Cтруктурные показатели мотонейронов передних рогов спинного мозга в динамике холестаза у крыс

Введение. В последние годы особенно актуальной в изучении патологии гепатобилиарной системы становится проблема влияния её дисфункций на другие органы и системы, и поиск средств, профилактики и предотвращения этих нарушений без существенного вмешательства в деятельность организма. В условиях холестаза отмечаются функциональные и морфологические изменения в ЦНС, поэтому выяснение особенностей изменения различных её областей, как отклика на данное патологическое воздействие, является актуальной биомедицинской проблемой [1]. Вместе с тем, исследований, посвященных изучению морфометрических показателей мотонейронов спинного мозга при холестазе в литературе нет.

Патологический процесс начинается с патохимических и молекулярных изменений в структурах, эти изменения играют роль первичных эндогенных механизмов развития патологии – они сами по себе не имеют клинического выражения, а получают это выражение, реализуясь через вызываемые ими патофизиологические механизмы нарушений функций [2]. Структура является главенствующей в запуске всякой болезни, отсюда установление механизмов морфологических и функциональных изменений организма к патологическим воздействиям является главной проблемой современной экспериментальной биологии и медицины [3].

Цель исследования – установить структурные изменения мотонейронов спинного мозга в динамике полного подпечёночного холестаза у крыс.

Объект и методы исследования. В работе использован материал от 80 беспородных белых крыс-самцов массой 200±25 г. Крысам опытной группы производили перевязку общего желчного протока на 3-5 мм ниже слияния долевых протоков под эфирным наркозом. Крысам контрольной группы проводили ложную операцию: им делали все те же манипуляции, что и опытной группе только проток не перевязывали, т.е. имел место физиологический ток желчи на протяжении всего эксперимента.

Животных содержали в стандартных условиях вивария на полноценном рационе. Соблюдалась идентичность содержания контрольных и опытных животных для исключения вероятностных влияний окружающей среды.

Исследованию подвергали латеральную и медиальную группы мотонейронов передних рогов спинного мозга, поскольку они являются самыми большими клетками и наблюдаемая в клинике неврологическая симптоматика зависит от их деятельности.

Кусочки исследуемых участков спинного мозга, предварительно обработав парами азота, погружали в жидкий азот (-196 0С), а затем в криостате (Leica CM 1840, Германия) (-15 0С) из них готовили серийные срезы толщиной 20 мкм. Материал для оценки количественного и качественного состояния мотонейронов латерального и медиального ядер передних рогов спинного мозга цитологическими, гистологическими, гистохимическими, морфометрическими методами исследования от контрольных и опытных животных монтировали одним блоком. Это позволяло делать срезы одинаковой толщины и проводить обработку исследуемых материалов в идентичных условиях. Полученные препараты изучали параллельно с помощью светового микроскопа.

Определяли размеры (диаметр, периметр, площадь, объем) и форму – фактор элонгации (аspect) – отношение максимального и минимального диаметров и форм-фактор (сirculaty) – отношение 4-х площадей к периметру в квадрате мотонейронов латерального и медиального ядер передних рогов спинного мозга крыс.

Полученные цифровые данные морфометрических исследований анализировали методами непараметрической статистики с использованием лицензионной компьютерной программы «Statistica 6.0 for Windows». Значимыми считали различия между контрольными и опытными группами при р<0,05 (U-критерий Манна-Уитни, по тексту – медиана и интерквартильный размах (Me±IQR).

Результаты и их обсуждение. Изучение морфометрических показателей в нейронах латерального и медиального ядер передних рогов спинного мозга крыс в динамике экспериментального подпечёночного холестаза (2, 5, 10, 20, 45, 90 суток) показало развитие значительных изменений всех изученных морфометрических показателей мотонейронов. Первые изменения определяются на вторые сутки эксперимента.

Для перикарионов нейронов медиального ядра спинного мозга статистически достоверным является уменьшение малого радиуса на 6,3% (Z=2,71; р=0,01), увеличение фактора элонгации на 0,6% (Z=-2,14; р=0,03). Ядра нейронов данной структуры передних рогов характеризуются уменьшением фактора элонгации на 1,6% (Z=2,00; р=0,05).

Перикарионы клеток латерального ядра спинного мозга статистически достоверно реагируют уменьшением площади на 3,7% (Z=2,00; р=0,05). Ядра нейронов данного ядра передних рогов спинного мозга крыс характеризуются уменьшением малого радиуса на 4,1% (Z=2,14; р=0,03).

Стаз в течение 5 суток способствует увеличению большого радиуса на 13,4% (Z=-3,00; р=0,003) в перикарионах нейронов медиального ядра спинного мозга, увеличению объёма на 19,1% (Z=-3,00; р=0,003), увеличению фактора элонгации на 2,9% (Z=-2,43; р=0,02), увеличению площади на 8,0% (Z=-2,29; р=0,02). Ядра нейронов данной структуры передних рогов характеризуются увеличением площади на 5,5% (Z=-2,29; р=0,02), увеличением фактора элонгации на 14,2% (Z=-3,00; р=0,003), увеличением малого радиуса на 5,1% (Z=-3,00; р=0,003), увеличение периметра на 7,2% (Z=-3,00; р=0,003) и уменьшением форм фактора на 6,9% (Z=3,00; р=0,003).

В перикарионах клеток латерального ядра спинного мозга в течение 5 суток эксперимента статистически достоверным является увеличение площади на 8,9% (Z=-3,00; р=0,003), увеличение фактора элонгации на 9,9% (Z=-2,86; р=0,004), увеличение периметра на 4,7% (Z=-2,43; р=0,02), увеличение форм-фактора на 6,06% (Z=-2,29; р=0,022), уменьшение большого радиуса на 4,7% (Z=-2,29; р=0,02), увеличение объёма на 7,2% (Z=-3,00; р=0,003). Для ядер нейронов данной структуры передних рогов характерно увеличение площади на 4,6% (Z =-2,286; р=0,022), увеличение малого радиуса на 17,3% (Z=-3,00; р=0,003), увеличение форм-фактора на 3,5% (Z=-2,86; р=0,004), увеличение периметра на 12,3% (Z=-2,86; р=0,004), увеличение объёма на 16,4% (Z=-3,00; р= 0,003).

При десятисуточном холестазе у экспериментальных животных в исследованных морфометрических показателях перикарионов нейронов как латерального, так и медиального ядер происходят существенные изменения. Для перикарионов нейронов медиального ядра спинного мозга статистически достоверным является увеличение площади на 22,0%  (Z=-2,43; р=0,02), фактора элонгации на 13,3% (Z=-2,71; р=0,01), большого и малого радиуса на 27,7% (Z=-2,86; р=0,004) и на 31,7% (Z=-3,00; р=0,003) соответственно, периметра на 16,0% (Z=-3,00; р=0,003) и объёма на 46,5% (Z=-2,14; р=0,032). Для ядер нейронов данной структуры передних рогов характерно уменьшение форм-фактора на 5,8% (Z=3,00; р=0,003) и увеличение всех остальных морфометрических показателей: площади на 23,6% (Z=-2,57; р=0,01), фактора элонгации на 16,8% (Z=-3,00; р=0,003), большого радиуса на 20,3% (Z=-2,71; р=0,01), малого радиуса на 11,2% (Z=-2,43; р=0,02), периметра на 13,7% (Z=-2,57; р=0,01) и объёма на 26,6% (Z=-2,71; р=0,01).

В перикарионах клеток латерального ядра спинного мозга статистически достоверным является увеличение площади на 13,6% (Z=-2,43; р=0,02), фактора элонгации на 17,9% (Z=-2,14; р=0,03), малого радиуса на 28,3% (Z=-2,57; р=0,010), периметра на 9,7% (Z=-2,43; р=0,015) и объёма на 21,1% (Z=-2,57; р=0,01). Для ядер нейронов данного ядра передних рогов спинного мозга крыс характерно уменьшение форм-фактора на 12,9% (Z=3,00; р=0,003) и увеличение всех остальных показателей: площади на 25,5% (Z=-3,00; р=0,003), фактора элонгации на 39,1% (Z=-3,00; р=0,003), большого радиуса на 17,8%  (Z=-3,00; р=0,003), периметра на 21,6% (Z=-2,86; р=0,004) и объёма на 41,5% (Z=-3,00; р=0,003).

По истечении двадцати суток эксперимента в нейронах латерального и медиального ядер передних рогов спинного мозга наблюдается увеличение фактора элонгации на 14,5% (Z=-2,75; р=0,01) в перикарионах нейронов латерального ядра спинного мозга. Для ядер нейронов латерального ядра характерно увеличение фактора элонгации на 5,0% (Z=2,49; р=0,01), уменьшение форм-фактора на 47,2% (Z=2,36; р=0,02).

В перикарионах нейронов медиального ядра спинного мозга статистически достоверным является увеличение фактора элонгации на 12,0% (Z=-2,49; р=0,01) и уменьшение форм-фактора на 3,1% (Z=1,98; р=0,05). Для ядер нейронов латерального ядра характерно увеличение фактора элонгации на 12,6% (Z=2,49; р=0,01), уменьшение форм-фактора на 2,3 % (Z=1,98; р=0,05).

Последствия сорокапятисуточного холестаза вызывают статистически достоверное уменьшение фактора элонгации на 5,6% (Z=2,08; р=0,04) в перикарионах нейронов латерального ядра спинного мозга, увеличение большого радиуса на 5,6% (Z=-2,72; р=0,01) и увеличение малого радиуса на 11,5% (Z=-2,56; р=0,01), увеличение периметра на 10,1%(Z=-2,40; р=0,02), увеличение площади на 15,2% (Z=-2,24; р=0,03). Ядра нейронов данной структуры передних рогов характеризуются увеличением форм-фактора на 5,0% (Z=-2,56; р=0,01) и уменьшением фактора элонгации на 13,0% (Z=2,72; р=0,01).

Для ядер нейронов медиального ядра передних рогов спинного мозга крыс характерно уменьшение форм-фактора на 5,1% (Z=2,08; р=0,04).

Последствия холестаза через 90 суток практически не оказывают существенного влияния на изученные показатели со стороны мотонейронов латерального и медиального ядер передних рогов спинного мозга крыс, хотя для некоторых показателей эти изменения являются статистически достоверными: для перикарионов нейронов медиального ядра спинного мозга статистически достоверным является уменьшение малого радиуса на 1,6% (Z=2,08; р=0,04), уменьшение форм фактора на 2,9% (Z=2,65; р=0,01), уменьшение периметра на 1,3% (Z=2,65; р=0,01). Ядра нейронов данной структуры передних рогов характеризуются уменьшением форм фактора на 2,3% (Z=2,65; р=0,01) и увеличением объёма на 4,4% (Z=-2,65; р=0,01).

В перикарионах клеток латерального ядра спинного мозга статистически достоверно увеличивается объём на 2,8% (Z=-2,65; р=0,01). Для ядер нейронов данного ядра передних рогов спинного мозга крыс характерно уменьшение площади на 4,2% (Z=2,65; р=0,01), уменьшение малого радиуса на 3,0% (Z=2,65; р=0,01), уменьшение форм фактора на 2,3% (Z=2,65; р=0,01).

Экспериментальный подпечёночный холестаз оказывает выраженное действие на морфометрические показатели перикарионов и ядер мотонейронов латерального и медиального ядра передних рогов спинного мозга крыс. Первые изменения определяются на 2-е сутки эксперимента, на 10-20 сутки достигают максимума; через 45 суток эксперимента происходит нормализация размеров и формы мотонейронов спинного мозга; через 90 суток происходит полное восстановление всех изученных морфометрических показателей структуры мотонейронов. Холестаз способствует более сильным морфометрическим изменениям в нейронах латерального ядра, более резистентное к холестазу медиальное ядро, поскольку оно развито на всем протяжении спинного мозга и иннервирует мышцы туловища.

Заключение. Экспериментальный подпечёночный холестаз приводит к изменению всех изученных морфометрических показателей в перикарионах и ядрах латерального и медиального ядра передних рогов спинного мозга. Холестаз способствует более выраженным морфометрическим изменениям в нейронах латерального ядра.

 

Experimental subhepatic cholestasis at rats invokes significant morphometrical indicators in neurons of lateral and medial kernels of forward horns of a spinal cord. The similar picture is characteristic for swelling of cages at destruction of their cytoskeleton. These greatest changes are defined in a lateral kernel of forward horns of a spinal cord.