Амигдала в системе регуляции репродуктивных функций организма при абсансной эпилепсии
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Клиническая медицина в целом
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 148
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
Дополнительное профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-013527-4
ISBN-онлайн: 978-5-16-106182-4
Артикул: 674977.03.01
В монографии изложены материалы по общей морфологии миндалевидного комплекса и с помощью современного комплекса методов исследования дана оценка структурных и функциональных изменений в переднем кортикальном ядре миндалевидного комплекса мозга самок крыс линии WAG/Rij (признанная модель абсансной эпилепсии человека) в ответ на модулирующее влияние половых гормонов. В работе подробно изложены изменения электроэнцефалографических показателей переднего кортикального ядра, реактивные изменения нейронов, глии переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга самок крыс линии WAG/Rij на дефицит половых гормонов и заместительную терапию 17β-эстрадиолом в комбинации с прогестероном. Приводятся данные иммуногистохимического анализа астроцитарной глии, анализа синапсоархитектоники и ультраструктурных изменений нейронов, глиальных клеток, нейропиля переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга крыс линии WAG/Rij при экспериментально вызванном дефиците половых гормонов и на фоне экзогенного введения овариоэктомированным самкам 17β-эстрадиола в совокупности с прогестероном. Полученные новые сведения о морфофункциональных особенностях переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга могут быть использованы исследователями различного профиля при изучении данной структуры мозга.
Монография предназначена для специалистов-нейробиологов различного профиля, занимающихся исследованиями миндалевидного комплекса и лимбической системы мозга.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
АМИГДАЛА В СИСТЕМЕ РЕГУЛЯЦИИ РЕПРОДУКТИВНЫХ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА ПРИ АБСАНСНОЙ ЭПИЛЕПСИИ È.È. ÑÀÄÐÒÄÈÍÎÂÀ, Ç.Ð. ÕÈÑÌÀÒÓËËÈÍÀ Москва ИНФРА-М 2023 МОНОГРАФИЯ
УДК 616.853(075.4) ББК 56.12 С14 Садртдинова И.И. С14 Амигдала в системе регуляции репродуктивных функций организма при абсансной эпилепсии : монография / И.И. Садртдинова, З.Р. Хисматуллина. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 148 с. — (Научная мысль). — DOI 10.12737/monography_59fc4bd4451037.744 93919. ISBN 978-5-16-013527-4 (print) ISBN 978-5-16-106182-4 (online) В монографии изложены материалы по общей морфологии миндалевидного комплекса и с помощью современного комплекса методов исследования дана оценка структурных и функциональных изменений в переднем кортикальном ядре миндалевидного комплекса мозга самок крыс линии WAG/Rij (признанная модель абсансной эпилепсии человека) в ответ на модулирующее влияние половых гормонов. В работе подробно изложены изменения электроэнцефалографических показателей переднего кортикального ядра, реактивные изменения нейронов, глии переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга самок крыс линии WAG/Rij на дефицит половых гормонов и заместительную терапию 17-эстрадиолом в комбинации с прогестероном. Приводятся данные иммуногистохимического анализа астроцитарной глии, анализа синапсоархитектоники и ультраструктурных изменений нейронов, глиальных клеток, нейропиля переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга крыс линии WAG/Rij при экспериментально вызванном дефиците половых гормонов и на фоне экзогенного введения овариоэктомированным самкам 17-эстрадиола в совокупности с прогестероном. Полученные новые сведения о морфофункциональных особенностях переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга могут быть использованы исследователями различного профиля при изучении данной структуры мозга. Монография предназначена для специалистов-нейробиологов различного профиля, занимающихся исследованиями миндалевидного комплекса и лимбической системы мозга. УДК 616.853(075.4) ББК 56.12 Р е ц е н з е н т ы: доктор медицинских наук, профессор Лобанов С.А. (ФГБОУ ВО «Башкирский государственный педагогический университет имени М. Акмуллы», г. Уфа); доктор биологических наук, профессор Мусина Л.А. (ФГБУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии» Министерства здравоохранения России, г. Уфа) ISBN 978-5-16-013527-4 (print) ISBN 978-5-16-106182-4 (online) © Садртдинова И.И., Хисматуллина З.Р., 2018
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ АДФ – аденозиндифосфорная кислота АТФ – аденозинтрифосфорная кислота ГАМК- γ-аминомасляная кислота КГ – комплекс Гольджи МК – миндалевидный комплекс РНП – рибонуклеопротеины ЦНС – центральная нервная система ЭПР – эндоплазматический ретикулум ЭЭГ – электроэнцефалограмма СЕ – центральное ядро СО – кортикальное ядро СОа – переднее кортикальное ядро СОр – заднее кортикальное ядро GFAP - глиальный фибриллярный кислый белок РАС – периамигдалярная кора РС – пириформная кора SWD (spike-wave discharges) – пик-волновой разряд
ВВЕДЕНИЕ В последнее время весьма актуальной и мало исследованной областью в клинической и экспериментальной эпилептологии является системная эндокринологическая регуляция возникновения абсансных приступов (Лекомцева Е.В., 2006; Меньшикова Н.С. и др., 2007; Толмачева Е.А., 2006; Bazyan A.S., van Luijtelaar G., 2013). Эстрогеновые рецепторы выявлены экспериментальным путем во множестве подкорковых образований, локализованных преимущественно в отделах лимбической системы мозга (Karceski S. et al., 2005; Mikkonen K., Tauboll E., 2005; Murialdo G. et al., 1997). Научные и клинические исследования показывают, среди структур, реагирующих на изменение гормонального фона, выделяют две наиболее важные, участвующие в патогенетических механизмах многих заболеваний, в том числе в патогенезе эпилепсии - миндалевидный комплекс мозга и гиппокамп (Авякан Г.Н. и др., 2002; Carçak N. et al., 2014; de Oliveira J.C. et al., 2014; Flores-Mancilla L.E. et al., 2014; Kimura Y. et al., 2014; Markota M. et al., 2014; McHugh M.J. et al., 2014; Takeda Y. et al., 2001; Wu T. et al., 2014). Амигдала обладает низким порогом чувствительности к судорожной активности и имеет место специфическая форма электроэнцефалограммы: на медленные волны накладываются вспышки высокоамплитудной активности (Ильюченок Р.Ю. и др., 1981; Flores-Mancilla L.E. et al., 2014). Важную роль выполняет амигдала (миндалевидный комплекс, МК) и как звено репродуктивной системы организма, оказывая влияние на активность гипоталамических центров регуляции секреции гонадотропинов (Акмаев И.Г., Калимуллина Л.Б., 1993; Salamon E. et al., 2005), в модуляции нейроэндокринной и иммунной систем (Акмаев И.Г., Гриневич В.В., 2003; Ахмадеев А.В., Калимуллина Л.Б., 2010, 2011; Lin Y. et al., 2011). Переднее кортикальное ядро (СОа) МК мозга относится к числу элементов нейроэндокринной системы мозга, так как нейроны СОа имеют рецепторы к половым стероидам и реагируют на уровень половых стероидов изменением своей функциональной активности (Акмаев И.Г., Калимуллина Л.Б., 1993; Хисматуллина З.Р., 2009). Это послужило предпосылкой для углубленного изучения морфофункциональных характеристик СОа МК мозга при абсансной эпилепсии, обусловленных влиянием половых гормонов. В связи с этическим аспектом, исследования проводятся на животных моделях, а именно на крысах линии WAG/Rij с генетической предрасположенностью к абсансной
эпилепсией, которые могут быть использованы для понимания механизмов и особенностей неконвульсивной эпилепсии у человека. Абсансная эпилепсия является одной из широко распространенных форм эпилепсии и характеризуется кратковременными, спонтанно возникающими, неконвульсивными приступами (Карлов В.А., 2005; Bosnyakova D.V. et al., 2006). Абсансная эпилепсия имеет генетическую природу происхождения и происходит из-за патологической (чрезмерной) электрической активности нейронов и связана с таламическими и корковыми областями (таламо-корковые сети) с или без участия других областей мозга (Bai X. et al., 2010; Hamandi K. et al., 2006; Holmes M.D. et al., 2004; Szaflarski J.P. et al., 2010; Westmijse I. et al., 2009). Все вышеизложенное обосновывает актуальность настоящей работы в изучении роли СОа МК мозга в нейроэндокринологических механизмах регуляции организма при абсансной эпилепсии. Эксперименты проведены на крысах линии WAG/Rij – признанных моделях абсансной формы эпилепсии человека (van Luijtelaar E.L., Coenen A.M., 1986).
ГЛАВА 1 УЧАСТИЕ ПЕРЕДНЕГО КОРТИКАЛЬНОГО ЯДРА МИНДАЛЕВИДНОГО КОМПЛЕКСА МОЗГА В МЕХАНИЗМАХ РЕГУЛЯЦИИ ОРГАНИЗМА 1.1Топография и структурно-функциональная организация переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга За последнее десятилетие, благодаря огромному количеству функциональных исследований, было выявлено участие МК мозга человека в самых разнообразных функциях организма (Ball T. et al., 2009; Butler R.K. et al., 2011; Hamann S., 2009; Knapska E. et al., 2007; LeDoux J.E., 2003; Schirmer A. et al., 2008; Schmitt O. et al., 2012; Schumann C.M. et al., 2011; Senn V., 2009; Solano-Castiella E., 2011; Vuilleumier P., 2009). Экспериментальные исследования показывают вовлеченность МК в ряд механизмов: в регуляцию нейроэндокринных процессов (Акмаев И.Г., Калимуллина Л.Б., 1993; Лекомцева Е.В., 2006; Шаляпина В.Г. и др., 2005) и модуляцию деятельности иммунной системы (Raber J. et al., 1997; Ramhres-Amaya V. et al., 1998). Поэтому изучение МК становится актуальной в рамках новой интегративной дисциплины – нейроиммуноэндокринология (Акмаев И.Г., 2000; Акмаев И.Г., Гриневич В.В., 2003). Установлено участие МК в организации полового поведения (Cahill L. et al., 2004; Hamann S., 2005; Zaidi Z.F., 2010), поведенческих и эмоциональных реакций (Шульговский В.В., 2003; Baxter M.G., Murray E.A., 2002; Butler R.K., Finn D.P., 2009; LeDoux J.E., 2007; McGaugh J.L., 2004; Millan M.J., 2003; Morrison S.E., Salzman C.D., 2010; Müller V.I. et al., 2011; Phelps E.A., LeDoux J.E., 2005; Rosen J.B., Donley M.P., 2006; Rosen J.B. et al., 2008; Salzman C.D., Fusi S., 2010). Кроме того, МК включает в себя фенотипически различные популяции нейронов, которые играют уникальную роль в возникновении стресса и страха (McDonald A.J., 2003; Reznikov L.R. et al., 2008; Sah P. et al., 2003; Truitt W.A. et al., 2009), патофизиологии многих заболеваний, таких как тревожные расстройства и смена настроения у человека (Drevets W.C., 2001; Mathew S.J. et al., 2008; Phillips M.L. et al., 2003; Protopopescu X. et al., 2005; Schwartz C.E. et al., 2003; Stein M.B. et al., 2002), эпилепсия, шизофрения, болезнь Альцгеймера (Mohammadi S. et al., 2013). МК мозга представляет собой гетерогенную структуру, которая расположена в медиальном отделе височной доли головного мозга (Bombardi C., 2014; Chekroud A.M. et al., 2014; Zalla T., Sperduti M., 2013). Рострально МК контактирует с диагональным пучком Брока; латерально ограничивается волокнами внешней капсулы, медиально – латеральной преоптической областью, латеральным гипоталамусом, зрительным
трактом и стенкой бокового желудочка; дорсально МК лежит между скорлупой и оградой (Druga R., 1969; Koikegami H., 1963). K. Burdach был первым, кто идентифицировал эту структуру как миндалевидный комплекс (1819), хотя это открытие не включало в себя весь комплекс, как известно, сегодня (Sah P. et al., 2003). Первое топографическое описание МК опубликовал T. Meynert в 1867 году. Далее МК начал изучать анатом J.B. Johnston и в 1923 году классифицировал эту структуру. Дополнительные описательно анатомические исследования на крысах (Krettek J.E., Price J.L., 1978b), кроликах (Young M.W., 1936), летучих мышах (Humphrey T., 1936), кошках (Fox C.A., 1940), обезьянах (Lauer E.W., 1945) и человеке (Crosby E.C., Humphrey T., 1941) подтвердили и расширили наблюдения, которые провел J.B. Johnston. Более поздние исследования подразделяют МК на множество различных регионов, превращая его в довольно сложную структуру (Alheid G.F. et al., 1995; De Olmos J.S., 2004). Сегодня большинство исследователей придерживаются классификации, которую первым предложил J.B. Johnston (1923) и дополнили E.C. Crosby, T.Humphrey (1941), T. Humphrey (1968) и J.S. De Olmos (2004). В 1923 году J.B. Johnston на основании сравнительно морфологических исследований ядерные компоненты МК разделил на группы: кортико-медиальную и базо-латеральную. Эта классификация была применена к МК мозга человека (Crosby E.C., Humphrey T., 1941) и в равной степени была пригодна для млекопитающих, стоящих на более низких ступенях развития (Kling A., 1966; Koikegami H., 1963 и др.). По мнению A. Pitkänen (2000), МК состоит из многочисленных ядер и областей с различными цитоархитектоническими, хемоархитектоническими особенностями и связями, которые условно определил как глубоко расположенные (латеральное ядро, базальное ядро, добавочное базальное ядро и параламинарное ядро (у приматов)), поверхностно расположенные ядра (СОа, ядро обонятельного тракта, ядро ложа (bed nucleus) добавочной обонятельной луковицы, медиальное ядро и заднее кортикальное ядро (СОр)) и область «оставшихся» ядер МК (передняя амигдалярная область, центральное ядро (СЕ), вставочные массы и амигдалогиппокампальная область) (Pitkänen A., 2000; Pitkänen A., Kemppainen S., 2002). Независимые цитоархитектонические исследования срезов мозга человека, которые позволяют выявить различия по типу клеток, показали, что МК может быть подразделен на три основные группы ядер: базолатеральная группа (базальное, латеральное и добавочное базальное
ядра), кортикомедиальная группа (кортикальное и медиальное ядра) и СЕ (De Olmos J.S., 2004; Mai J.K. et al., 2008; Nieuwenhuys R. et al., 2008; Solano-Castiella E. et al., 2010, 2011). Списки терминов ядер МК содержатся в стереотаксических атласах G. Paxinos и C. Watson (1998) и L. Swаnson (1992). Обобщенное сравнение номенклатур было опубликовано А. Pitkänen (2000). По общему мнению исследователей, кортикальное ядро (СО) относится к кортикомедиальной группе ядер. Филогенетически кортикомедиальная группа ядер - самая древняя и наиболее развита у низших млекопитающих. Только эта группа ядер получает прямые связи из обонятельной луковицы (Davis B.L. et al., 1978; Scalia F., Winnans S.S., 1975). Широкое представительство и особая организация обонятельных связей с МК отличают обонятельную систему от других сенсорных систем, делая ее привилегированной моделью для исследования кодирования биологически соответствующих стимулов и процессов памяти, включающих эмоции. Эти взаимосвязи в настоящее время недостаточно изучены (Vera J. et al., 2014). Поверхностно расположенные ядра состоят из двух основных типов клеток: возбудительные (глутаматергические) пирамидные нейроны и ингибиторные (ГАМКергические) непирамидные нейроны (McDonald A.J., 1998; Sah P. et al., 2003). Пирамидные клетки имеют множество дендритных шипиков, формируют 80% всей популяции клеток и осуществляют связь между удаленными друг от друга нейронами (McDonald A.J., 1998; Sah P. et al., 2003). Непирамидные нейроны – безшипиковые клетки, занимают приблизительно 20% всех нейронов и составляют внутренние связи (область действия) (McDonald A.J. et al., 2012) и действуют как интернейроны (Spampanato J. et al., 2011). Если в глубоко расположенных ядрах эти типы нейронов располагаются беспорядочно, не организованно, то в поверхностно расположенных ядрах они имеют слоистую организацию (слои I, II, III) (McDonald A.J, 1998; Sah P. et al., 2003). СО располагается в переднем отделе МК и делится на СОа, периамигдалярную кору (РАС) и СОр (Krettek J.E., Price J.L., 1977; Scalia F., Winans S.S., 1975) (Рисунок 1).
Рисунок 1 - Локализация СОа (стрелка) на схеме фронтального среза мозга крысы (Paxinos G., Watson C., 1998). F. Scalia и S.S. Winans (1975) и J.E. Krettek и J.L. Price (1978а) охарактеризовали в составе СОа три слоя: плексиформный (I), слой относительно плотноупакованных пирамидных клеток (II) и глубокий слой, состоящий из более рассеянных клеток (III) или три зоны: поверхностную, поверхностную клеточную и глубокую клеточную. При этом поверхностная клеточная зона подразделяется на латеральную и медиальную части, имеющие различия в нейронном составе, интенсивности и характере окраски цитоплазмы, размерах нейронов, плотности и упорядоченности расположения клеток (Минибаева З.Р., Калимуллина Л.Б., 2000). Тем не менее, существуют межвидовые различия: у кролика CОа характеризуется полным отсутствием слоистости (Jagalska-Majewska H. et al., 2001), в то время как у крысы (Kemppainen S., Pitkanen A., 2000) и обезьяны (Bauman M.D., Amaral D.G., 2005; Stefanacci L., Amaral D.G., 2002) четко определяются три слоя. Суммируя вышесказанное, СОа МК мозга представляет собой скопление нейронов и глии, которые обладают характерными чертами пространственной организации, проявляющимися в наличии четких зон: поверхностной зоны, поверхностной клеточной зоны (с дифференциацией на медиальную и латеральную части) и глубокой зоны (Карпова А.В., Калимуллина Л.Б., 2001; Минибаева З.Р., 1999). Проведены многочисленные исследования внутренних связей между структурами МК, а также его взаимоотношения с другими
отделами головного мозга. Знания о связях СОа с другими ядрами в пределах МК и внеамигдалярными отделами мозга дают возможность определения его функциональной значимости. Источником афферентных волокон для СОа в пределах МК служат: пириформная кора (РС), РАС, медиальное ядро, базолатеральное ядро (Krettek J.E., Price J.L., 1978b; Ottersen O.P., 1982), переднее базомедиальное ядро (Petrovich G.D. et al., 1996), СЕ (Jolkkonen E., Pitkänen A., 1998). Внутриамигдалярные эфференты СОа идут к СЕ (De Olmos J., 1972), РС, РАС, ядру латерального обонятельного тракта и базомедиальному ядру (Krettek J.E., Price J.L., 1978a), медиальному ядру и СОр (Ottersen O.P., 1982). Афферентную информацию СОа получает от основной обонятельной луковицы (Krieger M.S. et al., 1979; Sevelingres Y. et al., 2004), вентральнoй части латеральной преоптической области (Nitecka L., 1981), задней и вентральной агранулярной инсулярной области (Ottersen O.P., 1982), эндопириформного ядра (Behan M., Haberly L.B., 1999), таламических ядер и некоторых латеральных областей коры головного мозга (Wojcik S. et al., 2013). В то время как стимулы от большинства сенсорных систем входят в базолатеральный комплекс МК через таламус и неокортикальные области, центростремительные связи от основной обонятельной луковицы (olfactory bulb) непосредственно идут в кортикальную область МК. Митральные и пучковые (tufted) клетки обонятельной луковицы проецируют аксоны своих нейронов через латеральный обонятельный тракт к PC МК и кортикальному ядру МК (COa и COp) (Paxinos G. et al., 1999). Эти ядра имеют слоистую структуру с поверхностно-клеточным слоем (слой I), который содержит аксоны, идущие из обонятельного тракта и апикальные дендриты нейронов, расположенные в густоклеточном слое (слой II) (McDonald A.J., 1998). Эта обонятельная область была недостаточно исследована, но недавно полученные анатомические исследования свидетельствуют об их роли во врожденном предпочтении запахов (Sanhueza M., Bacigalupo J., 2005; Sevelinges Y. et al., 2004). Кроме того, электрофизиологические и поведенческие исследования подтверждают связь СОа с обонятельными областями и являются основой создания условий страха у крыс, участвуют в процессах обучения (Sevelinges Y. et al., 2004).