СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕЙРОЭНДОКРИННЫХ НЕЙРОНОВ МИНДАЛЕВИДНОГО КОМПЛЕКСА МОЗГА НА СТАДИИ ДИЭСТРУС

Ахмадеев А.В. Калимуллина Л.Б. Дана характеристика цитологических особенностей нейронов дорсомедиального ядра миндалевидного комплекса мозга (МК) на стадии диэструс. Полученные результаты сравниваются с ранее полученными на стадиях эструс и метэструс. Они показывают, что функциональное состояние нейроэндокринных нейронов этого ядра МК меняется в зависимости от уровней половых стероидов. Статья в формате PDF 212 KB

В предыдущих сообщениях [1,5] было дано описание нейроэндокринных нейронов МК, впервые выявленных нами на его территории, а также приведены сведения о происходящих в них перестройках между стадиями эструс и метэструс эстрального цикла. Полученные результаты позволили высказать предположение о наличии гормон-зависимой реверсии в структурно-функциональной организации нейроэндокринных нейронов, происходящей под влиянием половых стероидов. Для уточнения высказанного предположения, мы провели изучение характеристик нейронов дорсомедиального ядра (Med) на стадии диэструс.

Материал и методы. Исследования проведены на 15 самках крыс половозрелого возраста линии Вистар, весом тела 200-250 г с регулярным эстральным циклом. Стадии эстрального цикла определяли по цитологической картине влагалищных мазков. Животных декапитировали на стадии диэструс. Для изучения цитологических характеристик нейронов при световой микроскопии мозг 7 крыс фиксировали в 10% -ном формалине, заливали в парафин и готовили 7-10 мкм. фронтальные срезы, которые окрашивали по Эйнарсону на нуклеиновые кислоты. Число «темных» и «светлых» клеток в Med подсчитывали в пяти полях зрения у каждого животного. Материал для электронно-микроскопического исследования был взят у 3 крыс и обработан по стандартной методике. 3Н-уридин (удельная радиоактивность 28 Ки/мМ) вводили внутрибрюшинно в дозе 160 МБк/г 5 крысам за один час до фиксации материала. Интенсивность включения изотопа оценивали по числу зерен восстановленного серебра на единицу площади объекта (100 μ2) в десяти полях зрения с учетом фона вне среза.

Результаты. Изучение цитологических характеристик нейронов Med в препаратах, окрашенных на нуклеиновые кислоты по Эйнарсону, и подсчет количества «темных» и «светлых» клеток на стадии диэструс показал, что на долю «светлых» клеток приходится 48-52 %.

Опираясь на особенности ультраструктуры нейронов, отражающих их функциональную активность, мы пришли к выводу, что состояние определенной части нейронов Меd (примерно 23%) может быть определено как состояние «умеренной активности». Оно характеризуется появлением в ядрах признаков транскрипционной активности: перихроматиновых фибрилл, очаговых скоплений перихроматиновых и интерхроматиновых гранул. Ядрышко обогащено гранулярным компонентом, но размеры его увеличены незначительно. Ядерные мембраны гладкие, не имеют инвагинаций и выбуханий. На наружной ядерной мембране определяется большее число рибосом. При этом ядро остается светлым, в то время как цитоплазма за счет увеличения числа канальцев гранулярной цитоплазматической сети, нарастания числа прикрепленных и свободных рибосом, полисом, гипертрофии темных митохондрий, становится умеренно электронно-плотной. Это проявляется осмиофилией цитоплазмы, которая становится темной на фоне светлого нейропиля и светлого ядра клетки.

Ультраструктура такой же части нейронов Меd (23%) на стадии диэструс отражает состояние «повышенной функциональной активности». Оно характеризуется содержанием больших количеств гранулярного материала в кариоплазме и ядрышке, при этом последнее увеличивается в размерах. Можно видеть явления рассеивания с поверхности ядрышка осмиофильного гранулярного материала. При этом в некоторых нейронах скопления РНП-частиц формируют компактные скопления недалеко от ядрышка, отделяясь от него небольшим щелевидным пространством. При этом ядрышко со скоплением РНП-частиц формирует фигуру наподобие увеличенной в размере «нативной» рибосомы. В участках рыхлого расположения интерхроматиновых гранул могут выявляться и перихроматиновые фибриллы. Перинуклеарное пространство расширяется, число и размеры ядерных пор увеличиваются. На поверхности ядра формируются многочисленные складки. Наблюдается очаговое расширение канальцев цитоплазматической сети, которые преобразуются в цистерны. Число прикрепленных рибосом на поверхности их мембран уменьшается, а число свободных рибосом и полисом возрастает. Увеличивается число гипертрофированных темных митохондрий во всех зонах клетки. Заметна гипертрофия комплекса Гольджи. Секреторные гранулы находятся около комплекса Гольджи или около плазматической мембраны в наружных зонах клетки. Цитоплазма этих нейронов выглядит более осмиофильной по сравнению с ядром клетки и окружающим ее нейропилем.

«Темные» клетки», количество которых составляет на стадии диэструс около 26%, выглядят электронноплотными. Это обусловлено наличием в ядре больших количеств гранулярногого материала, осмиофильной пылевидной субстанции, участков гетерохроматина. Ядрышко в таких клетках может быть рыхлым, увеличенным в размере с хорошо различимым гранулярным и фибриллярным компонентом, либо уменьшенным в размере, плотным, компактным. Возможно среди нейронов, находящихся на этой стадии могут быть выделены разновидности, что требует их дальнейшего изучения. В перикарионе «темных» клеток обращают на себя внимание резко расширенные цистерны цитоплазматической сети, между которыми лежат скопления полисом и свободных рибосом. Комплекс Гольджи достигает высокого уровня развития, локализуется в перинуклеарной зоне, около него определяется формирование секреторных везикул. Много гипертрофированных митохондрий, среди которых могут быть и светлые. Высокая осмиофилия цитоплазмы экранирует лизосомы и элементарные нейросекреторные гранулы, которые в небольшом количестве лежат в различных зонах цитоплазмы.

На стадии диэструса 23% нейронов имеют функциональное состояние, которое можно условно обозначить как стадию «покоя». Для них было характерно наличие светлого, богатого эухроматином клеточного ядра с расположенным в центральных зонах компактным ядрышком, небольших скоплений гетерохроматина. В цитоплазме представлены узкие канальцы гранулярной цитоплазматической сети, умеренное количество темных митохондрий, комплекс Гольджи, первичные лизосомы, небольшие скопления полисом и отдельные элементарные нейросекреторные гранулы, диаметр которых варьировал от 50 до 200 нм.

В автографах Med белых крыс, которым был введен 3Н-уридин, зерна восстановленного серебра обнаруживали преимущественно в ядрах нейронов и реже (иногда) - в цитоплазме. Подсчет зерен серебра на единицу площади объекта с учетом фона вне среза показал, что у крыс на стадии диэструс он равен 8,62 + 0,13. Сравнение вариационных рядов групповых средних, отражающих интенсивность включения изотопа на стадиях диэструс, эструс и метэструс показало, что выявившиеся различия являются статистически незначимыми.

Обсуждение. Наличие рецепторов к половым стероидам в нейронах Med предопределяет изменение их функциональной активности в ответ на колебания уровней этих гормонов, имеющее место в эстральном цикле.

Изучение нейронов Med в препаратах, окрашенных на нуклеиновые кислоты по Эйнарсону, и подсчет количества «темных» и «светлых» клеток на стадии эструса, метэструса [1] и диэструса показали, что при смене стадий эстрального цикла изменяется их соотношение. Так на стадии диэструс доля светлых клеток составляет 48-52%, эструс - 60-62%, метэструс 38-42%. Электронно-микроскопический анализ нейронов Меd в целом подтвердил данные, полученные с помощью светового микроскопа, хотя часть клеток воспринимаемых на светооптическом уровне как «темные» или «светлые» отошла в разряд переходных. Можно полагать, что нейроны Med под влиянием гормональных факторов способны возвращаться в некое исходное состояние, для того чтобы вновь его изменить в следующую фазу эстрального цикла, т.е. имеет место явление реверсии, широко представленное среди нейросекреторных клеток [3].

Часть нейронов Med, по-видимому, или не реагируют на колебания уровней половых стероидов (вследствие временной десенсибилизации к действию гормонов), или реагируют асинхронно. Предполагать последнее позволяют сведения о гетерогенности эстрогенных рецепторов, в составе которых выделено два подтипа: эстрогенные рецепторы a-типа и b-типа [12]. Показано, что их биологическое значение существенно различается: если рецепторы субтипа a способны, формируя гормон-рецепторные комплексы, оказывать активизирующее действие на транскрипционные процессы в клетке, то субтипа b - ингибирующее [4,11].

Приведенные выше характеристики «темных» и «светлых» клеток, показывающие наличие различий в их состоянии могут быть объяснены на основании механизма действия половых стероидов на геном клетки [6]. Известно, что эти гормоны легко проникают в клетку и связываются со специфическими рецепторами в цитоплазме, формируя гормон-рецепторные комплексы. Ядерная транслокация гормон-рецепторных комплексов вызывает активацию генома вследствие их взаимодействия с акцепторными местами хроматина. Можно предполагать и изменение состояния ядерного матрикса, зная что биосинтез РНК происходит в непосредственной связи с ним [10], а также реальность амплификации рДНК, позволяющей объяснить быстрое нарастание числа рибосом в метэструсе [2]. Все это обеспечивает интенсивный синтез белка в клетке, идущего на создание необходимого пула цитозольных рецепторов, представляющих собой гидрофильные белки, а также других веществ, обладающих свойствами секретов - аргинин-вазопрессина, энкефалина, субстанции Р, катехоламинов [7,8,11,13].

Можно полагать, что в стадию эструс под влиянием пиковых концентраций эстрадиола и лютеинизирующего гормона происходят начальные процессы активизации генов [9], экспрессия которых проявляется в стадию метэструса повышением активности белоксинтезирующего аппарата клетки. На стадии диэструс, когда концентрация эстрогенов в сыворотке крови находится на низком уровне, активность трансляционных процессов стихает и нейроны «входят» в состояние «покоя».

Полученные нами результаты по авторадиографии показали, что интенсивность включения 3Н-уридина в нейроны Меd на стадии диэструс была больше по сравнению со стадией метэструс и меньше, чем на стадии эструс. Выявившиеся различия оказались статистически не достоверными.

Авторы приносят свою благодарность зав. кафедрой гистологии Военно-медицинской Академии проф., д.б.н. Р.К.Данилову за помощь в проведении авторадиографических исследований.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Ахмадееев А.В., Калимуллина Л.Б. //Цитология. - 2005. - Т. 46, - № 5. С.45
  2. Бельков В.В. //Генетика. - 1982. - Т.18. - № 4. С. 529.
  3. Гарлов П.Е. //Цитология. - 2002. - Т. 44. - №8. - С. 747.
  4. Ишунина Т.А., Должиков А.А., Гриневич В.В. //Успехи физиол. наук. - 2001. - Т. 3. - №21. - С.48.
  5. Калимуллина Л.Б. и др. //Цитология. - 2000. - Т. 42. №4. - С. 343.
  6. Розен В.Б. В кн.: Физиология гормональной рецепции. - 1986. - Л. Наука. - С.5.
  7. Чепурнов С. А., Чепурнова Н.Е. Нейропептиды и миндалина. - М.: Изд-во МГУ. - 1985. - 128с.
  8. Asmus S., Neuman S.//J. Neurobiol. 1994.V.25. P.156.
  9. Fannon S.A., Vidaver R.M., Marts S.A. //J. Appl. Phys: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology. 2001.V.91. P.854.
  10. Jackson D.A., Cook P.R. //EMBO J. 1985.V.4. P.919.
  11. Isgor C.et al. //Brain Res.Mol. Brain Res. 2002. V.106. P.30.
  12. Kuiper G.G.J.M. et al. //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. V. 93. P.5925.
  13. Plumari L. et al. //J.of Neuroendocr. 2002.V.14.P. 971.





В ОПЕК думают о Омске

28 сентября в Омске многое изменится. Рассматривая вопрос о вступлении России в ОПЕК, страны картеля решили открыть свое представительство именно в Омске, на улице Хершиной. Михаил Юрьевич Зурабов, как официальный представитель Администрации Президента, высоко оценил этот шаг, а Игорь Жук , будущий глава представительства, пообещал как можно более выгодные результаты для обеих сторон.