С.Г. Саркисян, И.Б. Меликсетян, С. М. Минасян, К.В.Мелкумян «Сравнительная характеристика импульсной активности ипси- и контралатеральных нейронов нижнего вестибулярного ядра у делабиринтированных крыс» (С.13-28)

С.Г. Саркисян¹, И.Б. Меликсетян², С. М. Минасян¹, К.В.Мелкумян¹

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИМПУЛЬСНОЙ АКТИВНОСТИ ИПСИ- И КОНТРАЛАТЕРАЛЬНЫХ НЕЙРОНОВ НИЖНЕГО ВЕСТИБУЛЯРНОГО ЯДРА У ДЕЛАБИРИНТИРОВАННЫХ КРЫС

¹ -Ереванский государственный университет, Ереван, Армения

²- Институт физиологии им. Л. А. Орбели НАН РА, Ереван, Армения

Проведен компьютерный анализ фоновой импульсной активности нейронов право- и левостороннего нижнего вестибулярного ядра крыс в норме и после односторонней лабиринтэктомии на 2-е, 7-е, 12-е и 17-е сутки. Сравнительный анализ характеристик ФИА нейронов обоих ядер НВЯ интактных крыс выявил изначальную асимметрию в значениях средней частоты импульсами и коэффициента вариации (соответственно 11,0 ± 1,0 Гц: 92,7±5,2 % и 34,6±2,7 Гц и 66,4±3,8 % , р<0,01).Показано, что на 7-й день после ОЛ значения коэффициента вариации в обоих ядрах выравнивается (соответственно 76,6±2,5 % и 72,8±2,2%), а значение средней частоты импульсации соответствовало исходным значениям 9,2±0,7 Гц и 32,2±2,8 %. Обсуждаются особенности процесса компенсации и функциональное значение полученных результатов.

Ключевые слова: нижнее вестибулярное ядро, лабиринтэктомия, фоновая импульсная активность, вестибулярная компенсация.

Введение. Процессы вестибулярной компенсации, особенности которых сходны у животных разных видов, представляеют собой одно из проявлений пластичности нервной системы. Современное состояние вопроса характеризуется переходом к детальному аналитическому изучению нейрональных механизмов, лежащих в основе вестибулярной компенсации, что позволяет сопоставлять динамику активности нейронов и структурные сдвиги с изменениями позы, ориентации и координации. Вместе с тем, всестороннее изучение процессов компенсации дает новые сведения об организации вестибулярной системы в целом. При одностороннем выключении функций лабиринта развивается хорошо известный синдром, при котором наблюдаются головокружения, спонтанный нистагм в здоровую сторону, реакция отклонения в сторону, характерную медленной фазе нистагма с раздражением вегетативной нервной системы. Одновременно включаются компенсаторные механизмы, направленные на подавление патологических расстройств [10, 19].

Нижнее вестибулярное ядро (НВЯ), как и медиальные вестибулярные ядра, является одним из центральных звеньев формирования вегетативных реакций, реализация которых возможна благодаря тесным связям вестибулярных ядер с вегетативными центрами продолговатого мозга, oни участвуют в обеспечении дифференцированных вестибулярных влияний на соматическую и глазодвигательную мускулатуру и контроле сочетанных движений глаз, головы, туловища и конечностей [21].

Несмотря на большую актуальность, проблема компенсации вестибулярных функций все еще остается малоизученной, а многие вопросы неразрешенными. Так, существующие в литературе данные о скорости, длительности и порядке, в котором восстанавливаются статические и динамические симптомы, противоречивы [19,17]. Сведения о состояния вестибулярного аппарата после лабиринтэктомии необходимы и могут быть использованы на практике оториноларингологам, невропатологам, нейрохирургам, специалистам авиакосмической медицины.

Целью настоящей работы является изучение характеристик фоновой импульсной активности нейронов нижнего вестибулярного ядра в норме, а также в условиях нарушения целостности периферического конца вестибулярного аппарата.

Материалы и методы. Эксперименты проведены на белых крысах (весом 200-230г), наркотизированных нембуталом (40мг/кг), внутрибрюшинно. В условиях острого эксперимента осуществлялась экстраклеточная регистрация фоновой импульсной активности (ФИА) нейронов контра- и ипсилатерального НВЯ (к- и и-НВЯ). Правосторонняя делабиринтация производилась методом А. В. Мокроусовой [6]. ФИА нейронов НВЯ отводилась стеклянными микроэлектродами, заполненными 2М раствором NaCl с диаметром кончика 1-1,5 мкм, сопротивлением — 3-5мΩм. Стереотаксическая ориентация электродов в НВЯ осуществлялась по координатам атласа [14]. Исследования проводилось в 2-х сериях. В I-ой серии использовали животных с интактным лабиринтом (12 крыс, 140 нейронов). II-ая серия проводилась на односторонне делабиринтированных животных, регистрация ФИА нейронов которых регистрировалась на 2-й (13 животных, 153 клетки), 7-й (13 крыс, 142 единицы), 12-й (12 крыс, 145 клеток) и 17-й (12 крыс, 145 нейронов) дни после операции. В конце каждого эксперимента проводился гистологический контроль локализации кончика отводящего микроэлектрода в НВЯ.

Регистрация и анализ импульсной активности нейронов НВЯ осуществляли по специально разработанной компьютерной программе. Анализировали последовательные участки межимпульсных интервалов (МИ), включающие до 1200 потенциалов действия. По форме графиков скользящей частоты определялась стационарность ФИА нейронов НВЯ. При стационарности исследуемых выборок строились нормированные гистограммы МИ 1-го порядка и аутокоррелограммы (АКГ) до 8-го порядка, отражающие вероятность появления спайка в различные моменты времени. По форме АКГ проводилась классификация нейронов по трем степеням регулярности импульсных потоков: 1-я группа — АКГ характеризовалась наличием восьми хорошо выраженных пиков, что рассматривалось как преобладание регулярной составляющей в импульсации нейрона; 2-я группа — на АКГ были выражены лишь 2-3 пика, вслед за которыми отмечалось плато. Такие нейроны были отнесены к группе с промежуточной по степени регулярности активностью. 3-я группа — АКГ характеризовалась отсутствием выраженных пиков (плато), что отражало сравнительно одинаковый уровень вероятностей появления спайков в различные моменты времени. Нейроны, имеющие такой тип активности, были отнесены к нерегулярным. Нестационарные нейроны были объединены в четвертую группу. Динамическая структура следования импульсных потоков определялась путем вычисления сериальных коэффициентов корреляции (СКК). Совокупность СКК с их графическим представлением характеризовала динамику следования МИ в текущей импульсной активности. Было выявлено четыре основных разновидности динамики следования МИ: 1 — случайное следование МИ; 2 — локальное изменение частоты разрядов; 3 – па- чечно-групповая активность; 4 — монотонное изменение частоты разрядов. Для стационарных нейронов строились гистограммы МИ, по форме которых определялась моно-, би-, полимодальность нейронов. Рассчитывались значения основных статистических показателей ФИА: средняя частота импульсации нейронов и коэффициент вариации МИ. По частоте разрядов ФИА иссле- дованные нейроны подразделялись на три группы: 1 — нейроны с низкой (<10 имп/с); 2 – средней (11-30 имп/с); 3 – высокой частотой импульсации (>31 имп/с).

Для оценки достоверности изменений в распределениях МИ нейронов НВЯ в различные дни экспериментов использовался критерий χ . Достоверность изменения основных статистических показателей ФИА оценивалась по Стьюденту.

Морфо-гистохимические исследования проведены методом выявления активности Са2+ — зависимой кислой фосфатазы (КФ), который помимо гистохимического значения представляет определенный интерес в морфологическом отношении [4]. Метод обеспечивает избирательное выявление сомы и отростков нейронов. Полученная картина информативна, воспроизводима в деталях и позволяет оценку определенных звеньев метаболизма.

Результаты и их обсуждение.

а) Электрофизиологическое исследование.

Анализ результатов показал, что как в интактной группе животных, так и во все экспериментальные дни (2-й, 7-й, 12-й и 17-й дни после лабиринтэктомии) среди зарегистрированных нейронов НВЯ преобладали клетки с нерегулярным типом активности; в норме они составляли справа — 76,4% и слева – 82,4%. Единицы с промежуточной по степени регулярности и нестационарной активностью составляли справа 12,5% и 8,3%, соответственно, а слева — по 8,8%. Регулярные нейроны были представлены только с правой стороны 2,8% (рис. 1, А I). Сравнительный анализ показателей МИ по степени регулярности выявил достоверные изменения между нейронами ипси- и контралатеральных сторон НВЯ на 2-е и 12-е сутки после делабиринтации. Спустя два дня после поражения периферического конца вестибулярного аппарата на интактной стороне НВЯ регистрировалось больше единиц с промежуточным по степени регулярностги и нестационарным типом активности в 1,7 и в 6,3 раза, соответственно.

Регулярных и нерегулярных клеток было, соответственно, в 3,2 и 1,3 раза меньше, чем на поврежденной стороне (р<0,01, рис. 1, А II). После правосторонней делабиринтации на 7- е сутки и в последующие экспериментальные дни нейроны с регулярным типом активности отсутствовали. На 12-й день после лабиринтэктомии нейронов с промежуточным типом активности было в 1,6 раза больше на неповрежденной стороне, а нерегулярных единиц в 1,3 раза меньше по сравнению с поврежденной стороной (р<0,01). Нестационарные единицы отсутствовали с обеих сторон (рис. 1, А IV).

Рис. 1. Динамика относительных количеств нейронов нижнего вестибулярного ядра,которые генерируют фоновую импульсную активность, имеющую различную степеньрегулярности (А), динамический тип (Б) и модальность гистограмм межимпульсныхинтервалов (В). I – показатели интактных животных, II-V – соответственно на 2-й, 7-й, 12-й и 17-й дни после делабиринтации. На А: 1-регулярная, 2-промежуточная по степенирегулярности, 3-нерегулярная, 4-нестационарная фоновая активность. На Б: 1-фоноваяактивность со случайной последовательностью межимпульсных интервалов, 2-фоноваяактивность с локальным изменением частоты, 3-пачечно-групповая фоновая активность, 4-смонотонным изменением частоты разрядов. На В: 1-моно-; 2-би-; полимодальныегистограммы межимпульсных интервалов. ** -р<0,01, * — р<0,05ипси к о н т р а л а т е ральные нейроны

В контрольной группе животных по характеру динамической активности нейронов в обоих ядрах НВЯ преобладали нейроны с локальными изменениями частоты разрядов, которые были представлены почти поровну (справа 44,4%, слева 47,1%).

Число единиц с пачечно-групповыми и монотонными изменениями МИ составляло справа 43,1% и 11,1%, соответсвенно, и слева 33,8% и 19,1% соответственно (рис. 1, Б I).

На 2-е сутки после делабиринтации, как и в последующие экспериментальные дни, была выявлена перестройка МИ с доминированием в обоих ядрах НВЯ клеток с пачечно-групповой активностью. Преобладание нейронов с локальными изменениями активности сохранялось на интактной стороне только на 2-е сутки после операции. Статистически достоверные изменения по характеру динамической активности выявлены на 2-е, 7-е и 17-е сутки после лабиринтэктомии. На 2-е сутки на интактной стороне наблюдалось по сравнению с пораженной в 1,3 и в 4,7 раза больше единиц с локальными и монотонными изменениями МИ, в 1,7 раза меньше клеток с пачечно-групповой активностью. Единицы со случайным изменением в следовании МИ были представлены только на оперированной стороне в количестве 5,0% (р<0,01, рис. 1, Б II). На 7-е сутки клеток с пачечно-групповой активностью и случайным следованием МИ было в 1,4 и в 4,1 раз меньше на интактной стороне, единиц с локальными изменениями МИ по сравнению с пораженной стороной было в 2,1 раза больше. Нейроны с монотонными изменениями активности на интактной стороне были представлены 2,7%, на поврежденной стороне таковые отсутствовали (р<0,01, рис.1, Б III ).

На 17-е сутки в к-НВЯ клетки с локальными изменениями в следовании МИ и пачечно-групповой активностью на интактной стороне были представлены в 1,2 и в 1,3 раза больше, чем на поврежденной, а единиц с монотонными изменениями было в 18,2 раза меньше по сравнению с оперированной стороной. Единицы со случайным следованием на к-НВЯ представлены 4,1%, а на пораженной стороне таковые отсутствовали (р<0,01, рис. 1, Б V).

В распределении нейронов НВЯ по модальности гистограмм МИ в контрольной группе доминировали “полимодальные” нейроны (справа 68,2% и слева 56,5%). Сравнительно меньше было зарегистрировано нейронов с би- и мономодальными гистограммами МИ (справа — 27,3 и 4,5%, а слева – 30,6 и 12,9%, соответственно) (рис.1, В I). Статистически значимые изменения выявлены только на 7-е сутки после делабиринтации. В данный период на интактной стороне число “моно”- и “бимодальных” нейронов в 2,6 и в 1,5 раза, соответственно, было больше, чем на поврежденной стороне Количество “полимодальных” единиц на интактной стороне было в 1,6 раза меньше, чем на поврежденной стороне (р<0,01, рис.1, В III ).

Анализ показателей средней частоты импульсации, коэффициентов вариации МИ и почастотного распределения правого и левого НВЯ интактных животных показал существование изначальной асимметрии. С правой стороны средняя частота импульсации составила 11,0±1,0Гц (рис.2, А I), обусловленная высоким процентом низкочастотных единиц – 53,0% (рис.3 А), а слева – 34,6±2,7Гц (рис.2, Б II), с высоким процентом высокочастотных клеток – 49,2% (р<0,001) (рис.3, А). Коэффициент вариации МИ на правой стороне составил 92,7±5,2%, а слева – 66,4±3,8% (рис.2, Б I)

Рис. 2. Изменения показателей средней частоты (А) и коэффициента вариации (Б) нейронов нижних вестибулярных ядер в различные дни экспериментов 1 – показатели интактных животных; 2-5 – соответственно на 2-й, 7-й, 12-й и 17-й дни после делабиринтации. ** — р<0,05

Среднечастотные нейроны представлены почти в одинаковом количестве: справа — 42,6%, слева – 45,9%.

В последующие экспериментальные дни значения коэффициента вариации МИ не имели достоверных отклонений. После правосторонней делабиринтации на 2-е сутки средняя частота импульсной активности нейронов и-НВЯ повышалась до

18,2±1,3Гц, а на к-НВЯ понизилась до 24,7±2,4Гц (рис.2, А II). Анализ показателей почастотного распределения нейронов в даный период выявил, что на интактной стороне, по сравнению с пораженной, в 1,8 раза больше высокочастотных единиц, а на и-НВЯ — в 1,4 раза больше низкочастотных клеток (р<0,1). Среднечастотные клетки в и-НВЯ и к- НВЯ представлены почти в одинаковом количестве: 48,1% и 43,3%, соответсвенно (рис.3, Б). На 7-е сутки после делабиринтации различие значений средней частоты импульсации между пораженной и непораженной сторонами НВЯ напоминало исходные данные (ипси – 9,2±0,7Гц; контра – 32,2±2,8Гц, р<0,01, рис.2, А III). В этот период статистически достоверные отклонения наблюдались также в почастотном распределении. На пораженной стороне отсутствовали высокочасточные единицы, а низко- и среднечастотные по сравнению с интактной стороной преобладали в 3,4 и в 1,2 раза, соответсвенно (р<0,01, рис.3, B). На 12-е сутки после делабиринтации наблюдалось понижение средней частоты импульсации нейронов НВЯ на контралатеральной стороне (26,5±2,2Гц) и повышение на ипсилатеральной стороне (13,3±0,9Гц, р<0,01, рис.2, А IV). Почастотное распределение характеризуется доминированием среднечастотных единиц: на ипси- 59,7%, на контра-56,2%. На неповрежденной стороне выявлено в 8,1 раза больше высокочастотных нейронов, а на поврежденной преобладали низкочастотные в 3,7 раза (р<0,01, рис.3, Г).

Рис.3. Характер распределения ипси- и контралатеральных нейронов нижнего вестибулярных ядер по различным частотным диапазонам в различные дни экспериментов А – показатели интактных животных; Б-Д – соответственно на 2-й, 7-й, 12-й и 17-й дни после делабиринтации. * — р<0,1; ** — р<0,01 1 – низко-, 2 – средне-, 3 – высокочастотные нейроны — ипси — , — контралатеральные нейроны

На 17-е сутки после делабиринтации значение средней частоты импульсации на к-НВЯ сравнялось с нормой (34,1±3,1Гц), а на оперированной стороне составило 19,6±1,4Гц (рис.2, А V). В данный период в почастотном распределении, как и на 12-е сутки после операции, доминировали среднечастотные единицы (ипси – 60,6%, контра – 52,8%). На неповрежденной стороне по сравнению с пораженной было выявлено в 2,7 раза больше высокочастотных клеток, а на поврежденной стороне по сравнению с интактной в 2,1 раза больше низкочастотных единиц ( р<0,01, рис.3, Д).

Результаты сравнительного анализа полученных данных свидетельствуют о том, что в норме по всем критериям: АКГ, динамическим показателям и модальности гистограмм МИ нейронов, об отсутствии статистически достоверных отклонений между право- и левосторонним НВЯ. Однако в контрольной группе по значениям средней частоты импульсации, почастотному распределению (справа превалировали низкочастотные, слева — высокочастотные) и коэффициенту вариации МИ выявляется изначальная ассиметрия. Выявленный межьядерный дисбаланс может зависеть от нескольких причин таких как, анатомическая и пространственная асимметрия полукружных каналов, проприоцептивная и межполушарная асимметрия и ряда других, обусловливающих поступление в вестибулярные ядра несимметричных экстралабиринтных сигналов [1, 3]. Вестибулярный межьядерный дисбаланс может увеличиваться в результате усиления тормозного влияния вестибулярных ядер, находящихся в более активном состоянии, на ядра противоположной стороны. Последнее возможно благодаря наличию между ними системы реципрокно организованных комиссуральных связей, а также активации нервных элементов, дающих начало центрифугальным нервным волокнам вестибулярного нерва и оказывающих тормозящее воздействие на афферентную активность рецепторов противоположного лабиринта [2]. В норме функциональная вестибулярная асимметрия нивелирована механизмами центральной компенсации.

На 2-е сутки после лабиринтэктомии характер ФИА нейронов в ядрах НВЯ изменялся в соответствии с принципами контроля комиссурального усиления в замкнутых цепях, соединяющих вестибулярные ядра. Данный принцип обьясняет все феномены, связанные с острой стадией делабиринтации и последующей компенсации. Доказательством того, что в ходе компенсации происходит выраженная модификация перекрестных интернуклеарных связей является увеличение эффективности как возбудительных (от комиссуральных волокон), так и тормозных (через вестибуло-церебелло-вестибулярную петлю и комиссуры ствола мозга) входов к нейронам вестибулярных ядер. Постепенное увеличение синаптической активности комиссуральных аксонов, оканчивающихся на деафферентированных вестибулярных нейронах оперированной стороны, приводит к уменьшению длительности возбуждающегопостсинаптического потенциала и увеличению его амплитуды. Увеличение возбудимости контралатеральных нейронов происходит благодаря образованию новых комиссуральных входов, замещающих дегенерировавшие аксосоматические лабиринтные входы. В качестве возможного механизма, обьясняющего эти пластические изменения рассматривается реактивный синаптогенез [10].

На 7-е сутки после делабиринтации анализ результатов полученных нами данных выявил одинаковый уровень нейродинамической активности обоих ядер НВЯ. Наблюдается выравнивание значений средней частоты и почастотного распределения с исходными показателями.

Существующие в литературе данные о длительности восстановления статических симптомов противоречивы. Одни авторы показывают, что у большинства видов млекопитающих они компенсируются спустя 52 часа после операции [19], другие же указывают на более отдаленные сроки [16]. Необходимо отметить, что процесс восстановления нейродинамической активности вестибулярных ядер связан с глубокими преобразованиями в нервной системе, включая изменения ферментативных систем. К числу вероятных факторов, способствующих развитию компенсации [11], относят адаптацию в интактном вестибулярном нерве, а также сверхчувствительность деафферентированных вестибулярных ядер, связанную с денервацией. Одним из возможных механизмов пластических перестроек в вестибулярной системе во время делабиринтации представляется аксонный спраутинг, возникающий в результате формирования новых функциональных синапсов на вакантных местах сомы и проксимальных дендритов вестибулярных нейронов [10].

Изучена спонтанная синаптическая активность в период развития и восстановления электрической возбудимости после повреждения периферических вестибулярных органов [18]. Представляет интерес разграничение последней после односторонней делабиринтации на быстрые и длительные пластические изменения, помогающие поддерживать уровень активности и возбудимости [20]. При этом вначале активность на ипсилатеральной стороне фактически изчезает, но к 7-му дню полностью восстанавливается исходный уровень разряда [17, 15], за счет механизма низкопорогового кальциевого тока [15]. Быстрые и длительные пластические изменения помогают поддерживать уровень активности и возбудимости. Неделю спустя после односторонней делабиринтации в медиальном вестибулярном ядре показаны изменения в уровнях специфических митохондриальных и метаболических регуляторных протеинов [20, 13].

Результаты наших исследований выявили, что в норме значение средней частоты импульсации левостороннего нижнего вестибулярного ядра было больше на 214,5 % по сравнению с правосторонним. Спустя 2 дня после делабиринтации выявился сравнительно низкий дисбаланс (35,7%), на 7-й день после операции значение средней частоты импульсации обоих ядер восстановилось до исходного уровня (разница 250%) с левосторонним доминированием, как и в медиальном вестибулярном ядре [5]. На 12-е сутки после поражения периферического конца вестибулярного аппарата разница значений средней частоты импульсации составила 99,2% с левосторонним преобладанием, на 17- й день после лабиринтэктомии эта разница составляла 73,9%.

Принято считать, что пластические перестройки внутрицентральных отношений происходят на основе изменений синаптического аппарата за счет реорганизации межнейронных связей. Вследствие чего можно предположить синапсомодифицирующее действие нейропептидных модуляторов.

Показано модулирующее влияние гистаминергической системы на нейропередачу вестибулярных ядрах, связанное с высвобождением в них глицина и ГАМК [9]. Выявлено, что с развитием компенсации снижается дисбаланс в уровнях высвобождения ряда аминокислот (аспартат, глицин, таурин, аланин) [22] за исключением глютамата. Вместе с тем, учитывая быстроту эффекта восстановления, можно предположить, что в основе их действия лежит не преобразование синаптических связей, а активация уже существующих. Пластичность, лежащая в основе вестибулярной компенсации, представляет собой одну из наиболее важных характеристик нервной системы и определяется длительными модификациями синаптической эффективности и изменениями эндогенных свойств нейрона и его мембраны.

б) Гистохимическое изучение. Переднее, спинальное или нижнее вестибулярное ядро (НВЯ) обнаруживается на уровне Р 11000µm латеральнее медиального вестибулярного ядра (Рис. 4 А), под ІV желудочком [12]. Данное ядро достигает максимальных размеров на верхних уровнях продолговатого мозга, где занимает большую часть дна ромбовидной ямки. Нижний суженный отдел прослеживается до области заднего ядра блуждающего нерва. В Варолиевом мосту НВЯ быстро уменьшается и исчезает. НВЯ состоит из мультиполярных, нескученных, средних размеров клеток, с умеренно выраженной интенсивностью окраски и контактирующих друг с другом отростками (Рис. 4 Б). Осадок фосфата свинца в цитоплазме очень напоминает гранулы тигроида, ядра не окрашены и окружены темным кольцом, что, видимо, свидетельствует о повышенной ферментной активности этой зоны. В отростках гранулы осадка упорядоченно располагаются по их ходу (Рис. 4 В). На седьмые сутки после лабиринтэктомии на неповрежденной стороне форма и размеры нейронов сохранены, однако наблюдается некоторое усиление ферментной активности (Рис. 4 Г-Ж), клетки выглядят затемненными, внутриклеточная грануляция значительно уплотнена, однако при больших увеличениях зернистость осадка по периферии нейронов сохранена (Рис. 4 З, И).

Устанавливаются тесные сосудисто-клеточные взаимоотношения (Рис.4 Г, Д), что, вероятно, тем самым на фоне усиления активности КФ подчеркивает интенсивность обменных процессов, включение продуктов расщепления в нервных клетках, которые преобразуют эти продукты, постепенно передвигаемые по направлению к околососудистым пространствам.

Рис. 4 Нейроны НВЯ мозга интактных (Б, В) и лабиринтэктомированных крыс на 7-oй день после делабиринтации (Г-И – неповрежденная сторона), (усиление активности Са2+- зависимой кислой фосфатазы, стрелками показаны кровеносные сосуды; nVІІ – facial motor nucleus; rgi – gigantocellular reticular nucleus; tsv – nucleus of the spinal trigeminal tract, rostral part; vm – medial vestibular nucleus; vsp – spinal vestibular nucleus; cod – dorsal cochlear nucleus; rpc – parvicellular reticular nucleus). Б-В – нейроны НВЯ мозга интактной крысы; Увеличение: 25 (А); 100 (Б); 160 (Г); 400 (Д, Е, Ж); 1000 (В, З, И).

На 7-ой день после лабиринтэктомии в НВЯ на стороне повреждения наблюдается смешанная морфологическая картина. Нейроны умеренно вздутые (Рис. 5 Б, Г), или приобретают вытянутую форму (Рис. 5 Д, Е, Ж). Ядра большинства клеток оказываются сильно вздутыми (Рис.5 Б, Г), часто занимают почти всю цитоплазму, однако имеют центральное расположение. Изменениям подвергаются и дендриты. Они становятся тонкими извилистыми, в форме спирали и могут прослеживаться на большом от тела расстоянии. В телах нейронов наблюдается неодинаковая зернистая картина, что, вероятно, указывает на наличие структурных и функциональных расстройств, сопровождающих делабиринтацию (Рис. 5 А, И). Встречаются единичные клетки с нормальной морфологией, что свидетельствует об их резистентности. Данный процесс является важным опознавательным пунктом при установлении степени поражения с точки зрения нервной структуральности.

Рис. 5 Нейроны НВЯ мозга лабиринтэктомированных крыс на 7-oй день после делабиринтации (А-И – поврежденная сторона), (Набухание ядер нервных клеток). Увеличение: 400 (А-З); 1000 (И).

На 17-ый день после делабиринтации на неповрежденной стороне тела большинства нейронов НВЯ, обладая деформированными контурами, интенсивно окрашены со своими также темноокрашннными ядрами (Рис. 6 А-Д, И). Часто невозможно определить грань между цитоплазмой и ядром. Наблюдается утолщение отростков (Рис. 6 Д). Нередко по периферии нейрона прослеживаются утолщенные нейрофибриллы или сопровождающие волокнистые структуры (Рис. 6 Б). Подобное состояние гиперфосфориляции, вероятно, может сохраняться продолжительное время. Наряду с такими затемненными клетками существуют светлые, при котором в нейронах падает ферментная активность, постепенно исчезает зернистость (Рис. 6 Ж, 3). Регрессивные процессы способствуют появлению клеточной тени без распознавательной структуры, а в конце до полного его исчезновения (Рис.6 Е, Ж). В таких нейронах в результате дезорганизации структуры, резкого падения активности КФ, отмечаются только остатки кольцевидной или полулунной грануляции, представляющая собой доказательство более тяжелых нейрональных повреждений. Сателитная нейроглия стереотипно реагирует путем размножения для очистки этой области от продуктов расщепления, появившихся в результате поражения.

Рис. 6 Нейроны НВЯ мозга лабиринтэктомированных крыс на 17-oй день после делабиринтации (А-И – поврежденная сторона); нарушение формы и размеров нейронов, укорочение и утолщение отростков, резкое усиление активности кислой фосфатазы (А-Д, З, И); дегенерация нейронов по типу хроматолиза, вплоть до клеток-теней (Е, Ж). Увеличение: 160 (Е, Ж); 400 (А, В, Г,); 1000 (Б, Д, З, И).

На 17-ый день после делабиринтации на неповрежденной стороне наблюдается снижение активности КФ (Рис. 7). В цитоплазме и отростках восстанавливается зернистость осадка. Ядра выглядят светлыми и у большинства нейронов резко спадает их вздутость. Восстанавливаются форма и размеры нейронов.

Рис. 7 Нейроны НВЯ мозга лабиринтэктомированных крыс на 17-ый день после делабиринтации (А-И – неповрежденная сторона) (снижение ферментной активности, восстановление мелкозернистого осадка в телах и отростках большинства нейронов). Увеличение: 160 (А, Б, Г, Д, Е, Ж); 400 (В); 1000 (З, И).

Заключение. Таким образом, анализ морфо-гистохимических данных дает основание предположить, что на 7-ые сутки после делабиринтации происходит некоторое усиление ферментной активности нейронов НВЯ на неповрежденной стороне в сравнении слабиринтэктомированной стороной, где отмечается морфологическая картина, присущая неспецифическим нейрональным поражениям. Учитывая способность нейронов к восстановлению своей функции в период так называемой отсроченной их гибели [7] можно предположить, что при данных сроках после делабиринтации состояние некоторой напряженности большинства нейронов может быть обратимым при своевременной фармакологической протекции. В отличие от этого, на 17- ые сутки после делабиринтации у некоторых нейронов резко возрастает активность КФ на стороне повреждения, однако местами наблюдается картина хроматолиза, вплоть до клеток-теней. Активность КФ нейронов НВЯ неповрежденной стороны приближается к таковой интактных крыс.

Таким образом, реакции отдельных нейронов после односторонней двлабиринтации подтверждают разностороннесть и многоплановость процессов компенсации, которые включают изменения как функционального, так и морфологического плана.

Благодарность:

Авторы выражают свою благодарность м.н.с. А. Ю. Степанян (лаб. физиологии компенсации функции ЦНС, института физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА, Ереван, Армения), за содействие в оформлении статьи.

Список литературы:

1. Гаврилин К. В. – Сопоставление двух методов оценки парной деятельности отолитового аппарата у человека. //Косм. биология и авиакосм. медицина. 1989 N2, с 82-83.

2. Горгиладзе Г. И., Сомарин Г. И., Брянов И. И. – Межлабиринтная асимметрия, вестибулярная дисфункция, космическая биология движения.// Косм. биология и авиакосм. медицина. 1986 N3, с 19-31.

3. Ланцов А. А., Пащинин А. Н. – Развитие вестибулярной дисфункции при действии переменных ускорений.// Вестник оториноларингологии, 1993, N2. с 25-29.

4. Меликсетян И.Б. Выявление активности Са2+- зависимой кислой фосфатазы в клеточных структурах мозга крыс. Морфология (Санкт-Петерб.), 2007, Т.131, № 2, С. 77-80.

5. Минасян С. М., Саркисяан С. Г., Егиаарян М. Л. – Влияние вибрации на импульсную активность нейронов ипсилатерального медиального вестибулярного ядра односторонне делабиринтированных крыс.//Вестник оториноларингологии, 2006, N6. с 12-13.

6. Мокроусова А. В. – Делабиринтация белых крыс методом электрокоагуляции.// Росс. Физ. Жур. СССР 1980 т 66 N 4 с. 599- 602.

7. Скибо Г.Г., Коваленко Т.Н., Осадченко И.А. Структурная пластичность гиппокампа при экспериментальной ишемии мозга. Морфология (Санкт-Петер.), 2006, Т. 129, № 2, С. 87.

8. Balaban C. D., Beryozkin G. – Organization of vestibular nucleus projections to the caudal dorsal cap in rabbits.//Neuroscience ,1994, v62(4), p 1217-1236.

9. Bergyuist F., Ruthven A., Ludwing H., Dutia M. – Histaminergic and glycinergic modulation of GABA relcase in the vestibular nuclei of normal and labyrinthectomised rats.// J Physiol., 2006, V577, pt 3, p 857-868.

10. Dieringer N., Precht W. – Mechanisms of compensation for vestibular deficits in the frog 1. Modification of the excitatory commissural system.// Exp. Brain Res, 1979, v36a, N3, p 311-328.

11. Goto M., Straka H., Dieringer N. – Gradual and reversible central vestibular reorganization in frog after selective labyrinthine nerve branch lesions.//Exp. Brain Res, 2002, v147, N3, p 374-386.

12. Palkovits M.,Maps and Guide to Microdissection of the Rat Brain. Public. Elsevier, New York, Amsterdam, London, 1988.

13. Paterson J., Short D., Flatman P. – Changes in protein expression in the rat medial vestibular nuclei during vestibular compensation.// J Physiol., 2006, V575, p 777- 788.

14. Paxinos G., Watson Ch. – The rat brain in stereotaxic coordinates.//Acad. Press 2005, New York, 376 p.

15. Ris I., Capron B., Nonclereq D.- Labyrinthectomy changes T-type calcium channels in vestibular neurons of the guinea pig.// Neuroreport 2003, v 14, N 12, p 1585-

1589.

16. Ris I., Godaux E. – Neuronal activity in the vestibular nuclei after contralateral or bilateral labyrinthectomy in the alert guinea pig.//J Neurophysiol, 1998, v80, p 2352-2367.

17. Ris I, Hachemmaoui M., Godaux E. – Effect of labyrinthectomy on the spike generator of vestibular neurons in the guinea pig.//Neuroreport 2002 v 13, N 15, p 1875-1879.

18. Shao M., Hirsch J. C., Peusner D. K. – Emergence of action potential generation and synaptic transmission in vestibular nucleus neurons.// J Neurophysiol, 2006, v96, p 1215-1226.

19. Smith P. F., Curthoys I. S. – Mechanisms of recovery following unilateral labyrinthectomy: a review. // Brain Res. Rev, 1989, v14, p 155-180.

20. Straka H., Vibert N., Vidal P. P., Moore L. E., Dutia M. B. – Intrisic membrane, properties of vertebrate vestibular neurons: function, development and plasticity.// Prog. Neurobiol., 2005, v76, p 349-392.

21. Yates B.J., 1996. Vestibular influence on the autonomic neurons system. // Ann. New York Acad. Sci., 781. p. 458-473

22. Yu Y., Jiang H. Y., Jin Q. H., Jin Y. Z. Changes of amino acid concentration in the rat medial vestibular nucleus following unilateral labyrinrhectomy.//Sheng Li Xue Bao 2007 v 59, N 1, p 71-78.

Информация об авторах:

Саркисян Сусанна Грачевна, Ереванский государственный университет, Ереван, Армения; e-mail: susi.sar@rambler.ru Минасян Сирануш Минасовна, Ереванский государственный университет, Ереван, Армения; e-mail: anatom@ysu.am

Меликсетян Ирина Бениковна, Институт физиологии им. Л.А. Орбели

НАН РА, Ереван, Армения; e-mail: iram@neuroscience.am

Мелкумян Карине Вагановна, Ереванский государственный университет, Ереван, Армения; e-mail: anatom@ysu.am

Комментарии и пинги к записи запрещены.

Комментарии закрыты.

Дизайн: Polepin