На основании обширных исследований по функциональной морфологии и нейроэндокринологии миндалевидного комплекса (МК) мозга крысы, впервые на его территории были выявлены зоны полового диморфизма (ЗПД), одной из которых является дорсомедиальное ядро [Med, 1]. Исследование активности ферментов, обеспечивающих превращение тестостерона в эстрадиол (ферментов ароматазного комплекса) и в 5-α-восстановленные метаболиты (фермента 5-α--редуктазы) позволило показать, что формирование ЗПД происходит в критическом периоде половой дифференциации мозга [1,6].
В исследованиях по гистофизиологии Med показано, что его нейроны реагируют изменением своих кариоволюметрических показателей на гонадэктомию и в динамике эстрального цикла [1], что хорошо объяснимо на основании данных о наличии у нейронов ЗПД рецепторов к половым стероидам [5,7,8]. Установлено, что колебание уровней гормонов в динамике эстрального цикла влияет на связывание нейронами 3Н-эстрадиола на территории заднего отдела МК [2]. В составе Med у самок крыс выявлены нейроэндокринные нейроны и описана их ультраструктура [3]. Также обнаружены показатели гормон-зависимой реверсии в структурно - функциональной организации нейроэндокринных нейронов в динамике эстрального цикла [4]. Однако, у самцов крыс, хотя наличие нейроэндокринных нейронов в Med и предполагается, их структурно-функциональные характеристики только начинают изучаться.
Целью работы являлось сравнительное изучение нуклеиново-кислого обмена в нейронах Med у самцов и самок крыс с регулярным эстральным циклом.
Материал и методы. Исследования проведены на 35 крысах (25 самок и 10 самцов) половозрелого возраста линии Вистар, весом тела 200-250 г. Регулярность эстрального цикла (ЭЦ) достигалась созданием оптимальных условий содержания в отношении светового дня, температуры помещений, использования феромонов самцов. Стадии ЭЦ определяли по цитологической картине влагалищных мазков. Самцов и самок крыс (на стадии эструса, метэструса и диэструса) декапитировали с соблюдением правил работы с лабораторными животными. Для изучения цитологических характеристик нейронов головной мозг фиксировали в 10% -ном формалине, заливали в парафин и готовили 7-10 мкм фронтальные срезы, которые окрашивали галлоцианином с хромовыми квасцами по Эйнарсону на нуклеиновые кислоты. Число «темных» и «светлых» клеток в Med подсчитывали в пяти полях зрения у каждого животного. 3Н-уридин (удельная радиоактивность 28 Ки/мМ) вводили внутрибрюшинно 15 животным (5 самцов и 10 самок) в дозе 160 МБк/г за один час до фиксации материала. Для световой микроскопии кусочки МК фиксировали 12 ч в смеси формалин-спирт-ледяная уксусная кислота в холодильнике. Готовили парафиновые срезы толщиной 5 мкм, депарафинировали их и покрывали фотоэмульсией типа ПР-2М с экспозицией 1 месяц. После проявления и фиксации автографов препараты окрашивали гематоксилином с эозином. Интенсивность включения изотопа оценивали по числу зерен восстановленного серебра на единицу площади объекта (100 μ2) в десяти полях зрения с учетом фона вне среза. Статистическую обработку проводили с использованием программы «Statistica 5.5».
Результаты. Дорсомедиальное ядро (Med) занимает самую дорсальную по сравнению с другими двумя ядрами палеоамигдалы позицию, имеет наибольшую плотность упаковки нейронов, форма и размеры нейронов достаточно однородны. Оно находится около стенки бокового желудочка.
Изучение цитологических характеристик нейронов Med в препаратах, окрашенных на нуклеиновые кислоты по методике Эйнарсона, показало, что нейроны имеют различную по интенсивности окраску. Часть нейронов была интенсивно окрашена в темно-синий цвет, при этом краситель часто экранировал клеточное ядро и выявлялись только общие контуры «темных» клеток. Другая часть нейронов - «светлые» - была окрашена бледно, в таких клетках можно было видеть светлое округлое ядро, компактное ядрышко и умеренно (по интенсивности) окрашенную цитоплазму. Встречались также нейроны со светлым ядром, но интенсивно окрашенной цитоплазмой. Подсчет количества «темных» и «светлых» клеток в Med у самцов показал, что на долю «светлых» клеток в среднем по всей территории ядра приходится 41-45%. На стадии диэструс доля светлых клеток составляет 48-52%, эструс - 60-62%, метэструс 38-42%. Суммарно (на всех изученных стадиях ЭЦ процент светлых клеток у самок составил 48-52%. Это больше соответствующего показателя у самцов.
В автографах Med белых крыс зерна восстановленного серебра обнаруживали преимущественно в ядрах нейронов и реже (иногда) - в цитоплазме. Большую интенсивность имела метка в эндотелии сосудов и прилежащих к ним нейронах. Подсчет числа зерен серебра на единицу площади объекта с учетом фона вне среза показал, что у самцов крыс в перивентрикулярной зоне оно равно 10,32+0,77, в центральной - 10,27+0,86 и в краевой - 8,50+0,05. Сравнение вариационных рядов групповых средних, отражающих интенсивность включения изотопа в трех исследованных зонах показало, что в краевой зоне она резко снижается по сравнению с перивентрикулярной и центральной зонами (р<0,01).
Подсчет зерен серебра на единицу площади объекта с учетом фона вне среза показал, что у крыс на стадии эструс он равен 10,45+0,89, метэструс - 8.29+0,27. Сравнение вариационных рядов групповых средних, отражающих интенсивность включения изотопа в двух исследованных группах показало, что выявившиеся различия являются статистически значимыми (р<0,01). На стадии диэструс тождественный показатель равен 8,62 + 0,13. Сравнение вариационных рядов групповых средних, отражающих интенсивность включения изотопа на стадиях диэструс и эструс, а также диэструс и метэструс показало, что выявившиеся различия являются статистически незначимыми (p>0,05).
Интенсивность включения изотопа в среднем на территории Med равна у самцов 9,69+0,6, у самок - 9,27+0,56 (суммарно по двум стадиям - эструса и метэструса). Сравнение средних численных характеристик вариационных рядов, отражающих число меток в нервной ткани Med у самцов и самок показал, что значимых различий между ними не существует (p=0,12). Однако, различия были достоверными при сравнении показателей интенсивности включения изотопа у самцов и самок на стадии метэструса (p<0,05) и недостоверными при сравнении показателей, характеризующих число зерен серебра в нервной ткани Med на стадии эструса и самцами (p=0,315).
Обсуждение. Миндалевидный комплекс (МК) вовлечен в центральные механизмы регуляции широкого круга физиологических процессов, начиная от деятельности отдельных органов и систем до целостных поведенческих актов, определяющих адаптацию организмов, их пищевое и половое поведение. Важна роль МК в модуляции деятельности нейроэндокринной системы, при этом сам МК испытывает влияние половых стероидов через рецепторы, выявленные на его территории [1].
Полученные результаты показывают, что нейроны Med у крыс различаются по интенсивности окраски на нуклеиновые кислоты, что отражает изменение содержания в них рибонуклеопротеидов, а, следовательно, и сдвиги в функциональном состоянии. Данные авторадиографического исследования с использованием 3Н-уридина свидетельствуют о том, что интенсивность включения изотопа выше в тех зонах Med, которые прилежат к стенке бокового желудочка (как у самцов, так и самок крыс). Средние величины, характеризующие интенсивность нуклеино-кислого обмена в ткани Med, близки у самцов и самок крыс. Однако, близость изученных показателей у самцов и самок на стадии эструса позволяет предполагать, что у самцов состояние гормонального фона характеризуется высокими значениями андрогенов и гонадотропинов.
Автор 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 Гранта Президента РФ МК1643.2005.4
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Акмаев И.Г., Калимуллина Л.Б.. Миндалевидный комплекс мозга: функциональная морфология и нейроэндокринология. 1993. М.: Наука, 269 с.
- Асрибекова М.К., Калимуллина Л.Б. //Бюлл. эксп. биол. и мед. 1989. Т.107, №. 10, С.748.
- Ахмадеев А.В. и соавт. //Бюлл. эксп. биол. и мед., 1999, Т.128, № 10, C.466
- Ахмадеев А.В., Калимуллина Л.Б. «Темные» и «светлые» клетки миндалевидного комплекса в динамике эстрального цикла.//Цитология, 2004, Т. 46, № 5, С.45.
- Sato M., Moria Y., Kiyama H., Noguchi K. //Neurosci. Res. 1987. V.5, P.131.
- Shinoda K, M. Nagano Y. Osawa. //The Journal of Comp. Neurology 1994. V.343, P 113.
- Takeshita H.//Yonago acta med. 1976, V.20, P.125.
- Vreeburg J.T.M., Schrethlen P.J.M., Baum M.J.//Endocrinology. 1975, V.97.P. 969.