Миндалевидный комплекс мозга в системе регуляции репродуктивных функций организма

Среди нейронов, состояние которых отражало их «умеренную и повышенную» активность, появлялись формы, которые можно классифицировать как нейроны в «состоянии напряжения». Их количество составляло 10% от общего числа изученных нейронов на электронных микрофотографиях. Для них была характерна высокая электронная плотность увеличенного в размерах ядра, в котором определяется не только большое количество гранулярного материала, но и присутствует осмиофильная мелкозернистая субстанция.

Ядрышко выглядело рыхлым, увеличенным в размерах, с хорошо различимым гранулярным компонентом, большим числом фибриллярных центров, имеющих плотный фибриллярный компонент. В осмиофильной кариоплазме определялись как в центральных, так и краевых зонах большие по занимаемой площади скопления интерхроматиновых гранул, для которых в отличие от остального гранулярного материала, представленного в ядре, была характерна выраженная осмиофилия, четкость контуров.

В центральных зонах кариоплазмы выявлялись различные по величине и плотности участки гетерохроматина, около которых находились перихроматиновые гранулы, количество которых могло достигать от трех до шести. Перинуклерное пространство было равномерно расширено, размеры ядерных пор увеличены. Поверхность ядра имела выраженную складчатость.

Канальцы гранулярной эндоплазматической сети были расширены, на поверхности ее мембран число прикрепленных рибосом снижено, между цистернами лежат скопления полисом. Комплекс Гольджи достигает высокого уровня развития: определяется три-четыре комплекса с хорошо развитым мембранным компонентом. Локализуется он в перинуклеарной зоне, около него определяется формирование секреторных везикул. Много гипертрофированных митохондрий, среди которых могут быть и со светлым матриксом. Определяется тесный контакт митохондрий с цитомембранами - ГЭС, комплекса Гольджи, наружной ядерной мембраной. Могут быть выявлены и явления блеббинга ядерной мембраны в мембраны комплекса Гольджи. Часто встречаются мульвезикулярные и мультиламинарные тельца.

Изучение строения сосудов на территории переднего кортикального ядра показало, что многие из них обладают фенестрами. Эндотелий сидит на толстой базальной мембране, которая нигде не истончается и представляет непрерывный слой бесклеточного вещества. Под ней определяются коллагеновые волокна и субэндотелиальное пространство, содержащее митохондрии. В единую оболочку вместе с эндотелием в капилляры заключаются и перициты. Рядом со стенкой капилляров часто определялся тесный контакт с нейроном.

Структурная организация этих нейронов указывает на высокую интенсивность протекающих в них транскрипционных процессов. Осмиофилия кариоплазмы, возможно, свидетельствует об увеличении содержания в клеточном ядре белков, принимающих участие, как в транспорте создаваемых РНК в цитоплазму, так и включающихся в процессы конденсации хроматина. В таких клетках, вероятно, происходят усиленно и процессы внутриклеточной регенерации, на что указывает появление мультиламинарных телец.

Нейроны передней амигдалярной области на стадии метэструс приобретают показатели снижения функциональной активности. В ядрах нейронов определяются большие скопления гетерохроматина, которые выявляются как в краевых, так и центральных зонах кариоплазмы. Ядрышко компактное, плотное. В нем не выявляются фибриллярные центры и отсутствует гранулярный компонент. Перихроматиновые фибриллы единичны, перихроматиновые гранулы отсутствуют. В сетевидной структуре эухроматина видны участки разряжения. Перинуклеарное пространство узкое (50 нм), с единичными, слабо выраженными, складками.

На препаратах с иммунореактивными структурами репродуктивных центров переднего отдела на стадии эструс отчетливо выделяется полоска CART-позитивных волокон в составе поверхностного слоя передней амигдалярной области и переднего кортикального ядра. Она берет начало на границе с супраоптическим ядром и продолжается на базальную поверхность мозга.

В передней амигдалярной области на стадии метэструс количество иммунореактивных нейронов снижается, уменьшается и интенсивность их окраски за счет снижения содержания иммунореактивного осадка. В основном этот белок выявляется в нейронах средних размеров, и они характеризуются умеренной иммунореактивностью. В поверхностной клеточной зоне переднего кортикального ядра, иммунореактивные нейроны имеют средние и мелкие размеры, обладающие низкой иммунореактивностью. Интенсивность выявления иммунореактивного осадка в описанной выше волокнистой связке повышается.

С целью определения уровня иммунореактивности нейронов и волокон проведено измерение оптической плотности нейронов на стадиях эструс и метаэструс. Они показали, что, что средняя оптическая плотность в передней амигдалярной области на стадии эструс равна 3,4±0,02 у.е., а на стадии метаэструса снижается более чем в два раза (p<0,01). Во всех зонах переднего кортикального ядра также наблюдается значимое снижение экспрессии CART -пептида на стадии метаэструс. В медиальной части поверхностно-клеточной зоны этого ядра снижение уровня иммунореактивности аналогично нейронам передней амигдалярной области, т.е. почти в два раза (эструс- 3,23±0,02, в метаэструсе- 1,82±0,04). В отличие от нейронов переднего кортикального ядра и передней амигдалярной области уровень иммуреактивности в волокнистой связке значимо больше на стадии метэструса (p<0,05).

Показатели электрической активности нейронов репродуктивных центров миндалевидного комплекса в динамике эстрального цикла.

Исследование электрической активности нейронов двух основных зон полового диморфизма миндалевидного комплекса (МК) - переднего кортикального ядра (расположенного на территории переднего отдела) и дорсомедиального ядра (входящего в состав его заднего отдела) проведено в эксперименте с моделированием эстрального цикла.

Результаты визуального анализа ЭЭГ до гонадэктомии, показали, что фоновая ЭЭГ переднего кортикального ядра имеет ритмы различной частоты, амплитуда которых не превышает 30-50 мкВ. Частым типом активности являются низкоамплитудные колебания в б-диапазоне (8-13 Гц) и в1- диапазонах (13-18 Гц), накладывающиеся на дельта (1-4 Гц) и тета ритм (4-8 Гц). Фоновая ЭЭГ дорсомедиального ядра характеризуется разнообразием электрографических комплексов и более высокой амплитудой колебаний, которая достигала 70 мкВ.

Спектральный анализ, направленный на вычисление относительных спектральных плотностей (ОСП) колебаний в каждом диапазоне, представляющих собой процентные доли от суммарной плотности по всем анализируемым частотным интервалам показал, что наибольшую плотность на ЭЭГ имеют низкочастотные колебания, входящие в ?- диапазон (1-4 ГЦ) и и- диапазон (4-8 Гц) (рис.1, 2). Это объясняется тем, что данные ритмы имеют значительно большую амплитуду по сравнению с высокочастотными осцилляциями, что отражается на результатах анализа частотного состава ЭЭГ.

В дорсомедиальном ядре превалируют низкочастотные колебания в ? - диапазоне, и они выше (60,33±1,83), чем в переднем кортикальном ядре (54,1±1,7). Наименьшие значения ОСП имеют колебания в в2- диапазоне (18-32 Гц) и их представительство в переднем кортикальном ядре в два раза выше (1,14±0,16), чем в дорсомедиальном ядре (0,55±0,11). Указанные различия являются незначимыми.

Весьма характерными паттернами для ЭЭГ переднего кортикального ядра были кратковременные участки уплощения - низкоамплитудной дизритмии, сменяющиеся комплексами, состоящими из 2-3 спайков, амплитуда которых колебалась в пределах 30-50 мкВ. Отмечалось также наличие параксизмов из гиперсинхронного б-ритма, комплексов колебаний в в2 -диапазоне (18-32 Гц) постепенно переходящих либо в участки дизритмии, либо в колебания с меньшими частотными характеристиками (в1-диапазон, 13-18 Гц).

1 - в2 диапазон (18-32 Гц), 2 - в1- диапазон (13-18 Гц), 3 - б-диапазон (8-13 Гц), 4 - и диапазон (4-8 Гц), 5 - ? - диапазон (1-4 Гц)

Рис.1. Относительная спектральная плотность колебаний в разных частотных диапазонах на фоновой ЭЭГ, зарегистрированной из переднего кортикального ядра МК мозга.

1 - в2 диапазон (18-32 Гц), 2 - в1- диапазон (13-18 Гц), 3 - б-диапазон (8-13 Гц), 4 - и диапазон (4-8 Гц), 5 - ? - диапазон (1-4 Гц)

Рис.2. Относительная спектральная плотность колебаний в разных частотных диапазонах на фоновой ЭЭГ, зарегистрированной из дорсомедиального ядра МК мозга.

Через месяц после гонадэктомии была проведена запись фоновой ЭЭГ. Анализ результатов записи показал, что на ЭЭГ при регистрации из переднего кортикального ядра и дорсомедиального ядра присутствуют ритмы различной частоты, амплитуда которых колеблется в диапазоне от 20 до 70 мкВ. В обоих каналах мы видели при визуальном анализе участки низкоамплитудной дизритмии, сменявшиеся паттернами ритмической спайковой активности.

Сравнительный спектральный анализ после гонадэктомии, показал, что происходит снижение ОСП в низкочастотном ?-диапазоне (1-4 Гц) в дорсомедиальном ядре (при р<0,05). В тета- диапазоне (4-8 Гц) и б-диапазоне (8-13 Гц) происходит повышение ОСП в обоих отведениях, но различия не являются значимыми. И в переднем кортикальном ядре, и в дорсомедиальном ядре в низкочастотном в1-диапазоне происходит снижение доли ОСП, в высокочастном в2-диапазоне значения остаются почти на том же уровне, что и до гонадэктомии.

Далее регистрацию фоновой ЭЭГ у гонадэктомированных крыс из переднего кортикального и дорсомедиального ядер проводили после двухкратного введения 17в эстрадиола (в дозе 1 мкг/100г массы тела крысы) с интервалом 24 часа. Изучение цитологии влагалищных мазков у гонадэктомированных крыс показывало картину, характерную для диэструса. Уровень лютеинизирующего гормона в плазме крови был низким (2,73 нг/мл - 6,51 нг/мл).

Анализ фоновой ЭЭГ, регистрируемой из переднего кортикального ядра после проведения гондэктомированным самкам заместительной терапии эстрадиолом, показал, что в низкочастотных диапазонах изменений не происходит. В высокочастотных диапазонах изменения незначительные и различия не являются достоверными.

В дорсомедиальном ядре в низкочастотном ?-диапазоне (1-4 Гц) после проведения заместительной терапии эстрадиолом наблюдается снижение ОСП с 54,13±2,12 до 40,77±2,02, эти различия значимы при р<0,001.

Высокий показатель ОСП в дорсомедиальном ядре имеет тета -ритм (4-8 Гц), он составляет 43,85±1,6. После гонадэктомии, до проведения заместительной терапии, ОСП составляла 32,81±1,2. Сравнение этих двух показателей показывает наличие достоверных различий при p<0,001.

Повышается представленность б-ритма с 9,63±0,71 до 11,14±1,21 (при р<0,01), с одновременным повышением ОСП низкочастотного в1-диапазона (при р<0,05). В высокочастотном в2 -диапазоне изменений после инъекции эстрадиола не наблюдается.

После двукратного введения 17в эстрадиола через 24 часа (на третий день) внутрибрюшинно вводили 17в эстрадиол с прогестероном.

После проведения заместительной терапии (эстрадиол+прогестерон) спектральный анализ показал повышение ОСП в ?- диапазоне (1-4 Гц) как в переднем кортикальном, так и в дорсомедиальном ядре. Повышение ОСП в ?-диапазоне сопровождается снижением ОСП в и-диапазоне (4-8 Гц): в переднем кортикальном ядре с 33,19±1,37 до 30,34±1,55, в дорсомедиальном ядре он повышался c 43,85±1,61 до 44,31±2,31. В б-диапазоне и в переднем кортикальном, и в дорсомедиальном ядрах имеют место также однонаправленные сдвиги, проявляющиеся в снижении ОСП. При этом в переднем кортикальном ядре снижение происходит с 12,16±0,78 до 9,14±1,67, в дорсомедиальном ядре - с 11,14±1,21 до 7,84±1,12. В низкочастотном в1- диапазоне ОСП не изменяется (p>0,05). Единственным, но значимым изменением ОСП является синхронное снижение выраженности колебаний в в2- диапазоне (при p<0,05), происходящее в переднем кортикальном ядре и в дорсомедиальном ядре.

Проведенный нами спектральный анализ показал, что у крыс линии Вистар до гонадэктомии как в переднем кортикальном, так и в дорсомедиальном ядрах наибольшей спектральной плотностью обладают колебания в ?-диапазоне (1-4 Гц). В дорсомедиальном ядре более значительно, чем в переднем кортикальном ядре, операция гонадэктомии вызывает снижение выраженности этих колебаний. После гонадэктомии в дорсомедиальном ядре по сравнению с кортикальным ядром возрастает представленность и-ритма. Изменения спектральной плотности высокочастных колебаний более плавные.

В переднем кортикальном ядре после введения 17в эстрадиола не происходит значимых изменений спектрального состава ЭЭГ. Эффект иньекции 17в эстрадиола выражен в дорсомедиальном ядре. Это находит отражение в том, что 17в эстрадиол приводит к статистически значимым изменениям ОСП во всех диапазонах, кроме плотности высокочастотных колебаний в в2-диапазоне (18-32 Гц).

Результаты влияния заместительной терапии выявили, что 17в эстрадиол в совокупности с прогестероном вызывают одновременно достоверное снижение выраженности высокочастотных колебаний в в2-диапазоне (18-32 Гц) при регистрации из переднего кортикального и дорсомедиального ядер миндалевидного комплекса. Достоверное снижение выраженности колебаний в в2-диапазоне как в переднем кортикальном, так и в дорсомедиальном ядрах свидетельствует о том, что в них, одновременно, развивается десинхронизация, отражающая развитие тормозных процессов.

Цитоархитектоника, цитологические характеристики нейронов и глии центрального ядра миндалевидного комплекса

Центральное ядро представляет крупное скопление нейронов, которое локализуется в дорсомедиальных частях МК, примыкая к элементам чечевицеобразного ядра мозга. Оно располагается на территории переднего и центрального отделов МК и изучено нами на четырех различных его сечениях во фронтальной плоскости вдоль передне-задней оси, которые начиная с рострального полюса обозначены как СЕ1 - на ростральном уровне переднего отдела, СЕ2 - на каудальном уровне переднего отдела, СЕ3 - на ростральном уровне центрального отдела, СЕ4 - на каудальном уровне центрального отдела.

Центральное ядро на ростральном уровне (СЕ1) находится дорсальнее ядра ложа конечной полоски и передней амигдалярной области и основную его массу составляют цитохромные нейроны. В краевых зонах СЕ этого уровня выявляются отдельные крупные нейроны. Ядро и цитоплазма этих нейронов окрашивается крезиловым фиолетовым более интенсивно, вследствие чего они выглядят более тёмными, эти нейроны по своим характеристикам относятся к кариохромным.

СЕ2 - представлено скоплением нейронов, граничащим с базолатеральным ядром и вставочными массами. На этом уровне ядро имеет дифференциацию на несколько частей. Самое крупное - медиальное субъядро, представлено кариохромными и цитохромными нейронами. В промежуточной и латеро-капсулярной части в большинстве представлены цитохромные нейроны.

СЕ3 - находится между волокнами оптического тракта и продольной ассоциативной связкой, благодаря которой СЕ четко отграничено от латерального и базотерального ядер МК. Медиальную поверхность ядра сформирована кариохромными нейронами.

Латерально от медиальной части СЕ, находятся скопления светлых нейронов, хорошо дифференцирующихся от кариохромных нейронов. Описанное скопление светлых (цитохромных) нейронов, лежащих латеральнее от медиальной части, следует обозначить как латеральное субъядро СЕ. Латеро-капсулярное субъядро СЕ на данном уровне представлено двумя небольшими скоплениями дисперсно расположенных нейронов. Одно из них находится дорсальнее латерального субъядра СЕ, другое - вентральнее латерального субъядра, прямо под ним. Нейроны, образующие эти части СЕ данного уровня имеют характеристики, тождественные описанным выше.

Выявленные нами темные нейроны имели следующие характеристики. Поверхность наружной ядерной мембраны темных нейронов имела многочисленные выпячивания и инвагинации. В интенсивно осмиофильном ядре определялось большое количество гранулярного материала, который носил характер интерхроматиновых и перихроматиновых гранул. Крупное рыхлое ядрышко чаще всего выявлялось в центре ядра. Перинуклеарное пространство было расширено, количество краевого гетерохроматина уменьшено, число ядерных пор увеличено. Цитоплазматическая сеть носила местами характер гранулярной, в других участках на поверхности мембран не выявлялись рибосомы, и она была гладкой. Комплекс Гольджи чаще всего был представлен мембранным компонентом. Стопки цистерн состояли из пяти-шести элементов, на отдельных участках они были расширены с формированием вакуолей. Количество микропузырьков, которые выявлялись в краевых зонах, было небольшим. Поблизости от цистерн определялись осмиофильные вакуоли и отдельные лизосомы. Определялось большое количество митохондрий, выглядели они темными.

Для светлых нейронов характерно наличие светлого крупного ядра и электронно-прозрачной цитоплазмы. В светлых нейронах на поверхности ядра определялось незначительное количество выбуханий и инвагинаций. Количество краевого хроматина под ядерной мембраной было больше, чем в темных нейронах. Перинуклеарное пространство, ограниченное двумя мембранами, было узким, с небольшими участками расширений. Кариоплазма содержала немногочисленные интерхроматиновые и перихроматиновые гранулы, в центре ядра определялось компактное ядрышко. Митохондрии располагались небольшими группами в различных зонах клетки. Комплекс Гольджи находился в перинуклеарной зоне, содержал небольшое количество цистерн и микропузырьков. В периферических зонах цитоплазмы определялись осмиофильные лизосомы, контуры которых имели неровные очертания. В перикарионе светлых нейронов определялись везикулы с плотным центром, диаметр которых вариировал от 70 до 120 нм.

Выявленные нами темные и светлые нейроны центрального ядра, скорее всего, нейроны, находящиеся в разных функциональных состояниях.

В нейропиле ядра выявлялись нервные волокна, покрытые миелиновыми оболочками и без них. Внутри терминалей определялись многочисленные везикулы с плотным центром, диаметр которых колебался от 70 до 90 нм, или от 100 до 120 нм. Вокруг везикул с плотным центром определялись электронно-прозрачные пузырьки с круглыми и сплющенными телами. Синаптические контакты, обнаруженные в ядре, носили характер аксосоматических и аксошипиковых, при этом синаптические пузырьки были представлены светлыми, т.е. электронно-прозрачными пузырьками и везикулами с плотным центром.

Выявились и определенные особенности строения стенок капилляров, которые давали расширения на определенных участках, приводившие к формированию периэндотелиальных пространств.

На препаратах с иммунореактивными к CART-пептиду структурами МК центральное ядро выделяется выраженной иммунореактивностью. Иммунореактивные нейроны СЕ обладают преимущественно средними размерами, но среди них встречаются крупные нейроны. Тела крупных нейронов имеют полигональную и веретеновидную форму, от которого отходят от двух до четырех дендритов. Начальные сегменты этих нейронов хорошо выявляются. Часть крупных нейронов с позитивной иммунореактивностью располагается в латеральных зонах ядра. Нейроны средних размеров имеют тела округлой формы. Нейроны, экспрессирующие CART -пептид, располагаются дисперсно по всей территории ядра, но в латеральных зонах заметно более компактное лентовидное скопление. При сопоставлении полученных данных с результатами цитоархитектонических особенностей ядра и результатами цитологических исследований, выявленные крупные иммунореактивные нейроны относятся к промежуточному и латерокапсулярному субъядрам СЕ. Иммунореактивные нейроны промежуточного и латеро-капсулярного субъядер соответствуют цитохромным нейронам. Медиальное субъядро самое крупное образование в СЕ, нейроны расположены дисперсно и в нем следует выделять две части дорсальную и вентральную, состоящие из мелких, средних и крупных по размерам нейронов. Нейроны медиальной части имеют умеренно выраженную иммунореактивность. Эти нейроны соответствуют светлым нейронам медиального субъядра.

Для определения количественных параметров иммунореактивности нейронов СE, нами проведено измерение их оптической плотности. В промежуточном субъядре оптическая плотность иммунореактивных нейронов выше, чем в других субъядрах Се и составляет 3,35±0,03 у.е. Второе место по выраженности реакции занимают нейроны медиального ядра (вентральная часть), у которых оптическая плотность равна 3,08±0,01. Наименьший показатель в медиальном субъядре, а именно в дорсальной его части (2,58±0,02).

Структурно-количественный анализ нейронной организация центрального ядра

Исследование особенностей нейронной организации субъядер центрального ядра проводилось на четырех его уровнях (СE1-4), которые были выделены на основании их цитоархитектонических особенностей.

СE1 - (центральное ядро на ростральном уровне) отличается полиморфизмом составляющих его нейронов. Большинство нейронов являются длинноаксонными густоветвистыми нейронами. Для них характерно наличие крупного или среднего по размерам тела, равномерное распределение вокруг него дендритов, имеющих редкие или густые шипики. Кроме длинноаксонных густоветвистых нейронов встречаются единичные редковетвистые короткодендритные и ретикулярные нейроны. Они обладают небольшой по размеру площадью тела и их первичные дендриты слабо ветвятся и имеют редкие шипики. В латеральных зонах ядра находятся переходные формы между редковетвистыми и густоветвистыми подтипами нейронов, а в медиальных - короткоаксонные нейроны.

СE2 - в латеральных зонах представлены средние и крупные длинноаксонные густоветвистые нейроны, образующие латеро-капсулярное субъядро. Они имеют веретеновидную или полигональную форму. Дендриты отходят от разных полюсов нейрона и содержат большое число шипиков.

Подавляющее большинство нейронов промежуточного субъядра по своим характеристикам относится к длинноаксонным густоветвистым нейронам. В отличие от нейронов латеро-капсулярного ядра они имеют большее число первичных дендритов, дендриты густо покрыты шипиками. В составе ядра встречаются короткодендритные и ретикулярные нейроны, дендриты которых направлены в сторону медиального или латеро-капсулярного ядер. Кроме длинноаксонных нейронов в промежуточном субъядре наблюдаются единичные короткоаксонные клетки, характеризующиеся округло-овальной формой тела, от которого отходят 5-6 первичных бесшипиковых дендритов.

Медиальное субъядро на этом уровне образовано длинноаксонными редковетвистыми короткодендритными и ретикулярными нейронами, однако, их характеристика имеет особенности на дорсальном и вентральном участках этого ядра. Для ретикулярных нейронов дорсальной части характерно наличие толстых начальных сегментов, а прямолинейные и радиально направленные ветви дендритов имеют шипики. Вентральная часть состоит из другого типа нейронов, характеризующихся дендритами, не имеющих шипиков. Кроме ретикулярных встречаются и короткодендритные нейроны, дендриты некоторых из них подходят близко к поверхности сосудов.

СЕ3 отличается увеличением в медиальном субъядре количества длинноаксонных редковетвистых короткодендритных нейронов и уменьшением числа ретикулярных нейронов. В вентральной части медиального субъядра кроме короткодендритных наблюдаются единичные длинноаксонные густоветвистые нейроны. Преобладающим типом нейронов латерального субъядра являются длинноаксонные густоветвистые нейроны. Для них характерна мультиполярность и наличие большого количества шипиков на ветвях дендритов. Как и на уровне СЕ2 нейроны латеро-капсулярного субъядра CE3 относятся к длинноаксонным густоветвистым нейронам.

СЕ4 - медиальное субъядро на этом уровне сформировано длинноаксонными редковетвистыми короткодендритными нейронами и, по сравнению с предыдущими уровнями, в нем реже встречаются ретикулярные формы. Наряду с редковетвистыми нейронами имеют место нейроны, которые можно отнести к переходными формам. Ориентация дендритов предопределена ходом проходящих на территории СЕ волокнистых связок. Нейронный состав латерального субъядра данного уровня образован длинноаксонными густоветвистыми нейронами. Для них характерно наличие пирамидообразной формы тела, трех-четырех главных дендрита. Латеро-капсулярное субъядро описываемого уровня формируют длинноаксонные густоветвистые древовидные нейроны.

Многофакторный анализ количественных характеристик нейронов субъядер центрального ядра.

При анализе количественных характеристик нейронов возникла трудность в интерпретации полученных данных, т.к. не все характеристики имели достаточно высокую информативность. Подобные характеристики часто интерпретируются исследователем интуитивно. Однако, объективная оценка структурно-количественных характеристик нейронов возможна с помощью математического аппарата многомерного анализа, заключающегося в определении компактного набора самых информативных признаков и рассмотрении распределения нейронов в их пространстве.

Данный математический анализ мы использовали для решения следующих задач:

а) для установления наиболее устойчивых связей между параметрами нейронов;

б) для выявления независимых переменных, позволяющих классифицировать нейроны на основании их количественных показателей; в) для сопоставления результатов классификации нейронов с теми результатами, которые получены на основе критериев, разработанных Леонтович (1978); г) для выявления особенностей распределения нейронов в субъядрах центрального ядра МК.

В обрабатываемый массив данных было включено 148 нейронов. Основную часть клеток составили длинноаксонные нейроны. Короткоаксонные клетки не подвергались анализу в силу малочисленности группы.

На первом этапе, для того чтобы выявить линейную взаимосвязь между параметрами, был произведен корреляционный анализ. Он позволил определить те параметры, которые обладают системой тесных корреляций друг с другом. Такими параметрами оказались число свободных окончаний дендритов, количество узлов ветвления, общая длина дендритов. В то же время площадь сечения тела клетки и число первичных дендритов проявили относительно независимый характер варьирования.

На следующем этапе нами был осуществлен факторный анализ методом «главных компонент», позволяющим интерпретировать факторные оси как независимые «источники варьирования». Это позволило выразить многомерную информацию, содержащуюся в 13 параметрах, в виде незначительного числа более емких, внутренних характеристик системы - 4 независимых факторов, или скрытых свойства (главных компонент)- «разветвленность», «размеренность», «схема» и «площадь сечения тела» которые описывают 85 % дисперсии корреляционной матрицы.

На следующем этапе, полученные факторы с достоверно высокими факторными нагрузками легли в основу кластерного анализа, который был использован нами для получения формализованной классификации нейронов. Распределение нейронов по кластер-группам показало, что в первый кластер вошли довольно крупные нейроны, дендриты которых хорошо ветвятся. Второй кластер составили слаборазветвленные нейроны средних размеров. В третий кластер вошли клетки со слаборазветвленным дендритным деревом, занимающие значительную площадь дендритного поля.

Мы сопоставили полученные результаты кластеризации нейронов с их морфологическим описанием. Оказалось, что первый кластер нейронов на 96% составлен из крупных нейронов подкоркового типа, которые характеризуются большим числом густоветвящихся дендритов (Bd=17,62; Gd=11,42), имеющих высокую протяженность (Ld=1320,51, Rcomp=194,10) и занимающих площадь дендритного поля от 11,400 до 43,080 мкм2. Кроме того, нейроны данного кластера отличаются крупным телом (Scl=355,22). Поскольку максимальные значения параметров связаны с разветвленностью и площадью тела клетки, определяющим фактором оказался первый и четвертый.

Длинноаксонные редковетвистые короткодендритные (49%) и средние нейроны подкоркового типа (43%) составили второй кластер. Они обладают небольшим числом первичных дендритов (D=2-4), минимальным числом Ld (616,29) и Rcomp (156,61), что свидетельствует о малой протяженности дендритов и, следовательно, они занимают небольшую площадь дендритного поля (Sda=11324,57). Большинство нейронов третьего кластера (73,91%) относится к длинноаксонным редковетвистым ретикулярным нейронам. Для последних характерно наличие от трех до шести первичных дендритов, которые слабо ветвятся (Bd=9; Gd=4,96; Bd/D=2,53) и характеризуются небольшими размерами тела (Scl=282,15).

Для математического обоснования различий трех выделенных кластеров проведен сравнительный анализ количественных характеристик нейронов, который показал, что кластер-группы различаются между собой по ряду основных и производных параметров. Все кластеры достоверно отличаются друг от друга (p0,05) по числу свободных окончаний дендритов (Bd), числу узлов ветвления (Gd), показателю разветвленности ДД (Bd/D) и общей длине дендритов (Ld), то есть по тем параметрам, которые характеризуют степень разветвленности дендритов. Обнаружены статистически достоверные различия между первым и вторым, вторым и третьим кластерами по наибольшему радиусу дендритного поля (Rcomp), площади дендритного поля (Sda) и максимальному длиннику (Rmax). Кроме того, первый и второй, второй и третий кластеры различаются по числу первичных дендритов (D), а первый и третий - по площади сечения тела клетки (Scl).

Далее мы задались вопросом: существует ли какая либо закономерность в распределении каждого кластера по субъядрам центрального ядра с учетом их ростро-каудальной протяженности? Результаты изучения представительства кластеров в субъядрах получены с помощью таблиц сопряженности. Они показали, что в медиальном субъядре СЕ2 шире представлены нейроны, относящиеся ко второму (38%) и третьему кластерам (35%). В СЕ3 соотношение меняется таким образом, что 50% всех нейронов медиального субъядра относятся ко второму кластеру, и лишь 33% - к ретикулярным нейронам (III кластер). На СЕ4 в медиальном субъядре представительство II и III кластеров примерно одинакова и составляет 42% и 47% соответственно. Большинство нейронов промежуточного субъядра относятся к крупным густоветвистым нейронам, вошедшим в состав первого кластера (70%). Нейронный состав латерального субъядра СЕ3 в равной степени формируют нейроны первого и второго кластеров (по 50%), однако в СЕ4 становится больше длинноаксонных густоветвистых нейронов I кластера (60%). Преимущественное число нейронов латеро-капсулярного субъядра СЕ2 относятся к первому кластеру (72%), а соотношение третьего и второго кластеров явно в пользу последнего (22%). По мере продвижения к СЕ3, число длинноаксонных густоветвистых нейронов (I кластер) увеличивается и составляет 80% от общего числа всех представленных здесь клеток. В СЕ4 разнообразие уменьшается и субъядро образовано крупными и средними густоветвистыми нейронами и короткодендритными клетками (67% первого кластера, 33% -второго кластера).

Центральное ядро в системе регуляции репродуктивных процессов

С целью выяснения механизмов участия центрального ядра в регуляции репродуктивных процессов изучена реактивность его нейронов на колебания уровней половых стероидов в динамике эстрального цикла. Разработанная классификация субъядер центрального ядра позволила провести регистрацию формирующихся гистофизиологических сдвигов на ростро-каудальных уровнях: СE2, СE3 и СE4.

На уровне СЕ2 значимые изменения размера клеточных ядер нейронов при сравнении кариоволюметрических характеристик имеют место в вентральной части медиального субъядра (p<0,05) и в промежуточном субъядре (p<0,05).

На уровне СЕ3 значимые изменения размера клеточных ядер нейронов при сравнении кариоволюметрических характеристик на стадиях метэструса и эструса имеют место в вентральной части медиального субъядра (p<0,05) и в дорсальной части латеро-капсулярного (p<0,05).

На уровне СE4 на колебания уровней половых стероидов в динамике эстрального цикла реакции нейронов субъядер не региструется.

В центральном ядре при изучении экспрессии CART-пептида на стадии эструс нами выявлены крупные, средние и мелкие иммунореактивные нейроны. Крупные CART-позитивные нейроны определялись в промежуточном и в медиальном субъярах. У крупных нейронов иммунореактивный осадок выявлялся не только в телах, но в отходящих дентритах. Большинство нейронов субъядер СE имела средние и мелкие размеры и равномерно располагались по всей территории ядра формируя сеть с умеренной иммунореактивностью.

На стадии метаэструса в субъядрах центрального ядра экспрессия CART -пептида снижается.С целью определения уровня иммунореактивности нейронов нами проведено определение оптической плотности. Полученные результаты показали, что самая высокая иммунореактивность определяется в промежуточном субъядре, оптическая плотность CART-экспрессирующих нейронов равна на стадии эструс 3,7±0,02, на стадии метаэструс мы видим снижение иммунореактивности до 2,9±0,01 при р<0,05. В латеро-капсулярном субъядре оптическая плотность равна 2,9±0,03, в медиальном 2,7±0,02. В этих субъядрах также мы видим снижение иммунореактивности на стадии метаэструса. Наименьший показатель оптической плотности имел место в дорсальной части медиального субъядра.

Выводы

1 Передний отдел миндалевидного комплекса мозга, на территории которого находятся исследованные репродуктивные центры, представляет собой ядерно-палеокортикальный компонент мозга, в состав которого входят ядерные, палеокортикальные и межуточные формации:

а) ядерными центрами являются латеральное, базолатеральное, центральное, эндопириформное ядра и вставочные массы;

б) палеокортекс представлен пириформной корой и ядром латерального обонятельного тракта;

в) к межуточным формациям относятся переднее кортикальное ядро, медиальное ядро и передняя амигдалярная область, являющиеся репродуктивными центрами. Они находятся на территории редковетвистой нейронной системы миндалевидного комплекса мозга.

2. Нейроэндокринные нейроны репродуктивных центров на основании цитологических особенностей могут быть классифицированы:

а) на уровне световой микроскопии - на кариохромные, светлые и цитохромные;

б) на уровне электронной микроскопии - на темные (эквивалент кариохромных), светлые и светлые с развитой гранулярной эндоплазматической сетью (эквивалент цитохромных), обладающие показателями секреторной активности;

в) нейроны передней амигдалярной области и переднего кортикального ядра содержат CART-пептид.

3. Репродуктивные центры вовлечены в обеспечение обратных связей с гонадами, что проявляется:

а) изменением ультраструктурной организации нейроэндокринных нейронов в динамике эстрального цикла, свидетельствующим о повышении функциональной активности на стадии эструса и его снижением на стадии метэструса;

б) ремоделированием синапсов на фоне колебаний уровней половых стероидов, проявляющимся увеличением на стадии метэструса числа аксо-соматических и числа симметричных синапсов;

в) уровень экспрессии CART-пептида зависит от колебаний содержания в половых стероидов плазме крови в динамике эстрального цикла.

4. Регистрация электрической активности нейронов репродуктивных центров миндалевидного комплекса мозга в эксперименте, моделирующем эстральный цикл, позволила выявить:

а) выраженный эффект инъекций 17в эстрадиола в дорсомедиальном ядре при отсутствии значимых изменений в переднем кортикальном ядре. Введение 17в - эстрадиола гонадэктомированным крысам вызывало в дорсомедиальном ядре статистически значимое увеличение выраженности колебаний на ЭЭГ в ?-диапазоне (1-4 Гц, при p<0,001), и-диапазоне (4-8 Гц, при 0,001), в б-диапазоне (8-13 Гц, p<0,01) и в1 - диапазоне (13-18 Гц, p<0,05);

б) внутрибрюшинное введение 17в эстрадиола совместно с прогестероном после двух предшествующих инъекций 17в эстрадиола гонадэктомированным крысам оказывает достоверное влияние на спектральную плотность высокочастотных колебаний в в-диапазоне (18-32 Гц, при p<0,05). Отмеченный эффект имеет место при регистрации ЭЭГ из дорсомедиального и переднего кортикального ядер и выражается снижением выраженности колебаний в указанном диапазоне.

5. Детальный анализ цитоархитектоники центрального ядра миндалевидного комплекса на базе целостного подхода в анализе его структуры позволил определить его субъядерную организацию, в состав которой входят медиальное, промежуточное, латеральное и латеро-капсулярное субъядра. Их представительство имеет особенности по ростро-каудальной (CE1-CE4) оси центрального ядра:

а) CE1 -на ростральном полюсе представлен полиморфизм нейронов, большая часть из которых является цитохромными; дифференциация на субъядра отсутствует;

б) CE2 - в составе ядра определяются медиальное субъядро с дифференциацией на дорсальную и вентральную части, промежуточное, латеральное и латеро-капсулярное субъядра;

в) CE3 - CE4 содержат медиальное, латеральное и латеро-капсулярное субъядра.

6. Классификация нейронов центрального ядра, проведенная на базе математического аппарата многофакторного анализа с учетом его субъядерной организации, показала наличие в его составе трех основных групп нейронов (кластеров), отражающих их эволюционно-морфологические и структурно-функциональные характеристики:

а) густоветвистых нейронов подкоркового типа, обладающих показателями широких интегративных возможностей (первый кластер) с преимущественной локализацией в латеральном и латеро-капсулярном ядрах;

б) редковетвистых короткодендритных и переходных от редковетвистых к густоветвистым нейронам (второй кластер), расположенных преимущественно в медиальном субъядре и вовлеченных в обеспечение нейроэндокринных взаимодействий;

в) длинноаксонных редковетвистых ретикулярных нейронов (третий кластер), формирующих сетевидную матрицу нервной ткани.

7. Исследование цитологии нейронов центрального ядра миндалевидного комплекса на светооптическом и ультраструктурном уровнях показало, что они обладают характеристиками нейроэндокринных (с показателями секреторной активности) и классических нейронов. Выявлена концентрация нейроэндокринных нейронов в медиальном и промежуточном субъядрах.

8. Медиальное, промежуточное и латеро-капсулярное субъядра центрального ядра миндалевидного комплекса вовлечены в обеспечение обратных связей с гонадами:

а) сравнительный анализ кариоволюметрических характеритик нейронов на стадиях эструса и метэструса выявил значимые различия, при этом на стадии эструса размер клеточного ядра увеличивается, на стадии метэструса - уменьшается;