Морфоцитохимическая асимметрия латеральной группы ядер таламуса крысы белой

Теоретические исследования

Размещено на http://www.allbest.ru/

8

ГОУ ВПО Омская государственная медицинская академия Росздрава

НИИ психического здоровья СО РАМН

Морфоцитохимическая асимметрия латеральной группы ядер таламуса крысы белой

Крысова Е.Ю.

Лютикова Т.М.

Солонский А.В.

Аннотация

нейрон латеральный морфометрия

Проведен морфоцитохимический анализ нейронов латеральной группы ядер таламуса правого и левого полушарий головного мозга крысы белой методом морфометрии и компьютерной цитофотометрии с помощью системы анализатора изображений «Видеотест». Концентрация и содержание структурных белков цитоплазмы нейронов преобладает над таковыми в ядре. Обнаружена межполушарная асимметрия по отдельным показателям.

Ключевые слова: крыса белая, таламус, латеральная группа ядер, цитофотометрия, белковый фонд.

Abstract

Morphocytochemical analysis of neurons of lateral group of thalamic nuclei of right and left hemispheres of the white rat (using morphometry and computed cytophotometry techniques with «Videotest» image analyzer system) showed that concentration and content of structural proteins of cytoplasm predominates over those of the nucleus. Interhemispheric asymmetry in some indices was identified. Key words: white rat, thalamus, lateral group of nuclei, cytophotometry, protein stock.

Взаимоотношения симметричных структур головного мозга привлекают внимание в связи с многочисленными исследованиями роли межполушарных отношений в таких интегративных процессах, как замыкание временной связи, хранение следов обучения, пространственный анализ, организация эмоциональной окраски поведения, компенсаторные процессы, распознавание образов [1, 2, 3]. Первоначально латеральная специализация больших полушарий рассматривалась как уникальная особенность головного мозга человека, но с течением времени появилось множество фактов наличия функциональной межполушарной асимметрии у животных, стоящих на разных ступенях эволюционной лестницы. Асимметрия рассматривается в качестве эволюционного предшественника межполушарной асимметрии мозга человека. В частности существует мнение, что правостороннее предпочтение у людей и грызунов имеет сходные механизмы, связано с кортикальной асимметрией и обусловлено увеличением влияния коры на подкорковые образования в процессе филогенеза [4, 5]. Основой функциональной межполушарной асимметрии является анатомическая асимметрия, которая проявляется и на клеточном уровне, в том числе на уровне нейронов. Химические различия головного мозга относятся к числу материальных основ межполушарной асимметрии [6]. Латеральное заднее и латеральное дорсальное ядра входят в состав таламопариетальной и таламотемпоральной ассоциативных систем мозга [5, 7]. Латеральная группа ядер посылает свои афференты к ассоциативным областям коры, поскольку без активного участия таламических ядер эти кортикальные области не способны обеспечить правильную и быструю ориентировку во внешней ситуации, основанную на механизмах кратковременной памяти [8, 9].

Цель - изучить морфоцитохимические параметры нейронов латерального дорсального и латерального заднего ядер таламуса крысы белой и установить степень межполушарной асимметрии.

Материал и методы. Объектом исследования служили 36 белых беспородных крыс-самцов. Идентификацию латеральной группы ядер проводили с помощью стереотаксического атласа мозга взрослой крысы G. Paxinos, Ch. Watson [10]. Животные содержались в виварии в условиях, регламентированных приказом МЗ СССР № 1179 от 10.10.1983 г. Исследования проводились в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. № 755) и рекомендациями Международного комитета по науке о лабораторных животных, поддержанных ВОЗ.

Головной мозг фиксировали в жидкости Карнуа в течение 2--2,5 часов, подвергали гистологической проводке в спиртах возрастающей концентрации и заключали в парафин. На микротоме изготавливали срезы толщиной 5--7 мкм, с помощью жидкости Апати срезы наклеивали на предметные стекла толщиной 1,0--1,2 мм. На депарафинированных срезах проводили реакцию на общий белок с амидочерным 10 Б [11]. Этот метод стехиометрически позволяет выявлять основную массу структурных белков. Рассматривали только нейроны с сохранной структурой, у которых четко определялось ядрышко. С помощью системы анализатора изображений «Видеотест» определяли размеры нейронов и содержание в них структурных белков. Показатели снимали со 100 клеток задней группы ядер таламуса правого и левого полушарий мозга. При морфометрическом изучении нейронных популяций таламуса измеряли площадь ядра (Sя), цитоплазмы (Sц) и тела (Sт) нейронов, а также вычисляли структурный ядерно-цитоплазматический коэффициент (сЯЦК) правого (ПП) и левого (ЛП) полушарий мозга по формуле сЯЦК=Sя/Sц. Значение средней оптической плотности отражало значение концентрации структурных белков (С). Содержание структурных белков (М) вычислялось как произведение концентрации вещества на площадь объекта.

Для оценки функционального состояния нейронов определяли функциональный ядерно-цитоплазматический коэффициент - как соотношение показателей содержания белков ядра (Мя) к содержанию белков цитоплазмы (Мц) (фЯЦК=Мя/Мц) и регуляторный ядерно-цитоплазматический коэффициент - как соотношение показателей концентрации ядерных белков (Ся) к концентрации цитоплазматических белков (Сц) (рЯЦК=Ся/Сц) [12, 13, 14, 15].

Анализ распределения нервных клеток по цитохимическим (М, С, рЯЦК и фЯЦК) и морфометрическим (S и сЯЦК) показателям проводили по стандартной методике с использованием пакета программ «Microsoft Exсel» для «Windows 98». Для первичной оценки весь диапазон значений данных показателей разбивали на части (варианты). Интервал разбиения диапазона значений был одинаковым в сравниваемых группах животных. Полученные при работе количественные данные обработаны с помощью общепринятых в медико-биологических исследованиях методов статистического анализа с использованием программ «Microsoft Exсel», «Statistica 6.0». Анализ на нормальность распределения (распределение близко к нормальному) показал целесообразность использования параметрической статистики [16, 17, 18, 19].

Результаты и их обсуждение. По показателю плотности расположения нейронов на 1 мм² межполушарной асимметрии в латеральной группе ядер не выявлено.

Латеральное дорсальное ядро. Sц крысы белой на 30 % (р<0,001), Sя на 20 % (р<0,001), Sт на 24 % (р<0,001) больше по сравнению с ПП. Мц в ЛП на 27 % (р<0,001), Мт в ЛП на 18 % (р<0,001) больше, чем в ПП. Ся в ЛП на 10,5 % меньше, чем в ПП (р<0,001). Обнаружена статистически значимая асимметрия между полушариями по фЯЦК - 12,5 % (р<0,001), по рЯЦК - на 9 % (р<0,001) меньше в ЛП.

Латеральное заднее ядро. Sц на 9 % (р<0,05) больше, чем в ПП. Мя меньше в ЛП, чем в ПП на 12 % (р<0,01). фЯЦК на 25 % больше в ПП (р<0,01). Сц на 20 % меньше (р<0,05), чем в ПП. Ся на 25 % (р<0,05) меньше, чем в ПП.

Таким образом, выявлена морфометрическая и цитохимическая межполушарная асимметрия по отдельным показателям латеральной группы ядер таламуса крысы белой.

Таблица 1. Морфоцитохимическая характеристика латеральной группы ядер таламуса

Примечание. LD - латеральное дорсальное ядро таламуса, LP - латеральное заднее ядро таламуса, лп - левое полушарие, пп - правое полушарие, ^ - наличие статистически значимых различий между одноименным ядром правого и левого полушарий (^ - p<0,05, ^^ - p<0,01, ^^^ - p<0,001), рЯЦК - регуляторный ядерно-цитоплазматический коэффициент, сЯЦК - структурный ядерно-цитоплазматический коэффициент, фЯЦК - функциональный ядерно-цитоплазматический коэффициент, Ст - концентрация белков в теле нейрона, Сц - концентрация белков в цитоплазме нейрона, Ся - концентрация белков в ядре нейрона, Мт - содержание белков в теле нейрона, Мц - содержание белков в цитоплазме нейрона, Мя - содержание белков в ядре нейрона, Sт - площадь тела нейрона, Sц - площадь цитоплазмы нейрона, Sя - площадь ядра нейрона.

Литература

1. Адрианов О.С. Об особенностях структурной организации функциональной асимметрии мозга // Взаимоотношения полушарий мозга: материалы Всесоюз. конф. - Тбилиси, 1982. - 147 с.

2. Брагина Н.Н. Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии человека. - М.: Медицина, 1981. - 288 с.

3. Подольский И.Я., Щеглов И.В. Влияние подавления синтеза белка в центральной нервной системе на формирование долговременной памяти при решении некоторых поведенческих задач // Журн. высш. нервн. деятельности. - 2004. - Т. 54, № 1. - С. 59--67.

4. Бианки В.Л. Асимметрия мозга животных. - Л.: Наука, 1985. - 293 с.

5. Новикова М.Р. Роль орбито-фронтальной коры и гиппокампа в адаптивно-копенсаторных процессах при поражении ствола мозга крыс: автореф. дис. … к.б.н. - М., 2005.

6. Иоффе М.Е., Плетнева Е.В., Сташкевич И.С. Природа функциональной моторной асимметрии у животных: состояние проблемы // Журн. высш. нервн. деятельности. - 2002. - Т. 52, № 1. - С. 5--16.

7. Серков Ф.Н. Электрофизиология высших отделов слуховой системы. - Киев: Наукова думка, 1977. - 216 с.

8. Адрианов О.С. О принципах организации интегративной деятельности мозга. - М.: Медицина, 1976. - 280 с.

9. Groen T., Kadish I., Wyss J.M. The role of the laterodorsal nucleus of the thalamus in spatial learning and memory in the rat // Behav. Brain Res. - 2002. - № 136. - Р. 329--337.

10. Paxinos G., Watson Ch.А. The rat brain in stereotaxic coordinates // Toronto: Acad. Press, 1982. - 90 p.

11. Geyer G. Fur Ewibfarbung mid amido Echwazz 10B // Acta Histohem. - 1960. - Vol. 10. - P. 286--292.

12. Бродский В.Я. Трофика клетки. - М.: Наука, 1966. - 355 с.

13. Герштейн Л.М. Определение белков в микроструктурах центральной нервной системы количественными цитохимическими методами: метод. рекомендации. - М., 1979. - 7 с.

14. Шпинькова В.Н., Никольская К.Л., Герштейн Л.М. Морфохимические изменения в нейронах сенсомоторной коры, индуцированные слабыми возмущениями магнитного поля // Нейрохимия. - 1998. - Т. 15. - С. 421--429.

15. Штейн Г.И. и др. Возможности анализатора изображений «Видеотест» для проведения микрофотометрических исследований в цитологии // Цитология. - 1998. -Т. 40, № 10. - С. 913--916.

16. Боровиков В.П. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. - СПБ.: Питер, 2001. - 656 с.

17. Глан С. Медико-биологическая статистика: пер. с англ. - М.: Практика, 1998. - 459 с.

18. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. - М.: МедиаСфера, 2002. - 305 с.

19. Халафян А.А. STATISTICA 6. Статистический анализ данных. - 3-е изд. - М.: Бином-Пресс, 2008. - 512 с.

Размещено на Allbest.ru