постсинаптическую мембрану (Аничков С.В., 1984; Koob, 1092). Между тем известно, что избыточный синтез дофамина и норадреналина обусловлен воздействием на организм этанола, опиатов и стресса (Афанасьев В.В. и соавт., 2002; Wise R.A., Rompre P.P., 1989; Le Moal M., Simon H., 1991; Chrousos G.P., Gold P.W., 1992; Koob G.F., 1992). При инъекции катехоламинов внутрь желудочков мозга был выявлен отек цитоплазмы и повреждение органелл вблизи постсинаптических пространств тела нейронов (Федосихина Л.А., 1986; Hedreen J.C., Chalmars J.P., 1972). Просветление, разреженность матрикса цитоплазмы и повреждение органелл нейронов палеоамигдалы выявлено при избыточном выделении норадреналина в фазе проэструс (Ахмадеев А.В., 2009).

Предположив, что при отравлении этанолом ишемическое сморщивание нейронов (Пиголкин Ю.И. и соавт., 2006) и их острое набухание (Галеева Л.Ш., 1973; Борисова Н.Ф., Желамбеков И.В., 1998; Pentschew A., 1958) могут зависеть от длительности переживания, в нашем исследовании был выполнен соответствующий эксперимент.

При первичном быстроразвивающимся отравлении этанолом нейроны паранигрального ядра ВОП и слоя V теменного поля 1 (в нем дофаминергические окончания отсутствуют, а норадренергические имеют низкую численность) подвергались острому набуханию. У нейронов ВОП средний диаметр был увеличен значительно больше (р<0,05), чем в слое V поля Par 1; их хроматофильная субстанция была оттеснена к периферии клеточного тела или распылена, тогда как в цитоплазме нейронов Par 1 был выявлен всего лишь узкий перинуклеарный ободок просветления. Это различие не исключает сочетанного влияния этанола, фактора перенапряжения при выработке дофамина и какого-либо токсического либо гиперполяризующего воздействия норадреналина, высвобождающегося через многочисленные синапсы на телах нейронов ВОП (Steward O., 2000). На нейроны же Par 1 преимущественно воздействует лишь этанол. Более выраженные признаки острого набухания нейронов в коре лобной доли, чем в остальных отделах неокортекса наблюдал Pentschew A. (1958), который не смог дать этому объяснения.

При остром отравлении этанолом, развивающимся в течение 11 часов, нейроны обеих исследованных формаций мозга были ишемически изменены и обладали признаками оксифильной дегенерации по типу ишемического некроза, чему предшествовало продолжительное ослабление дыхания и цианоз кожи и слизистых оболочек животных.

5. Формирование устойчивых морфологических изменений нейронов и макроглиоцитов МАЦДС, заложенных в основе алкогольной аддикции у взрослых крыс.

При алкогольной интоксикации длительностью 1 мес. и более (исключая период абстиненции) в мезоаккумбоцингулярной системе было определено сокращение численности малоповрежденных нейронов. Было установлено, что это изменение происходит за счет значительного увеличения количества нейронов с признаками острого набухания и вакуолизацией клеточных тел (дистрофически измененных) и теневидных (некротизированных) нейронов. Устойчивые (на протяжении 5 мес. после отмены этанола) компенсаторные увеличение объема малоповрежденных нейронов МАЦДС и визуальной плотности расположения гранул хроматофильной субстанции особенно выраженные в дофаминергических ядрах, так же как и усиление степени нейроно-глиального взаимоотношения, были установлены через 1 мес. и нарастали к 5 мес. алкогольной интоксикации (рис. 3). Было снижено глиальное расстояние и увеличено количество обоих видов макроглиоцитов (р<0,05). Поскольку появление этих признаков (через 1 - 3 мес. эксперимента) и их сохранение через 5 мес. перерыва длительного потребления этанола сочеталось с предпочтением этанола в двухпоилочном тесте (рис. 4.) их возможно трактовать как морфологические признаки алкогольной (внеабстинентной) аддикции.

При алкогольной интоксикации установлены локальные компенсаторные пластические увеличения объема осевых дендритов пирамидных нейронов ПЦК (Cornish J.L., Kalvias P.W., 2000; Chandler L.J., Mulholland J., 2007). На шипиковых нейронах ПЯ, пирамидных нейронах ПЦК и медиальной префронтальной коры (обе структуры имеют дофаминовые входы) при длительном воздействии кокаина, амфетамина и шизофрении увеличены число разветвлений дендритов, шипиков и их размеры (Boundreau A., Wolf M., 2005; Backstrom P., Hyitia P., 2007; Bergstrom H. et al., 2008).



Перечисленные данные литературы, а также результаты компенсаторных пластических изменений нейронов и усиление степени нейроно-глиального взаимоотношения в дофаминергических ядрах (особенно) и проекционных отделах МАЦДС свидетельствуют об активации дофаминовой медиации, закреплению ощущения эйфории (Nestler E.J., 2001, Nestler E.J., 2005) вследствие усиления возбуждения нейронов ПЯ и передней лимбической коры.

6. Отсроченные морфологические изменения МАЦДС и изменения эмоционального поведения при воздействии кортиколиберина и белков теплового шока 70 кДа в раннем онтогенезе у крыс.

Изменения в эмоциональном и двигательном поведении крыс, подвергнутых воздействию кортиколиберина (КЛ) и белков теплового шока (БТШ 70 кДа) в раннем постнатальном периоде, убедительно демонстрируют, что по направленности отсроченные эффекты КЛ и БТШ различаются. Эмоциональность самок при воздействии КЛ на 4 сутки жизни, т.е. в период синаптогенеза МДС (Угрюмов М.В., 1998) взрастает, а при воздействии БТШ - снижается. Об этом свидетельствуют полученные нами результаты оценки эмоциональности в тесте «открытое поле» по показателям двигательной активности, дефекации и уринации и по уровню тревожности в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» (табл. 3 и 4).

Таблица 3

Влияние КЛ или БТШ, вводимых в ранний постнатальный период, на поведение половозрелых крыс-самок в «открытом поле»

Показатель	Контроль	Кортиколиберин	Белки теплового шока 70 кДа
Число стоек	5,9±1,2	9,5±1,3*	2,5±1,5*
Болюсы дефекаций	0,0±0,0	2,1±1,8*	0,0±0,0

Таблица 4

Влияние КЛ или БТШ, вводимых в ранний постнатальный период, на поведение половозрелых крыс-самок в приподнятом крестообразном лабиринте

Показатель	Контроль	Кортиколиберин	Белки теплового шока 70 кДа
Время в открытых рукавах	36,5±2,5	12,2±4,4*	57,3±14,1*

Примечание: *р<0,05 -- достоверность отличий но сравнению с контролем.

Отсроченные морфологические изменения нейронов дофаминергических ядер при воздействии гормона стресса в период синаптогенеза МДС выражались пластическими увеличением объема нейронов (р<0,05), их ядрышек и компактности расположения хроматофильной субстанции (визуально), что может свидетельствовать об устойчивой активации выработки дофамина (рис. 5). Умеренно выраженные увеличение глиальной плотности в ВОП и ЧВ при воздействии КЛ и уменьшение расстояния между телами нейронов и макроглиоцитами является защитно-приспособительной реакцией макроглиоцитов. Вполне вероятно, что путем восполнения рибосомальной РНК и аминокислот у нейронов глиоцитами (по Певзнеру Л.З., 1972) обусловлены пластические компенсаторные изменения

нейронов и отсутствие их выраженных дистрофических изменений. Полученные признаки усиления нейроно-глиального взаимоотношения и пластические изменения нейронов паранигрального ядра и компактной части ЧВ объясняют повышение концентрации дофамина в структурах головного мозга, отмеченное Wolkowitz O.M. et al. (1986) при воздействии клюкокортикоидных гормонов и могут свидетельствовать об активации МДС.

Установленные пластические компенсаторные изменения нейронов дофаминергических ядер косвенно свидетельствуют об усилении выработки дофамина (возможно, и норадреналина). Избыток последних оказывает повреждающее действие на нейроны (см. выше). Переднюю цингулярную кору достигает около ¹/₃ волокон медиального пучка переднего мозга (Bjorklund A. and Lindvall O.,1984), их количество убывает в каудальном направлении. Степень повреждения нейронов дофаминоцептивных слоев прегенуального и супрагенуального цингулярных полей, основную долю в которых составили теневидные и кономорфные нейроны, и напряженность в них нейроно-глиального взаимоотношения, судя по уменьшению глиального расстояния) при неонатальном воздействии КЛ были значительно больше, чем в ретроспленальном цингулярном поле (р<0,05). Следовательно, дегенеративные изменение нейронов и компенсаторное увеличение нейроно-глиального взаимодействия в проекционных отделах МДС при неонатальном воздействии КЛ могут быть обусловлены их избыточной катехоламиновой стимуляцией и связаны с количеством катехоламин-ергических волокон этого пучка.

В противоположность неонатальному воздействию КЛ, в дофаминергических ядрах при воздействии БТШ выражены дегенеративные изменения нейронов (см. рис. 5). В проекционных отделах МАЦДС при воздействии БТШ данные изменения выражены гораздо слабее, чем при воздействии КЛ. Это может быть связано с нарушениями синтеза, высвобождения дофамина и ишемией нейронов вследствие нарушения гемоциркуляции.

Устойчивые морфологические признаки снижения активности МДС при неонатальном воздействии БТШ 70 кДа сочетаются с устойчивым снижением эмоционального поведения и могут являться ее причиной у крыс-самок.

7. Отсроченные морфологические изменения МАЦДС при перинатальном воздействии морфина у крыс.

При перинатальном воздействии морфина малоповрежденные нейроны, численность которых была значительно сокращена, обладали уменьшенным объемом (р<0,05), многие из них были повышенно гиперхромны. Было увеличено число пикноморфных, гипохромных, в том числе по типу апоптотически измененных нейронов. Повреждение нейронов оказалось связанным с их фагоцитозом макро- и микроглиоцитами, особенно в пренатальном периоде (табл. 5). Активации нейроно-глиального взаимоотношения и увеличения количества макроглиоцитов в большинстве отделов МАЦДС не наблюдалось.

Таблица 5

Количество фагоцитируемых нейронов МАЦДС у крыс на площади 0,01 мм² при перинатальном воздействии морфина (X ± S_x).

Воздействие	Вентральная область покрышки	Черное вещес-тво (компакт-ная часть)	Прилежащее ядро	3-e цингуляр-ноe полe (пре-генуальное), VI слой
Нет (норма)	0,9±0,3	1,2±0,5	0,7±0,3	0,6±0,3
Пренатальное	3,8±0,4*	3,8±0,5*	2,6±0,5*	3,44±0,4*
Постнатальное	2,9±0,8*	2,8±0,4*	2,9±0,4*	2,1±0,3*

* - различия параметров клеток между нормой и в результате воздействия достоверны (р<0,05).

Выявленные в настоящей работе повреждения нейронов компактной части ЧВ и прегенуальном цингулярном поле (Cg3) во многом были подобны изменениям, развивающимся в этих отделах дофаминергической системы мозга у крысят в периоде созревания и половой зрелости после пренатального стресса метеринского организма (Хожай Л.И., 2008). В отличие от результата неонатального влияния гормона стресса (КЛ), воздействие морфина было более мягким: оно не вызывало утраты из нейропиля части нейронов, тяжелых изменений нейронов в виде вакуолизации их цитоплазмы и изменения количества макроглиоцитов.

В развитии дофаминергической системы принимает участие большое количество активных факторов (факторы роста, нейротропины, глиальные нейротрофические факторы, стероидные гормоны и т.д.), которые включаются в регуляцию развития и дифференцировки этой системы. Механизмы, лежащие в основе этих процессов сложны, комплексны и включают взаимодействия с другими факторами, стимулирующие эти процессы, а также требуют активации астроцитов. Одной из мишеней глиального нейротрофического фактора (GDNF) являются дофаминергические нейроны. Способностью вырабатывать нейронотрофические факторы обладают, преимущественно, олигодендроциты (Dai X., Lercher L.D. and Clinton P.M., 2003; Wilkins A, Majed H and Layfield R., 2003). Не исключено, что обнаруженное в настоящем исследовании отсутствие активации нейроноглиального взаимодействия в большинстве отделов системы (в сравнении с интактными организмами) может быть причастной к обозначенным повреждениям нейронов дофаминергической системы.

Танскрипционные факторы недавно выделенных генов (HNF3-alfa, synaptotagmin 1 и EBF3), экспрессия которых обнаружена в ВОП и ЧВ, являются необходимыми для постмитотической дифференцировки и выживания дофаминергических нейронов (Thuret S., Bhatt L., O`Leary D.D. et al., 2004). Вполне допустимо, что влияние морфина на опиатные рецепторы и рецепторы к дофамину, расположенные на нейронах МДС, может нарушить экспрессию этих генов, оказав, тем самым непрямое влияние на дифференцировку дофаминергических нейронов и их выживание. Обнаруженное в настоящем исследовании уменьшение объема нейронов, дистрофические изменения и их отсроченная гибель вполне могут быть результатом нарушения процесса дифференцировки нейронов.

Отсутствие компенсаторной реакции нейроглиоцитов в виде усиления нейроноглиального взаимоотношения, обнаруженное в ходе настоящего исследования, согласуется с данными о подавлении опиатами роста и дифференцировки олигодендроцитов (Knapp P.E., Hauser K.F., 1996). Все виды нейроглиоцитов при перинатальном воздействии морфина усиленно осуществляли фагоцитоз поврежденных нейронов.

У половозрелых крыс при абстиненции после длительной интоксикации морфином в компактной части ЧВ, слоях III и V передней цингулярной коры и переднем ядре таламуса, напротив, был выявлен рост морфо-функциональной активности макроглиоцитов: увеличено количество олигодендроцитов и перинейрональных сателлитов, уменьшено глиальное расстояние (Должанский О.В., 2001). Причина этого разногласия, вероятно в том, что наблюдаемый рост морфо-функциональной активности соответствует наркотической абстиненции - преходящему состоянию опиатной, дофаминергической систем и некоторых других отделов мозга. Несмотря на обнаружение у микроглиоцитов опиоидных рецепторов (Dobrenis K., Makman M., Stefano G., 1995), активация морфином этих клеток, все же не вполне ясна в свете данных о разрушении их псевдоподий и утрате подвижности (Sonetti D., Ottaviani E. et al., 1997).

8. Установление реактивных изменений нейронов и степени напряженности нейроно-глиального взаимоотношения, важные для выяснения алкогольной абстинентной аддикции у человека.

Известно, что алкогольная абстинентная аддикция (тяга к спиртному в периоде алкогольной абстиненции) обусловлена сниженным количеством дофамина (преимущественно) и норадреналина в проекционных отделах МДС при алкогольной абстиненции (Rossetti Z. L. еt al., 1992). В результате дефицита этих нейромедиаторов устанавливается алкогольная мотивация, направленная на возобновление возбуждения МДС (Шабанов П.Д. и соавт., 2002).

При отравлении этанолом доля нейронов с выраженными признаками острого набухания и элементами острого тяжелого повреждения была наибольшей в исследованных подотделах МАЦДС. В слое III и, особенно, в слое V соматосенсорной коры (поле 1) доля набухших гипохромных нейронов была наименьшей (р<0,05), а признаки вакуольной дистрофии нейронов отсутствовали. Это может свидетельствовать о комбинации повреждающих факторов. V слой поля 1 лишен дофаминергических окончаний, норадренергические окончания нейронов ретикулярной формации в нем имеют низкую плотность (Bjorklund A., Lindvall O., 1984; Steward O., 2000). Этот слой имеет более густую сеть капилляров и расположен ближе к основному руслу средней мозговой артерии (Mai J.K. et al., 1998), чем III. Поэтому нейроны V слоя поля 1, главным образом, испытывают повреждающее действие этанола. Степень острого повреждения его нейронов невелика. Нейроны слоя III поля 1 имеют дофаминергические окончания. Уровень дофаминовой медиации в этом слое ниже, чем в префронтальной и цингулярной коре (Bjorklund A., Lindvall O., 1984). На нейронах этого слоя заканчивается небольшое количество норадренергических волокон (Steward O., 2000). Поэтому нейроны III слоя поля 1 испытывают повреждающее действие этанола и избыточной дофаминовой медиации. Степень острого повреждения его нейронов промежуточная. Через паранигральное ядро ВОП, медиальную часть ПЯ и прегенуальную часть слоя III поля 24б проходят катехоламинергические волокна МПП, аксоны которых образуют синапсы на нейронах этих подотделов МАЦДС (Bjorklund A., Lindvall O., 1984; Oads R.S., Halliday G.M., 1987; Steward O., 2000). Поэтому нейроны этих отделов МДС при отравлении этанолом испытывают повреждающее действие этанола и максимальное повреждающее действие избыточной катехоламинергической медиации. Нейроны дофаминергических ядер, к тому же, находятся в функциональном напряжении вследствие усиленной выработки дофамина (Оттер Л.Б., Нуманд М.Я., 1983; Анохина И.П. и соавт., 2001). Степень острого повреждения нейронов этих отделов МДС максимальная. Меньшая степень повреждения нейронов ЧВ, в сравнении с нейронами ВОП, может быть объяснена следующим. В ЧВ численная плотность норадренергических окончаний (Steward O., 2000) и астроцитов (наши экспериментальные данные) значительно ниже, чем в ВОП. Кроме того, у гигантских нейронов ЧВ наиболее развит белоксинтетический и энергетический аппарат (Hassler R., 1937; Oads R.S., Halliday G.M., 1987). Это может означать большую устойчивость нейронов ЧВ к интоксикациям и стрессу, чем нейронов ВОП. Уровень нейроно-глиального взаимоотношения, судя по количеству перинейрональных сателлитов и глиоцито-нейрональному индексу, при отравлении этанолом значительно не изменялся (р>0,05).

При алкогольной абстиненции в исследованных формациях мозга установлена значительная регрессия доли набухших гипохромных нейронов (в сравнении с их долей при отравлении; р<0.05). Степень восстановления нейронов - отношение доли набухших гипохромных нейронов при отравлении этанолом к их доле при алкогольной абстиненции - убывала в ряду: паранигральное ядро ВОП и ПЯ - поле 24, слой III поля 1 и ЧВ - слой V поля 1 (рис. 6). Распределение степени восстановления нейронов в подотделах МАЦДС при алкогольной абстиненции была близки к степени нейроно-глиального взаимоотношения (рис. 7). Коэффициент линейной корреляции между ними составил 0,96. Следовательно, уровень нейроноглиального взаимодействия определяет степень восстановления нейронов при алкогольной абстиненции. Ее уменьшение в обозначенном ряду обусловлено исходным уровнем острого повреждения исследованных формаций мозга.



Степень хронического алкогольного повреждения, оцененная по доли теневидных и пикноморфных нейронов, доли фагоцитируемых теневидных нейронов, при отравлении этанолом и алкогольной абстиненции, в сравнении с нормой (у здоровых людей) увеличена (р<0,05). Ее убыль в ряду: паранигральное ядро ВОП и ПЯ - поле 24б и слой III поля 1, как и при отравлении этанолом, может быть связана с количеством катехоламинергических волокон МПП.

Степень общего (острого и хронического) алкогольного повреждения нейронов при отравлении этанолом и алкогольной абстиненции, оцененная по доле малоповрежденных нейронов, была наибольшей в МАЦДС, особенно в ПЯ, и наименьшей - в слоях соматосенсорной коры (рис. 8).

Высокая степень сочетанного (острого и хронического) алкогольного повреждения нейронов паранигрального ядра вентральной области покрышки, прилежащего ядра и поля 24б при отравлении этанолом, а также не полное восстановление при алкогольной абстиненции их нейронов выражается низким количеством малоповрежденных нейронов в отделах системы, особенно в прилежащем ядре. Эти изменения могут выражать существенное угнетение выработки дофамина и его высвобождения в проекционных отделах МДС, что, как известно, определяет алкогольную абстинентную аддикцию.

ВЫВОДЫ

1. Эталоном нормы для морфологической оценки воздействия на МДС повреждающих факторов могут являться ее левосторонние взаимосвязанные подотделы: переднемедиальные части паранигрального ядра вентральной области покрышки и компактной части черного вещества, середина вентромедиальной части прилежащего ядра и дофаминоцептивные слои передней лимбической коры: прегенуального поля на уровне основания передних щипцов (Сg3), супрагенуального поля (Сg2) на уровне среза прилежащего ядра у крыс и прегенуальная часть поля 24б человека. Их удобно рассматривать в подсистеме МДС - мезоаккумбоцингулярной дофаминергической системе (МАЦДС).

Полученные различия между установленными количественными и морфологическими параметрами нейронов, количеством макроглицоитов, параметрами нейроно-глиальных взаимоотношений при различных способах воздействия этанола, морфина, стресса и нормой являются информативными критериями оценки альтеративных и компенсаторно-приспособительных изменений системы.

2. Локальные изменения нейронов МАЦДС человека и высокая напряженность нейроно-глиального воаимоотношения в дофаминергических ядрах означает стертость границы между нормой и патологией, та также меньшую прочность данной системы по сравнению с корковыми полями, удаленными от источника катехоламинергических волокон.

3. Дифференцировка и программированная гибель нейронов дофаминергических ядер крыс ускорены при рождении и завершаются к началу периода половой зрелости. В проекционных отделах МАЦДС ускорение дифференцировки и гибели нейронов наблюдается через 5 сут. после рождения; дифференцировка нейронов заканчивается к началу периода половой зрелости. Программированная гибель единичных нейронов продолжается у взрослых крыс.

4. Длительное воздействие этанола на материнский организм у крыс вызывает усиление программированной гибели и уменьшение объема тел нейронов МАЦДС. Эти изменения могут определять формирование врожденной алкогольной зависимости.

5. Повреждающее воздействие алкоголя на нейроны головного мозга обусловлено комбинацией альтерирующих факторов: этанола, функционального перенапряжения нейронов дофаминергических ядер, избыточного количества катехоламинов, воздействующих на постсинаптическую мембрану.

6. Длительное воздействие этанола на головной мозг взрослых крыс определяет устойчивые компенсаторные пластические изменения тел малоповрежденных нейронов типа гипертрофических и усиление нейроно-глиального взаимоотношения в отделах МАЦДС, которые сочетаются с устойчивой алкогольной аддикцией.

7. Воздействие кортиколиберина в раннем онтогенезе у крыс индуцирует развитие морфологических признаков активации дофаминовой медиации и усиление эмоционального реагирования половозрелых крыс-самок, а воздействие белков теплового шока 70 кДа - угнетение морфо-функционального состояния МАЦДС.

8. Морфологическими признаками алкогольной абстинеции являются частичное восстановление дистрофических изменений нейронов при остром отравлении этанолом и высокая степень их повреждения при хронической алкоголизации, выражающееся низким количеством малоповрежденных нейронов в отделах МАЦДС, особенно в прилежащем ядре. Эти изменения могут определять состояние алкогольной абстинентной зависимости.

9. Усиление степени выраженности нейроно-глиального взаимоотношения представляет собой универсальную защитно-приспособительную реакцию МДС при ее развитии и различных способах воздействия этанола (кроме смертельного отравления) и раннего постнатального воздействия гормона стресса на головной мозг. Оно потенцирует дифференцировку нейронов при развитии МАЦДС в норме и при воздействии этанола, способствует формированию устойчивых измененных форм нейронов при длительном воздействии этанола и определяет регрессию признаков дистрофии нейронов при отмене этого воздействия.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Полученные оригинальные данные объемной реконструкции и топографии основных отделов и подотделов МДС у крыс могут быть использованы в качестве модели для различных морфологических и прицельных функциональных исследований данной системы (электростимуляция, фармакологическое воздействие). Наиболее информативными для морфологических и физиолого-фармакологических исследований различных видов зависимости и возможности воздействия на эту систему в МДС у человека и крыс являются: передние медиальные части паранигрального ядра вентральной области покрышки и компактной части черного вещества, середина вентромедиальной части прилежащего ядра и дофаминоцептивные слои передней лимбической коры. Их удобно рассматривать в подсистеме МДС - мезоаккумбоцингулярной дофаминергической системе (МАЦДС). Полученные количественные и морфометрические параметры нейронов и макроглиоцитов МДС у человека и крыс следует рассматривать как эталон нормы.

2. Для дифференциальной диагностики отравления этанолом, алкогольной абстиненции и хронической алкогольной интоксикации по морфологическим изменениям нейронов МАЦДС и соматосенсорной коры удобно сгруппировать признаки на:

- острые (преходящие), регрессирующие в течение 7 суток,

- постоянные (признаки хронической алкогольной интоксикации) и

- сочетанные.

Преходящие признаки, характерные для отравления этанолом:

- острое набухание, вакуольная дистрофия нейронов (наиболее выражены в ВОП, ПЯ, ПКЦ и слое III поля 1);

- отсутствие или слабая выраженность перинейронального сателлитоза;

- глиальная реакция в виде перинейронального сателлитоза, присущая

периоду алкогольной абстиненции (выражена в МАЦДС и слое III поля 1).

Постоянные:

- сморщивание пирамидных нейронов, преобладание теневидных, в том числе фагоцитируемых, и пикноморфных нейронов над популяцией малоповрежденных и гипохромных нейронов;

- высокое суммарное количество макроглиоцитов и количество

периваскулярных макроглиоцитов (особенно в слое V поля 1);

- отсутствие или регрессия перинейронального сателлитоза.

Длительность регрессии острого набухания нейронов МДС увеличивается с удлинением времени непрерывного потребления этанола.

3. Дифференциальные морфологические изменения нейронов и нейроглиоцитов МДС при хронической алкогольной и опиатной интоксикациях принципиально различаются распространенностью дегенерации (хроматофильного сморщивания) нейронов, отсутствием выраженной количественной реакции макроглиоцитов, значительным ростом фагоцитарной активности всех разновидностей нейроглиоцитов, угнетением защитно-приспособительной реакции перинейрональных сателлитов. Перечисленные явления характерны для отсроченных изменений при воздействии морфина в периоде раннего постнатального синаптогенеза МДС.

Изменения клеток МДС при экспериментальной длительной алкогольной интоксикации («в чистом виде», то есть после окончания периода абстиненции) выражаются:

- сокращением численности нейронов и вакуольной дистрофией нейронов, выраженные в паранигральном ядре ВОП (преимущественно),

- устойчивыми компенсаторными пластическими изменениями тел части нейронов дофаминергических ядер (особенно) типа гипертрофических,

- увеличением количества астроцитов и олигодендроцитов,

- уменьшение глиального расстояния и увеличение глиоцито-нейронального индекса, свидетельствующие об активации нейроно-глиальных взаимоотношений.

В соматосенсорной коре у человека при хронической алкогольной интоксикации сморщивание пирамидных нейронов и увеличение количества периваскулярных глиоцитов выражены сильнее в слое V, чем в слое III.

4. Ценностью для диагностики длительного воздействия этанола на материнский организм обладают такие признаки, выявляемые уже при рождении, как усиление программированной гибели и уменьшение объема тел нейронов МАЦДС. При наступлении половой зрелости выявлено уменьшение количества нейронов этой системы. Перечисленные изменения могут определять формирование врожденной алкогольной зависимости.

5. Для определения степени напряженности нейроно-глиальных взаимоотношений в формациях головного мозга взрослых организмов информативными критериями являются как глиальное расстояние, так и глиоцито-нейрональный индекс. При выяснении этой характеристики у новорожденных и в раннем постнатальном периоде информативным параметром является глиоцито-нейрональный индекс.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в рекомендованных ВАК рецензируемых журналах

1. Дробленков А.В. Особенности структуры нейроглиальных комплексов в центрах мезокортикальной дофаминергической системы крыс при воздействии белка теплового шока // Морфология. -2007. -Т. 131, вып. 3. - 67с.

2. Shabanov P.D., Lebedev A.A., Droblenkov A., Lubimov A.V. Delayed behavioral and morphological subsequences of activation of the stress-antistress system in early ontogeny in rats. // Internatiomnal Journal of Neuropsychopharmacology. -2008. -V.11. -Suppl. 1. -p. 208.

3. Дробленков А.В. Некоторые аспекты процесса генерации, осуществляемой посредством мультипотентных стволовых клеток / Печерский А.В. Печерский В.И., Асеев М.В., Дробленков А.В., Семиглазов В.Ф. // Цитология. - 2008. - Т. 50, №6. - С. 511 - 521.

4. Дробленков А.В., Карелина Н.Р., Лебедев А.А. Мезоаккумбопоясная дофаминергическая система крыс и эмоциональные функции мозга // Морфология. -2008. -Т. 134, вып. 6. -С. 84 - 89.

5. Дробленков А.В. Моделирование девиантных форм поведения введением кортиколиберина и белка теплового шока 70 кДа в раннем онтогенезе у крыс / Шабанов П.Д., Лебедев А.А., Дробленков А.В. // Наркология. -2008, №4. -С. 22 - 32.

6. Дробленков А.В. Изменение нейроглиальных комплексов мезокортиколимбической дофаминергической системы мозга при длительной алкоголизации и после ее отмены у крыс / Лебедев А.А., Дробленков А.В. // Наркология. -2008, №8. -С. 25 - 30.

7. Дробленков А.В. Структурные изменения в мезлимбической дофамин-ергической системе мозга при длительной алкоголизации крыс / Лебедев А.А., Дробленков А.В., Шабанов П.Д. // Бюллетень экспери-ментальной биологии и медицины. -2008. -Т. 146, №12. -С. 698 - 701.

8. Droblenkov A. Structural changes in Meso-corticolimbic dopaminergic system of the brain during long alcoholization in rats / Lebedev A.A., Droblenkov A., Shabanov P.D. // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. -2008. -V.146, №6. -P. 816 - 819.

9. Дробленков А.В., Карелина Н.Р. Структурные особенности нейронов и макроглиоцитов взаимосвязанных отделов мезоаккумбоцингулярной дофаминергической системы крыс // Морфология. -2009. -Т.136, вып. 5. -С. 11 - 17.

10. Дробленков А.В., Карелина Н.Р., Шабанов П.Д. Диагностика алкогольной интоксикации по микроморфологическим изменениям нейронов и нейроглии мезоаккумбицингулярной дофаминергической системы в эксперименте // Судебно-медицинская экспертиза. -2009. -Т. 52, №6. -С. 25 - 28.

11. Дробленков А.В., Карелина Н.Р., Шабанов П.Д Изменения нейронов и глиоцитов мезоаккумбо-цингулярной системы при перинатальном воздействии морфина у крыс // Морфология. -2009. -Т. 136, вып. 6. -С. 35 - 37.

12. Дробленков А.В. Отсроченные поведенческие и морфологические последствия активации системы стресса-антистресса в раннем онтогенезе у крыс / Шабанов П.Д., Лебедев А.А., Дробленков А.В., Любимов А.А. // Экспериментальная и клиническая фармакология. -2009. -Т. 72, №6. -С. 7 - 14.

13. Дробленков А.В., Воейков И.М., Лебедев А.А., Шабанов П.Д. Структура нейронов и нейроглиоцитов взаимосвя-занных отделов мезоаккумбоцингулярной дофаминергической системы крыс // Медицинский академический журнал. -2010. -Т. 10, №1. -С. 45 - 51.

14. Дробленков А.В. Патологические изменения нейронов мезокортиколимби-ческой дофаминергической системы у здоровых людей и крыс // Морфология. -2010. -Т.136, вып. 3. -С. 11 - 17.

15. Дробленков А.В. Дифференциальная диагностика отравления этанолом, алкогольной абстиненции и хронической алкогольной интоксикации по измененииям нейронов и макроглиоцитов коры головного мозга // Судебно-медицинская экспертиза. -2010. -Т. 53, №4. -С. 28 - 32.

Другие работы, опубликованные по теме диссертации

1. Дробленков А.В. Краткий микроскопический атлас ядерных и корковых центров мезокортиколимбической и некоторых других дофаминергических систем головного мозга крысы / Под ред. проф. Н.Р.Карелиной. -СПб., СПбГПМА. -2006. -37с.

2. Дробленков А.В., Григорьева Е., Копытенко Н. Морфологические особенности поясных центров крыс и их влияние на поведенческие реакции // Материалы Всероссийской науч. конф. с междун. участ. «Актуальные вопросы прикладной анатомии и хирургии» по вопросам прикладной анатомии и хирургии». -СПб., 24 апреля 2007 г. -С. 33 - 35.

3. Droblenkov A. Some aspects of the regeneration and carcinogenesis / Pechersky A., Pechersky V., Aseev M., Droblenkov A., Semiglazov V. // Russian academy of natural sciences. International Academy of Authors of Scientific Discoveries and Inventions. -Moskow, Russia. -2007. -103p.

4. Droblenkov A. The influence of breach down of regeneration among people of older age groups on development of carcinogenesis / Pechersky A., Pechersky V., Aseev M., Droblenkov A., Semiglazov V. // The joint meeting of the 4-th ISC International Conference on Cancer Theraputics and The 7-th Princess Margaret Hospital Conference: New Developments in Cancer Ma-nagement. -Toronto, Ontario, Canada. -2007. -p. 25.

5. Дробленков А.В. Последствия модуляции систем стресса-антистресса введением кортиколиберина и белков теплового шока 70 кДа в раннем онтогенезе, оцененные по поведению и состоянию нейронов в лимбических структурах мозга половозрелых крыс / Шабанов П.Д., Лебедев А.А., Дробленков А.В. // Психофармакология и биологическая наркология. - 2007. -Т. 7, №3-4. -С. 2158 - 2178.

6. Droblenkov A. Early ontology stress with CRF involvement modulates behavioral responses in adult rats / Lebedev A.A., Droblenkov A., Lubimov A.V., Shabanov P.D. // Multidisciplinary International Neuroscience and Biological Psychiatry Conference “Stress and Behavior”. -St-Petersburg. - 2008. -р. 55. 7. Дробленков А.В. Последствия введения кортиколиберина и белков теплового шока 70 кДа в раннем онтогенезе у крыс / Лебедев А.А., Дробленков А.В., Любимов А.В., Шабанов П.Д. // Психофармакология и биологическая наркология. -2008. -Т.8, №1-2. -С. 2368 - 2369.

8. Дробленков А.В., Лебедев А.А., Шабанов П.Д. Структурные изменения в мезокортиколимбической дофаминергической системе мозга при длительной алкоголизации крыс // Психофармакология и биологическая наркология. - 2008. -Т.8, №1-2. -С. 2362 - 2363.

9. Дробленков А.В., Лебедев А.А., Шабанов П.Д. Реакция клеток мезокортиколимбической дофаминергической системы мозга на длительную алкоголизацию у крыс // Психофармакология и биологическая наркология. -2008. -Т.8, №4. -С. 2453 - 2456.

10. Droblenkov A. The role of breach down of regeneration among men of older age groups in development of androgen deficiency / Pechersky A., Pechersky V., Aseev M., Droblenkov A., Semiglazov V. // 1-st World Congress on Controversies on Urology. -Barselona, Spain. -2008. -46р.

11. Дробленков А.В., Карелина Н.Р., Шабанов П.Д. Формирование алкогольной зависимости и изменения нейроглиальных комплексов мезоаккумбопоясной дфаминергической системы // Вопр. морфологии ХХI века. Вып.1.-СПб, изд-во ДЕАН. -2008. -С. 124 - 129.

12. Дробленков А.В., Абрамова Т.Г. Алгоритм судебно-гистоло-гической диагностики сос-тояний печени при хронических алкогольной и наркотической интоксикациях // Труды Всероссийской науч.-пр. конф., посв. 90-летию ГУЗ «БСМЭ СПб». -СПб. -2008. -С. 414 - 418.

13. Дробленков А.В. Поведенческие эффекты пептидных препаратов кортексина и ноопепта при модуляции систем стресса-антистресса в раннем онтогенезе / Шабанов П.Д., Лебедев А.А., Дробленков А.В. // Пептидные нейропротекторы / Ред. М.М.Дьяконов и А.А.Каменский. -СПб., Наука. -2009. -С. 217 - 237.

14. Дробленков А.В. Отдаленные последствия модуляции центральных систем стресса-антистресса в раннем онтогенезе у крыс / Лебедев А.А., Шабанов П.Д., Дробленков А.В. // Психонейроэндокринология. Ред. проф. П.Д. Шабанов и проф. Н.С. Сапронов. -СПб., Информ-Навигатор. -2010. -С. 133 - 162

15. Дробленков А.В. Дифференциальная диагностика отравления этанолом и хронической алкогольной интоксикации по изменениям внутренних органов // Материалы Всероссийской науч.-пр. конф. «Актуальные вопросы судебно-медицинской экспертизы». -Москва, РЦСМЭ. -2010. -С. 55 - 57.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БТШ - белки теплового шока 70 кДа.

ВОП - вентральная область покрышки.

КЛ - кортиколиберин.

МАЦДС - мезоаккумбоцингулярная дофаминергическая система (подсистема МДС).

МДС - мезокортиколимбическая дофаминергическая система.

МПП - медиальный пучок переднего мозга.

ПАВ - психоактивные вещества.

ПФК - префронтальная кора (поля 9,10,46 Бродмана у человека, Cg1,2,3 у крыс).

ПЦК - передняя цингулярная кора (поле 24б у челвека, Cg1,2,3 у крыс).

ПЯ - прилежащее ядро.

ЧВ - черное вещество.

Сg2 - супрагенуальное цингулярное поле у крыс.

Cg3 - прегенуальное цингулярное поле у крыс.

GFAP - глиальный фибриллярный кислый белок астроцитов.

Размещено на Allbest.ru

...