Морфологические особенности нейронов переднетеменной коры головного мозга белых крыс под воздействием свинца

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мордовский государственный педагогический институт им. М.Е. Евсевьева

Морфологические особенности нейронов переднетеменной коры головного мозга белых крыс под воздействием свинца

Комусова О.И., Шубина О.С.

Введение

Одной из ведущих проблем в биологии и медицине является изучение антропогенного воздействия тяжелых металлов на состояние здоровья человека и животных. Известно, что свинец относится к ядам политропного действия. По мнению многих авторов, первой на интоксикацию свинца реагирует нервная система, в частности головной мозг [2, с.696, 3, с.44-45, 4, с. 70-73]. В тоже время, выяснение изменений микроскопического строения коры головного мозга под воздействием тяжелых металлов остается по-прежнему актуальным и требует дальнейшего исследования [1, с.547, 5, р. 233-240].

Целью исследования явилось изучение морфологических особенностей нейронов переднетеменной коры головного мозга белых крыс под воздействием ацетата свинца.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились на 50 белых беспородных половозрелых крысах-самцах массой 200-250 г. Контрольную группу составили 25 животных, находившиеся на общем режиме вивария. Опытную группу составили 25 животных, находившиеся на общем режиме вивария и получавших в течении 7 дней перорально ацетат свинца Pb(CH₃COOH)₂ x 3H₂O в дозе 45 мг/кг/ сутки.

Животные забивались путем декапитации под наркозом смеси эфира с хлороформом (1:1) с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) и Хельсинской декларации, и в соответствии с требованиями правил проведения работ с использованием экспериментальных животных.

Материалом для исследования служили участки коры головного мозга крыс, в переднетеменной области.

Для получения материала с полости черепа ножницами срезали кожно-мышечные покровы, обнажая костную ткань, затем щипцами «откусывали» шейные позвонки и затылочную кость, снимали ее. Подводя браншу кусачек (щипцов) под крышу черепа сбоку, откусывали теменно-височные кости с обеих сторон и снимали их. Открытый таким образов головной мозг приподнимали со стороны лобных долей кверху, перерезали зрительный тракт, поднимали мозг еще выше, подрезали с обеих сторон твердую мозговую оболочку, покрывающую мозжечок, и вынимали головной мозг, перерезая спинной мозг в шейном отделе. Разрезая оболочки, освобождали из ложа орган, взвешивали и опускали в банку с фиксатором [2, с.696, 3, с.44-45].

Фиксацию мозга осуществляли 10% раствором формалина, приготовленном на 0,2 М фосфатном буфере и смесью Карнуа. При отсутствии макроскопически видимых повреждений органа делали продольный срез на уровне продолговатого мозга. Изготовление срезов осуществляли путём резки блоков, залитых в парафиновые среды. Парафиновые срезы толщиной 4-5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином для обзорных целей, а для изучения цитоархитектоники - метиленовым синим по Нисслю. Исследования гистопрепаратов проводилось с помощью цифрового микроскопа MT 4000 Series Biological Microscope с программным обеспечением для анализа изображений «Bio Vision Version 4.0». Фотосъемку препаратов производили с помощью встроенной камеры при увеличении 10Ч10, 10Ч40, 10Ч100. Разрешение полученных изображений 1280 Ч 1024.

Результаты исследования и их обсуждение

При цитологическом исследовании неокортекса как в контрольной, так и в опытной группе были обнаружены 6 слоев нервных клеток располагающиеся в следующем порядке: 1. Молекулярный; 2. Наружный зернистый; 3. Наружный пирамидный; 4. Внутренний зернистый; 5. Внутренний пирамидный; 6. Полиморфный (рис. 1).

головной мозг свинец нейрон

Рис. 1. Кора больших полушарий головного мозга крыс (контроль), содержащая 6 слоев нервных клеток. Окраска гематоксилином и эозином. Стрелками обозначены слои нервных клеток (снизу вверх: 1 - молекулярный; 2 - наружный зернистый; 3 - наружный пирамидный; 4 - внутренний зернистый; 5 - внутренний пирамидный; 6 - полиморфный). Ув. 10Ч10.

Проведенные исследования показали различия морфологического строения нейронов коры головного мозга белых крыс контрольной и опытной групп.

В контроле молекулярный слой коры содержит небольшое количество мелких ассоциативных клеток вытянутой формы. Основной объем этого слоя составляют отростки, располагающиеся горизонтально, Цитоплазма клетки имеет мелкозернистую структуру, за счет присутствующего в ее составе белка (рис. 2).

При воздействии ацетата свинца перикарионы молекулярного слоя расположены в виде коротких «цепочек». Слой отличается мелкопористой структурой, цитоплазма клеток равномерно распределена (рис. 3.).

Наружный зернистый слой в норме образован нейронами, имеющими округлую и пирамидальную форму. Нейроны содержат ядра слегка вытянутой или овальной формы. Цитоплазма клетки имеет крупнозернистую структуру. Клетки расположены плотно, образуя четко отделяющийся слой (рис. 4).

В опытной группе наружный зернистый слой представлен крупными овальными клетками. Перикарионы расположены близко друг к другу, и практически не имеют межклеточного пространства. Обнаружено значительное увеличение некротизированных или «тающих» нейронов (рис. 5).

Наружный пирамидный слой контрольной группы представлен немногочисленными пирамидными нейронами конической формы. Нейроны содержат мелкие ядра, имеющие округлую форму. Цитоплазма клеток имеет гладкую, незернистую структуру (рис. 6).

В опыте с ацетатом свинца наружный пирамидный слой представлен пирамидными клетками, располагающимися короткими «цепочками». Ядра мелкие, чаще прилежат к оболочке клетки. Структура слоя неоднородная (рис. 7).

Внутренний зернистый слой в норме содержит мелкие звездчатые клетки, зернистые клетки, а так же мелкие пирамидные клетки. Ядра перикарионов округлой формы, имеют четко выраженную структуру. Цитоплазма в клетке распределена равномерно, без крупных белковых включений (рис. 8).

При исследовании внутреннего зернистого слоя опытной группы животных отмечено уменьшение количества клеток, изменение формы нейронов на овальную и увеличение их размеров. Структура слоя неоднородная, с многократными «разрывами» (рис. 9).

Внутренний пирамидный слой контрольных животных представлен крупными нейронами (клетки Беца, клетки Мейнерта) и небольшим количеством звездчатых клеток.

Клетки Беца имеют крупные ядра, их цитоплазма не содержит включений. От тела клетки в выше лежащие слои из вершины пирамиды выходит длинный апикальный дендрит, сбоку и от основания перикариона отходят другие более короткие дендриты. От основания пирамиды в белое вещество уходит аксон.

Клетки Мейнерта - достаточно крупные нейроны, локализованные на протяжении всего V слоя коры полушарий. Клетки имеют пирамидную форму, их ядра относительно крупные округлые. По сравнению с клетками Беца Клетки Мейнерта лишены крупных апикальных и боковых дендритов. Перикарионы звездчатых нейронов имеют округлую, полигональную или треугольную форму (рис. 10).

Внутренний пирамидный слой переднетеменной коры больших полушарий опытной группы представлен клетками отличающимися значительно меньшими размерами от таковых у контрольной группы. Цитоплазма клеток имеет ровную структуру, с небольшим количеством включений. Ядра клеток занимают практически все пространство клетки. Структура слоя неоднородная, обнаруживаются единичные кистозные образования овальной формы, распространенные по всей толще слоя (рис.11).

В контроле полиморфный слой образован множеством нейронов различной величины и формы, а так же некоторым количеством пирамидных и зернистых нейронов (рис.12). Клетки располагаются цепочками. Пирамидные нейроны имеют слегка вытянутую форму с заметными удлинениями. Ядра небольшие с ровной структурой. Зернистые нейроны имеют округло-угловатую форму. Цитоплазма с крупными белковыми включениями, придающими зернистость внутреннему содержимому клетки. Ядра клеток вытянутые.

В полиморфном слое также встречались нейроны овальной формы (ОН) с небольшим апикальным отростком. Контуры клеток ровные, цитоплазма имеет пористую структуру, ядра относительно мелкие.

Структура полиморфного слоя опытной группы содержит многократные разрывы. Нейроны располагаются «цепочками», большая часть представлена «темными» гиперхромофильными перикарионами. В структуре слоя отмечаются многократные кистозные образования, овальной формы (рис.13, 14).

Рис. 14. Полиморфный слои коры больших полушарий. Стрелкой обозначено кистозное образование (КО). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 40Ч10.

Таким образом, проведенные исследования позволили описать морфологические особенности клеточного состава слоев переднетеменной коры головного мозга крыс-самцов в норме и при воздействии ацетата свинца.

Список использованных источников

1. Иммунотоксичность солей металлов и защитная роль эпифизарных факторов / Э.Б. Арушанян, К.С. Эльбекьян // Биомедицинская химия. 2010. - Т. 52, № 6. - С. 547-555.

2. Морфохимические особенности нейронов гиппокампа крыс, различающихся по поведению / Л.М. Герштейн, И.М. Корнева, В.И. Рахманова // Бюл. эксперим. биологии и медицины, 2007. - Т. 144. - №12. - С. 696-698.

3. Сравнительно-анатомическое исследование морфометрических параметров черепа, головного мозга и мозжечка у беспородных белых крыс / В.Ю. Калюжка, М.А. Маркевич // Хаб. гос. ун-тет. - Хабаровск, 2013. - С.44-45.

4. Шипотько, А. О. Свинец в организме животных и человека // Гигиена и санитария. - 1993. № 8. - С. 70-73.

5. Chronic encephalopathies induced by mercury or lead: Aspects of underlying cellular and molecular mechanisms / L. Ronnback, E. Hansson // Br. J. Ind. Med. - 1992. - V. 49. - №4. - P. 233-240.

Размещено на Allbest.ru