Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Морфо-функциональное состояние наружных мышц глаза крысы на фоне введения L-тироксина и мерказолила

ВАК РФ 03.03.04, Клеточная биология, цитология, гистология

Автореферат диссертации по теме "Морфо-функциональное состояние наружных мышц глаза крысы на фоне введения L-тироксина и мерказолила"

На правах рукописи

Чучков Олег Викторович

Морфо-функциональное состояние наружных мышц глаза крысы на фоне введения Ь-тироксина и мерказолила

03.03.04. - клеточная биология, цитология, гистология 14.03.01. - анатомия человека

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 2 МАЙ 2011

Саранск-2011

4845203

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный медицинский

университет»

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессор Валиуллин Виктор Владимирович доктор медицинских наук, доцент Сабельников Николай Евгеньевич Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Степанова Ирина Петровна доктор медицинских наук, профессор Чаиркин Иван Николаевич

Ведущее учреждение:

ГОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет»

Защита состоится «29» апреля 2011 года в «Ю00» часов на заседании диссертационного совета Д 212.117.01 при ГОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева» по адресу: 430005, Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева» по адресу: 430005, Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68.

Автореферат разослан «_»_2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук,

профессор В.П. Балашов

Принятые сокращения:

АТ - антитела

АХЭ - ацетилхолигостераза

ЛДГ - лактатдегидрогеназа

МВ - мышечное волокно

НМС - нейромышечный синапс

СДГ - сукцинатдегидрогеназа

ТЦ - тяжелые цепи

ФАЗ - ферметноаетивная зона

ФНЗ - ферментонегативная зона

ХЭ - холинэстераза

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Проблема межклеточных и межтканевых взаимоотношений остается одной из самых актуальных в морфолопш. В частности, определенный интерес представляют вопросы нейрогуморальной регуляции функционирования скелетных мышц (Акмаев И.Г., 1996). Ряд мышечных заболеваний связан с нарушением либо нервной трофики (Гехт Б.М., 1982; Schiaffino S., Serrano А., 2002; Van Dijk J. et al., 2002), либо гуморальной регуляции работы скелетных мышц (Kingston W., 1983; Seiitsu О. et al., 1987; Мак-Комас А.Дж., 2001). Широким спектром экспериментальных подходов доказано, что любые нарушения нервной трофики приводят к изменениям различных свойств мышц и их нервных окончаний (Улумбеков Э.Г., Резвяков Н.П., 1980; Jakubiec-Puka A. et al., 1990; Валиуллин В.В., 1996; Скаков В.Н., 2008).

Проблема гормональной регуляции функционирования различных органов и тканей остается одной из самых актуальных в медицине и биологии. Ряд исследований посвящен влиянию некоторых гормонов на различные струюур-но-функциональные параметры скелетных мышц (Липарталиани Д.И., 2001; Kadi F. et al., 2002; Ustunel I., Akkoyunlu G., Demir R., 2003 и др.). Знание меха-

3

низмов гормональной регуляции функционирования скелетных мышц позволит раскрыть патогенез целой группы мышечных заболеваний, связанных с эндок-ринопатиями (Kingston W., 1983; Seiitsu О. et al., 1987). В рамках этой проблемы несомненный интерес представляют вопросы возможной роли йодсодержа-щих гормонов щитовидной железы в такой регуляции.

Актуальность проблемы обусловлена в первую очередь высокой частотой встречаемости различных видов патологий, связанных с дисфункциями щитовидной железы, в частности на территории Удмуртской Республики. Например, известно, что субклинический гипотиреоз часто проявляется у детей на фоне синдрома Дауна и, примерно в половине случаев, сопровождается врожденной патологией миокарда. Возникает вопрос, стоит ли идти на риск в отношении сердечной деятельности при длительной терапии L-тироксина в целях коррекции субклинического гипотиреоза (Toscano Е., Pacileo G., Limongelli G. et al., 2003). Также хорошо известно существование двух видов мышечной патологии прямо связанных с уровнем тиреоидных гормонов в организме - это гипо- и ги-пертиреоидные миопатии. Частота миопатии при гипотиреозе распределяется от 30 до 80% (Vasconcellos L.F., Peixoto М.С., de Oliveira T.N. et al., 2003).

Одним из типичных проявлений дисфункций щитовидной железы являются разнообразные нарушения морфо-функциональных характеристик органа зрения и его вспомогательного аппарата. Ткани глазницы формируют уникальную иммунологическую среду, что проявляется при аутоиммунных нарушениях (например - офтальмопатия Грейвса), специфичных для данных тканей (Ка-minski H.J., Li Z., Richmonds С. et al., 2003). Многочисленные причины для повышенной чувствительности тканей глазницы базируются на взаимодействии морфофизиолошческих свойств наружных мышц глаза, уникальности глазодвигательной системы и конкретной аутоиммунной патологии. Так, патогенез офтальмопатии Грейвса недостаточно понятен, однако отдельные эпитопы наружных мышц глаза и щитовидной железы могут привести к специфическому аутоиммунному поражению этих тканей. Вместе с тем до настоящего времени плохо изучено, как сказывается нарушение функций щитовидной железы на структурно-функциональной характеристике наружных мышц глаза. Вот поче-

му нельзя исключить, что уровень Т3 и Т4 контролирует ряд морфо-функдиональных характеристик наружных мышц глаза и-некоторые виды мышечной патологии прямо связаны с уровнем этих гормонов. Вышесказанное свидетельствует о том, что изучение наружных мышц глаза в условиях гипо- и гипертиреоидозе безусловно актуально и связано с запросами практической офтальмологии и эндокринологии.

Цель работы: установить особенности распределения различных типов мышечных волокон и организации области нейромышечного синапса наружных мышц глаза на фоне введения L-тироксина и мерказолила.

Задачи исследования. В ходе исследования в соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

1. Описать гисто- и иммуногистохимическую характеристику системы «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» интактного животного.

2. Определить морфологическое состояние щитовидной железы крысы на фоне введения L-тироксина и мерказолила.

3. Выявить особенности состава мышечных волокон и организации ФАЗ НМС наружных мышц глаза крысы в условиях введения L-тироксина.

4. Установить изменения относительного содержания мышечных волокон разных типов и ферментоактивных зон нейромышечных синапсов наружных мышц глаза крысы при введении мерказолила.

Научная новизна. Впервые с использованием гистохимических методик получены данные по изменению метаболического профиля мышечных волокон и гистохимическому преобразованию области нервно-мышечного контакта наружных мышц глаза белой беспородной крысы в норме и в короткие сроки эксперимента (с 3-х по 14-е сутки) в условиях увеличения и уменьшения уровня гормонов щитовидной железы.

Научно-практическая ценность. Настоящее исследование имеет отчетливую практическую направленность и расширяет представления о преобразованиях в системе «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» наружных мышц глаза на фоне введения L-тироксина и мерказолила. Это может

быть использовано в клинической (офтальмология, эндокринология, неврология) и экспериментальной медицине, а также в теоретическом курсе, посвященном морфологии желез внутренней секреции, периферической нервной системы и миологии.

Положения, выносимые на защиту.

1. Система «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» дорсальных прямой и косой и латеральной прямой мышц глаза интактной крысы в репродуктивном периоде постнатального онтогенеза характеризуется как общими, так и специфическими гисто- и имуногистохимическими и морфометри-ческими признаками.

2. На фоне введения Ь-тироксина и мерказолила в период с 3-х по 14-е сутки эксперимента в наружных мышцах глаза наблюдаются гистохимические и морфометрические изменения системы «двигательное нервное окончание -мышечное волокно», направленные на адаптацию глазодвигательного аппарата при измененном гормональном статусе. Введение Ь-тироксина, в отличие от мерказолила, вызывает в наружных мышцах глаза более значимые изменения.

3. Первичными изменениями со стороны наружных мышц глаза крысы на фоне введения Ь-тироксина и мерказолила является уменьшение доли оксида-тивных и увеличения оксидативно-гликолитических мышечных волокон, что, в свою очередь ведет к преобразованиям области нейромышечного синапса.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на научном медицинском обществе АГЭ Удмуртии (Ижевск, 2006, 2010) и Татарстана (Казань, 2010); VIII Конгрессе Международной ассоциации морфологов (Орел, 2006); VI Съезде ВНОАГЭ (Саратов, 2009); X Конгрессе Международной ассоциации морфологов (Ярославль, 2010).

Реализация результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ (из них - 8 статей) в рецензируемых изданиях. Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедр: цитологии, гистологии и эмбриологии Астраханской государственной медицинской академии, Тюменской государственной медицинской академии, Самарского государст-

венного медицинского университета, Казанского государственного медицинского университета; анатомии человека Астраханской государственной медицинской академии, Самарского государственного медицинского университета, Башкирского государственного медицинского университета, Казанского государственного медицинского университета.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из «Введения», «Обзора литературы», «Материла и методов исследования», «Результатов собственных исследований», «Обсуждения полученных результатов», «Выводов» и «Списка литературы», включающего 116 отечественных и 186 зарубежных источников. Работа напечатана на 134 машинописной странице, включает 10 таблиц, 3 гистограммы и 75 микрофотографий.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования служили дорсальная прямая (m. rectus dorsalis oculi), дорсальная косая (т. obliqus dorsalis oculi) и латеральная прямая (m. rectus lateralis oculi) мышцы глаза белой беспородной крысы (Гамбарян П.П., Ду-кельская Н.М., 1955). Выбор мышц объясняется их различной иннервацией (за счет Ш, IV и VI пар черепных нервов соответственно). Мышцы исследованы у интактных и экспериментальных животных в репродуктивном периоде постна-тального онтогенеза (4 - 5-й месяцы жизни) по периодизации В.И. Махинько и В.Н. Никитина (1975). Возраст животного определялся по весу, согласно данным П.П. Гамбарян и Н.М. Дукельской (1955). Выбор возрастной группы животного объясняется тем, что система «двигательное окончание - мышечное волокно» в репродуктивном периоде онтогенеза находится в стадии стабилизации гистохимических и морфометрических параметров, характеризующих конкретную скелетную мышцу (Сабельников Н.Е., 2006).

Введение L-тироксина и мерказолила производилось по методике А.Е. Соханенковой (2009). Раствор мерказолила мышам и крысам вводили подкожно, ежедневно в течение 7 дней в дозе 50 мг/кг (таблетки для приема внутрь по 5 мг, производство «Здоровье», Украина). Раствор L-тироксина (100 Берлин-

Хеми) вводили крысам ежедневно, подкожно в дозе 1 мг/кг в течение 7 дней. Эксперимент выполнен в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», утвержденными приказом Минздрава СССР №577 от 12.08.77 г. Предварительно наркотизированные животные выводились из эксперимента на 3-й, 5-е, 7-е и 14-е сутки. Контрольную группу составила интактные крысы того же возраста.

Животные распределялись по группам следующим образом:

Таблица 1

Распределение животных по группам

методика: Определение ак- Определение Определение

группа крыс: тивности АХЭ в активности типов МВ по

области НМС СДГвМВ скорости сокращения

Контроль 5 5 5

Ь-тироксин:

3-й сутки 3 3

5-е сутки 3 3

7-е сутки 3 3

14-е сутки 3 3 3

мерказолил:

3-й сутки 3 3

5-е сутки 3 3

7-е сутки 3 3

14-е сутки 3 3 3

Итого: 69

Для определения морфологических изменений в щитовидной железе использовалось подкрашивание фиксированных в формалине препаратов тиоук-сусной кислотой по методике Г.М. Николаева и В.В. Шилкина (1983). По данным литературы (Вагу1а I., (Зтепшк в., Ьакоту М., 2003) известно, что щитовидная железа снабжена многочисленными адренергическими и холинергиче-скими нервными волокнами, которые встречаются как меньшие ига большие пучки или одиночные нервные волокна. Они были расположены вокруг кровеносных сосудов, под волокнистой капсулой и около секреторных пузырьков.

Следовательно, при использовании маркера активности ацетилхолина можно получить достаточно четкую морфологическую картину-данного органа. На площади среза подсчитывалось процентное соотношение крупных (свыше 150 мкм), средних (75 - 150 мкм) и малых (25 - 75 мкм) фолликулов с последующем определением <р-критерия Фишера. Изменение соотношений между размерами фолликулов (мозаичность строения щитовидной железы) отражает функционально-морфологическую активность железы - структурную неупорядоченность в норме, повышенную при микрофолликулярном и сниженную при склеротическом зобе (Хмельницкий О.К., Третьякова М.С., 1997).

Для исследования преобразований системы «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» наружных мышц глаза в контрольной и экспериментальных группах использовались гисто- и имуногистохимические методики по определению активности АХЭ в области НМС и активности СДГ в мышечных волокнах.

Определение активности АХЭ в области НМС. Согласно данным литературы (Филимонов В.И., 1992, 1998) о влиянии способа умерщвления животного на выявление ХЭ-активности, предварительно наркотизированных гексе-налом животных декапитировали.

Для данного исследования использовалась методика выявления ХЭ в зоне НМС тиоуксусной кислотой в модификации Г.М. Николаева и В.В. Шилкина (1983). После забоя животного мышцы забирались через 30 минут, это время обеспечивало необходимую миорелаксацию. Материал фиксировался в течение 18-24 часов в охлажденном растворе 10% формалина (рН 6,8 - 7,0). Срезы, толщиной в 40 мкм, изготовлялись на замораживающем микротоме. В дальнейшем срезы помещались на 15 - 18 минут в инкубационную среду, которая имела следующий состав:

ОДМцшратный буфер рН 6,2 - 20 мл,

0,5% раствор нитрата свинца — 0,5 мл, тиоуксусная кислота - 0,03 мл.

После инкубации срезы промывались в дистиллированной воде в течение 1,0-1,5 часов, а затем заключались в глицерин-желатин. Данная методика выявления активности специфической ХЭ в зоне НМС основана на гидролизе тиоуксусной кислоты АХЭ. Достаточная простота и высокая скорость проведения, воспроизводимость результатов и четкие критерии оценки реакции, разработанные авторами, позволили использовать данный метод в нашей работе.

Полученные микропрепараты оценивали методами качественного и количественного анализа. Качественными критериями являлись: выраженность активности ХЭ; характер отложения продукта реакции и топография ФАЗ НМС; наличие или отсутствие околосинаптической активности фермента; количество ФАЗ, приходящихся на одно МВ. Количественный анализ проводился согласно принципам непрямой морфометрии (Автандилов Г.Г., 1990). В исследовании использовался микроскоп МБИ-3 с бинокулярной насадкой (1,5х, объектив 40х, окуляр Т). Для подсчета использовалась окулярная сетка с равноудаленными узлами пересечения.

Характеристика сетки:

- площадь сетки - 90000 мкм2,

- число узлов пересечения -1660,

- расстояние между линиями сетки (Д) - 7,97 мкм,

- площадь, соответствующая одному узлу пересечения - 54,2 мкм .

- длина стороны сетки (Ц- 300 мкм.

На стандартной площади среза мышцы, ограниченной сторонами сетки («накиде»), определялись следующие показатели:

- общее количество ФАЗ НМС,

- количество НМС с простой конструкцией ФАЗ,

- количество НМС со сложной конструкцией ФАЗ,

- количество МВ.

Обработка данных производилась по оригинальной методике, разработанной и апробированной в ЯГМА (Шилкин В.В. с соавт., 1992; Шилкин В.В., Филимонов В.И., 1997; Филимонов В.И., 1998). Морфометрия области НМС за-

ключалась в определении количества узлов пересечения сетки, падающих на область НМС (для простых и сложных форм ФАЗ НМС);,количества узлов пересечения сетки, падающих на ФАЗ НМС (для сложных форм ФАЗ НМС). Определялось также количество MB в «накиде». Результаты заносились в протокол отдельно по каждому «накиду». В зависимости от группы животных и изучаемой мышцы 300 объектов (ФАЗ НМС), описываемых для каждой мышцы, размещались в среднем 70 - 90 «накидах». Далее определялись средние показатели по каждому «накиду» отдельно.

Преобразование относительных единиц в общепринятые стандартные единицы измерения производили по формулам:

1. Площадь сечения области НМС (для простых и сложных форм ФАЗ) и площадь ФАЗ НМС со сложной конструкцией (мкм2) - S=SxX (мкм2); где X-количество узлов пересечений сетки, падающих на область НМС; S мкм2 -площадь, соответствующая одному узлу пересечения сетки.

2. Диаметр MB рассчитывался по формуле (мкм): 0=L/Ijue, где L - длина стороны сетки, - количество MB на площади среза, ограниченной сеткой.

Определялись следующие производные от первичных данных:

1. Отношение площади сечения сложной ФАЗ к площади сечения области

НМС (доля ФАЗ на площади сечения области НМС, S#al/Sщ,с);

2. Совокупное количество ФАЗ в расчете на 1 MB - 2НМС/МВ и совокупная площадь сечений ФАЗ в расчете на 1 MB (мкм2) - ES^mb. Эти показатели позволяют характеризовать систему двигательное окончание - мышечное волокно.

Полученные данные по отдельным «накидам» суммировались для получения средних значений показателей изученных 300 объектов. Статистическая обработка данных, с соблюдением принципов медико-биологической статистики (Гланц С., 1999), включала нахождение средних значений каждого параметра, коэффициента репрезентативности, t-критерия Стьюдента, учитывался 95% доверительный интервал для разности. Анализ проводился с использованием программ Microsoft Excel '03 и Primer of Biostatistics V4.03.

Выявление активности СДГ в мышечных волокнах. Активность СДГ определялась методом с нитросиним тетразолием (Пирс А., 1962). Криостатные срезы толщиной 12 мкм подсушивали на предметных стеклах и помещали в инкубационную среду следующего состава: в 5 мл 0,1М фосфатного буфера с рН 7,5 растворяли 5 мг нитросинего тетразолия и 13,5 мг сукцината натрия. Инкубация проводилась в течение 30 - 60 минут при 37°С. Далее срезы отмывали большим количеством дистиллированной воды, высушивали и заключали под покровные стекла в глицерин-желатин. В каждой мышце обсчитывали волокна по все площади среза (что составляет в среднем 400 мышечных волокон). Статистический анализ проводился определением ср-критерия Фишера.

Микрофотосъемка цифровой камерой Саппоп с разрешением снимков 180 пикселей выполнялась на микроскопе МБИ-3, объектив 40х, окуляр 10х для методики с определением АХЭ и объектив 8", окуляр 10х при определении СДГ и снимков щитовидной железы. Полученные снимки обрабатывались в Adobe Photoshop, версия 5.0. При обработке микроснимков допускалась умеренная балансировка яркости-контраста.

Иммуногистохимическое определение типов мышечных волокон скелетных мышц. Исследование проведено на мышах 3-х месячного животного. Использован стандартный авидин-биотиновый метод, основанный на способности авидина связываться с биотином, который, в свою очередь связывается с иммуноглобулинами и ферментными маркерами. Метод включает изготовление замороженных в жидком азоте срезов 10 мкм на криостате; инкубацию с первичными, матричными моноклональными антителами к тяжелым цепям быстрого миозина (производства Novocastra Laboratories Ltf., United Kingdom) - 24 часа; инкубащпо со вторичными, биотинилированными антителами (60 минут) и инкубацию с стрептовидин-пероксидазным комплексом (60 минут) (производства Novocastra Laboratories Ltf., United Kingdom); выявление активности пероксидазы - окрашивание 3-диаминобензидин тетрахлоридом (ДАБ) (производства BD Biosciences Pharmingen, USA). На полученных микропрепаратах

подсчитывало«. процентное соотношение темных (имевших реакцию к антителам против быстрого миозина) и светлых (неактивных) MB.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Вводимый препарат мерказолила является антитиреоидным (тиреостати-ческим) веществом и применяется обычно при гиперфункции железы. У ин-такгных животных мерказолил вызывает гипотиреоидоз. В результате проведенного эксперимента по созданию на фоне введения L-тироксина и мерказолила получены следующие изменения щитовидной железы. На фоне введения L-тироксина при внешне не измененной анатомии железы к 7 - 14-м суткам эксперимента отмечается увеличение процентного содержания крупных фолликулов и уменьшение доли малых фолликулов к 14-м суткам. На фоне введения мерказолила к 7 - 14-м суткам наблюдается увеличение размеров долей железы и изменение их окраски с серо-розовой на красно-коричневую. В железе отмечается исчезновение крупных фолликулов при достоверном увеличении содержания малых уже на 3-й сутки эксперимента. Указанные изменения свидетельствуют о возможности применения методики А.Е. Соханенковой (2009) для воссоздания моделей гипертиреоидоза и пшотиреоидоза с целью установления особенностей распределения MB различных типов и организации области НМС наружных мышц глаза в короткие сроки эксперимента.

По своему развитию, функции и иннервации изученные мышцы (дорсальные прямая и косая и латеральная прямая мышцы глаза - Гамбарян П.П., Дукельская Н.М., 1955) имеют общие черты. Мышцы составляют глазодвигательный аппарат, иннервируемый соответствующими нервами и происходят из головных (предушных) миотомов. Отличия заключаются в тех движениях, за которые отвечают непосредственно каждая из изученных мышц и нервах, подходящих к ним (III, IV и VI пары соответственно). Исходя из преобладания MB с высокой активностью СДГ, типа С (>3/4 - 4/5 всех волокон), к оксидативным мышцам можно отнести все изученные мышцы глаза, что согласуется с ранее

проведенными исследованиями мышц интактных крыс. После проведенных экспериментов в изученных мышцах в целом сохраняется преобладание окси-дативных МВ, однако их соотношение уменьшается до 2/3 - 3/4 на фоне введения Ь-тироксина и 1/2 - 2/3 - на фоне введения мерказолила. Топография пучков МВ 2-го порядка не отличается от описываемой в наружных мышцах глаза (Шумахер Г.Х. с соавт., 1971; Шамшурина И.В., 2004; Сабельников Н.Е., 2006) и не изменяется на фоне проведенного эксперимента.

Топография двигательных окончаний исчерченных мышц начинает определяться к моменту рождения и окончательно устанавливается к предпубертат-ному периоду онтогенеза, с последующим незначительным изменением (Сабельников Н.Е., 2006). НМС располагаются в местах, соответствующих вхождению в мышцу нерва и его делению на конечные ветви («ворота» мышцы). Эффекторы чаще образуют цепочки, пересекающие среднюю треть мышцы перпендикулярно ходу мышечных волокон; реже - располагаются широкими полями без четкой ориентации. В ходе проведенного нами исследования гисто-топография НМС в изученных мышцах не отличается от описанной ранее в мышцах интактных крыс (Шамшурина И.В., 2004; Сабельников Н.Е., 2006) и на фоне проведенного эксперимента не изменяется.

ФАЗ НМС скелетных мышц млекопитающих, имеющих различное происхождение, характеризуются общими чертами организации (Филимонов В.И., 1992,1998; Шилкин В .В., Филимонов ВН., 1997; Сабельников Н.Е., 2000,2006). К общим признакам относятся высокий уровень активности ХЭ, четкая локализация ХЭ в области НМС, наличие в каждой мышце двух основных форм ФАЗ - простой и сложной. Известно (Сабельников НЕ., 2006), что конструкция ФАЗ (простая и сложная) зависит от организации НМС, определяемой морфо-функциональным статусом иннервируе-мого МВ. Среди сложных конструкций ФАЗ для гликолитических волокон наиболее характерна сложная трабекулярная, для оксидативных волокон - сложная «гроздье-видная» и сложная глобулярная без четкой ФНЗ, для оксидативно-гликолитических волокон - сложная глобулярная ФАЗ НМС. От скоростных параметров МВ качественная характеристика ФАЗ НМС, по-видимому, не зависит. Для мышц животных в

репродуктивном периоде онтогенеза характерно достижение нервно-мышечным контактом дефинитивных параметров. Начиная с репродуктивного периода в мышцах также отмечаются естественные возрастные дегенеративные явления - изменения характера отложения конечного продукта реакции и активности АХЭ в области НМС, в итоге приводящие к исчезновению ФАЗ (Сабельников ШЕ., 2006). Естественные регенераторные процессы, такие как образование НМС ёе поуо для данного возрастного периода не характерно. В ходе исследования во всех изученных мышцах отсутствовала как около-, так и внесннаптическая активность АХЭ.

Во всех изученных мышцах в норме и эксперименте преобладают сложные ФАЗ НМС, составляющие от 2/3 до 4/5 от всех НМС. Соотношения простых и сложных ФАЗ НМС в мышцах несколько меняются в ходе эксперимента, однако эти изменения выражены не ярко, и, по-видимому, зависят непосредственно от функциональной нагрузки на отдельную мышцу. Морфомегрические показатели системы «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» всех изученных мышц, характеризующие как параметры НМС, так степень иннервированносга МВ, сопоставимы и в первые две недели на фоне введения Ь-тароксина и мерказолила.

Таким образом, система «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» наружных мышц глаза шпазпных крыс в репродуктивном периоде онтогенеза и на фоне введения Ь-тироксина и мерказолила характеризуется общими чертами, такими, как гастотопография мышечных пучков и НМС; преобладание в мышцах оксидативных МВ; характерных для них глобулярных и «гроздьевидных» конструкций сложных ФАЗ НМС, составляющих большее процентное содержание; сопоставимые морфомегрические параметры ФАЗ НМС (площади простых и сложных конструкций, соотношение площадей ФАЗ и НМС) и степени иннервированности МВ (диаметр МВ, количество НМС и совокупная площадь НМС, приходящиеся на одно МВ). Эти общие черты организации свидетельствуют о принадлежности изученных мышц к общей функциональной группе, имеющей общее развитие а также, о том, что введение Ь-тироксина и мерказолила не вызывают кардинальной перестройки в системе «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» скелетных мышц, в отличие, например от денервации (Филимонов В.И., 1998) или спинальной травмы.

Тем не менее, как на фоне введения L-тироксиш, так и, особенно на фоне введения мерказолила, во всех изученных мышцах ошечаегся смещение метаболизма в сторону ок-сидагшвно-шжолшического. В мьшщах ошечаегся некоторое увеличение числа гликолитических MB в дорсальной и латеральной прямой мышцах на фоне введения L-тироксина и достоверное увеличение числа волокон типа А на фоне введения мерказолила.

При сравнении на гистограмме динамики смещения метаболизма в окси-дативно-гликолитическую сторону можно видеть определенные закономерности. На фоне введения L-тироксина, также как и на фоне введения мерказолила, на 3-й сутки эксперимента отмечается достоверное увеличение доли промежуточных волокон типа В при уменьшении содержания оксидативных волокон. В прямых мьшщах глаза это смещение более заметно, особенно на фоне введения мерказолила. Начиная с 5-х суток эксперимента состав MB в изученных мышцах меняется неодинаково, тем не менее, наблюдается некоторое увеличение оксидативных MB к 5-м суткам практически во всех сериях эксперимента, что можно объяснить некоторой адаптацией организма в ответ на вводимые препараты. К 14-м суткам эксперимента не в одной из серий эксперимента содержание оксидативных MB в изученных мьшщах не достигает нормы.

Подобные изменения состава MB, отличающихся по метаболизму, описаны в проведенных ранее исследованиях. Известно, что быстрые и медленные мышцы неодинаково реагируют на различный уровень йодсодержащих гормонов щитовидной железы. При введении Тз крысам в предпубертатном периоде постнатального онтогенеза в медленных скелетных мышцах уменьшалось относительное содержание оксидативных MB при увеличении доли окислитель-но-гликолитических с одновременной активацией гликолитических ферментов, в быстрых мьшщах изменения не обнаружены (Nicol C.J.M., Johnston I.A., 1981). Другие данные свидетельствуют об одновременном росте активности как окислительных, так и гликолитических ферментов в медленной мышце (камба-ловидная) гипертяреоидных крыс (Sickles D.W. et al., 1987; Bönen A. et al., 1990). Подобные изменения при ведении мерказолила морским свинкам на-

блюдаются и в быстрой мышце: уменьшается содержание МБ, имеющих высокую активность СДГ (Валиуллин В.В., Резвяков Н.П., 1983).

Рве. 1. Соотношение мышечвьгх волокон разных типов (по активности СДГ). 1 -дорсальная прямая мышца глаза: а) - ¡.-тироксин; б) - мерказолил; 2 - дорсальная косая мышца глаза: а) - Ь-тироксин; 6) - мерказолил; 3 - латеральная прямая мышца глаза: а) - Ь-тироксин; б) - мерказолил.

Примечаниях А - гликолитические МВ типа А; В - оксидативно-гликолитические МВ типа В; С - оксидативные МВ типа С.

Таким образом, можно сделать заключение о том, что изменение гормонального статуса, как в сторону увеличения, так и уменьшения уровня тирео-идных гормонов вызывает общую ответную реакцию организма, направленную в частности на адаптацию исчерченной мышечной ткани к изменившимся условиям метаболизма. Такой адаптацией для исчерченных мышц является увеличение доли промежуточных, оксидативно-гликолитических волокон. Более резкие изменения на фоне введения мерказолила свидетельствуют о более значимом воздействии на состояние глазодвигательного аппарата, чем на фоне введения Ь-тироксина.

Как следствие изменения волоконного состава можно расценивать гистохимические и морфометрические изменения области НМС и системы «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» изученных мышц в целом. Качественные изменения области НМС сводятся к следующим. Во всех изученных мышцах как на фоне введения Ь-тироксина, так и, особенно, на фоне введения мерказолила наблюдается появление сложных ФАЗ НМС, имеющих трабекулярную организацию отложения продукта гистохимической реакции. Такие конструкции более характерны для гликолитяческих МВ (Сабельников Н.Е., 2006). В мышцах практически исчезают «гроздьевидные» сложные ФАЗ НМС. «Гроздьевидные» конструкции являются характерными для наружных мышц глаза и некоторых мимических мышц в более поздние возрастные периоды постнатального онтогенеза (Шамшурина И.В., 2004; Сабельников Н.Е., 2006; Усманова С.Н., 2006) и, по-видимому, являются типичными формами организации ФАЗ НМС для МВ с очень высокой активностью СДГ. Исчезновение «гроздьевидных» ФАЗ НМС в проведенном эксперименте также свидетельствует о смещении метаболического профиля МВ. Большее количество сложных трабекулярных ФАЗ НМС с четко выраженной ФНЗ наблюдается в изученных мышцах на фоне введения мерказолила, что подтверждает сделанное ранее заключение о значимости снижения уровня тиреоидных гормонов для морфо-функционального состояния глазодвигательного аппарата.

Другой отличительной проведенного эксперимента является общая ответная приспособительная реакция НМС на внешние и внутренние воздействия (Шилкин В.В., Филимонов В.И., 1997; Филимонов В.И., 1998). Такой ответной реакцией является преобразования гомогенных конструкций в сложные за счет формирования ФНЗ, а также образование новых гомогенных конструкций незначительных размеров. Образования новых гомогенных ФАЗ является отражением процессов спраутинга и характерно в норме для взрослых крыс (периоды 1-2 зрелости, Сабельников Н.Е., 2006). Образование ФАЗ НМС ¿е пото, опять же, более заметно на фоне введения мерказолила, что находит подтверждение в достаточно заметном увеличении процентного содержания простых ФАЗ к 14-м суткам эксперимента.

Как следствие изменения волоконного состава в изученных мышцах наблюдаются преобразования морфометрических показателей, характеризующих систему «двигательное нервное окончание - мышечное волокно». Увеличение процентного содержания промежуточных волокон типа В подтверждается увеличением диаметра МВ (рис. 2). На гистограмме видно, что к 3-м суткам диаметр МВ (за исключением латеральной прямой мышцы глаза) на фоне введения мерказолила меняется незначительно. Выраженное увеличение диаметра МВ в мышцах отмечается к 5-м суткам эксперимента и сохраняется до конца эксперимента. По-видимому, то смещение профиля МВ от оксидативного к осида-тивно-гликолитическому, что мы наблюдаем на 3-й сутки на фоне введения как Ь-тироксина, так и мерказолила, еще не приводит к морфологическому изменению волокна, которое начинает проявляться позднее, с 5-х суток эксперимента. Из гистограммы видно, что динамика изменения диаметра МВ для каждой из изученных мышц сопоставима на фоне введения I,-тироксина и мерказолила, и, очевидно, зависит от функциональных особенностей каждой мышцы.

2

Рис. 2. Изменение диаметра мышечных волокон. 1 - дорсальная прямая мышца глаза; 2 -дорсальная косая мышца глаза; 3 - латеральная прямая мышца глаза. Примечания: Т - Ь-тироксив; Г - мерказолил.

Количество НМС, приходящихся на одно мышечное волокно в дорсальной прямой мышце глаза

еупш эиа)врим*мп

Количество НМС, приходящихся на одно мышечное .,•■• волокно в дорсальной косой мышце глаза ;

:•;. сутки эксперимент*

2

Количество НМС; приходящихся иа одно мышечное волокно в латеральной прямой мышце глаза

сутан эксперимента

з

Рис. 3. Степень иннервировапвости (количество НМС, приходящихся иа одно мышечное волокно). 1 - дорсальная прямая мышца глаза; 2 - дорсальная косая мышца глаза; 3 -латеральная прямая мышца глаза. Примечания: Т - Ь-тироксин; Г - мерказолил.

Степень иннервированности МВ определяется двумя параметрами - количеством НМС и совокупной площадью НМС, приходящимся на одно МВ (Филимонов В.И., 1992, 1998). На рисунке 3 показано, что при общем увеличе-

нии количества НМС, приходящихся на одно МВ, как на фоне введения Ь-тироксина, так и на фоне введения мерказолила, каждая из изученных мышд характеризуется несколько различной динамикой изменений.

Прямые мышцы глаза (особенно - дорсальная прямая мышца) отличаются плавными изменениями, для дорсальной косой мышцы глаза характерны большие «скачки». Отмечаются общие тенденции изменения степени иннерви-рованности изученных мышц на фоне введения Ь-тироксина и мерказолила. У животных, получавших Ь-тироксин большая степень иннервированности зафиксирована на 7-е сутки эксперимента, после чего наблюдается некоторая стабилизация или уменьшение количества НМС, приходящихся на одно МВ. На фоне введения мерказолила можно видеть более ранние изменения - к 3-м (в дорсальной косой и латеральной прямой) и 5-м (в дорсальной прямой) суткам эксперимента. К 5 - 7-м суткам намечается некоторое уменьшение количества НМС, приходящихся на одно МВ, а к 14-м - новое увеличение НМС. Совокупная площадь НМС, приходящаяся на одно МВ, не отличается столь достоверными изменениями, что объясняется более тонким механизмом эксперимента с изменением гуморальной регуляции системы «двигательное нервное окончание

- мышечное волокно» скелетных мышц, в отличие от изменения нервной регуляции (Филимонов В.И., 1998; Сабельников Н.Е., 2ООО). Тем не менее, за исключением дорсальной косой мышцы глаза на фоне введения мерказолила, к 7

- 14-м суткам эксперимента отмечается увеличение совокупной площади НМС, приходящейся на одно МВ. В дорсальной косой мышце глаза на фоне на фоне введения мерказолила при достоверном увеличении количества НМС, приходящихся на одно МВ, наблюдается уменьшение в сравнении с контролем их совокупной площади, что также может быть объяснено особенностями функциональной загруженности указанной мышцы. Особенности в морфологии наружных мышц глаза при измененном статусе щитовидной железы отмечали и другие исследователи. Так, при офтальмопатии Грейвса меняется соотношение поперечного и продольного диаметра наружных мышц глаза и не зависит от пола или возраста. Поперечный диаметр у всех мышц глаза значительно отличался

от нормы за исключением верхней косой (АусИп К., Ош/еп К., Бепсег Б. е1 а1., 2003).

Таким образом, можно сделать следующее заключение: гуморальная регуляция системы «двигательное нервное окончание - мышечное волокно», в отличие от нервной, более значима для второго базового компонента указанной морфо-функциональной единицы, а именно - для мышечного волокна. Проведенный эксперимент по изменению содержания тиреоидных гормонов, в первую очередь оказывает воздействие именно на МВ, вызывая смещение их метаболического профиля от оксидативного к оксидативно-гликолитическому. Изменения со стороны двигательного нервного окончания вторичны и являются следствием увеличения процентного содержания МВ типов В - промежуточного и А - гликолитического. Изменения области НМС приводят к изменению степени иннервированности МВ. Как показало проведенное исследование, введения мерказолила оказывает более выраженные изменения системы «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» наружных мышц глаза в сравнении с введением Ь-тироксина.

ВЫВОДЫ

1. Система «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» дорсальных прямой и косой и латеральной прямой мышц глаза интактных крыс в репродуктивном периоде характеризуется следующими общими признаками: преобладанием мышечных волокон с высокой активностью сукцинатдегидро-геназы и сложных глобулярных ферментоактивных зон нейромышечных синапсов, сопоставимыми морфометрическими параметрами всех изученных мышц. Изменение гуморальной рефляции (на фоне введения Ь-тироксина и мерказолила) не вызывает значимых преобразований в системе «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» наружных мышц глаза.

2. Наружные мышцы глаза по соотношению быстрых и медленных мышечных волокон являются быстрыми. На фоне введения Ъ-тироксина и мерказолила качественный состав мышечных волокон в изученных мышцах не изменяется.

3. В наружных мышцах глаза уже на 3 - 5-е сутки на фоне введения Ь-тироксина и мерказолила наблюдается уменьшение доли мышечных волокон с высокой активностью сукцинатдегидрогеназы и увеличение доли с умеренной активностью фермента, что свидетельствует о смещении метаболического профиля мышечных волокон к оксидативно-гликолитическому.

4. Преобразования области нейромышечных синапсов дорсальных прямой и косой и латеральной прямой мышц глаза на фоне введения Ь-тироксина и мерказолила являются вторичными, возникающими в ответ на изменение метаболизма мышечных волокон, развиваются позднее - к 5 - 14-м суткам эксперимента. Преобразования являются компенсаторными и заключаются в преобразовании гомогенных ферментоактивных зон в сложные, появлении и увеличении числа сложных трабекулярных конструкций, формировании новых нейромышечных контактов.

5. Измененное на фоне введения Ь-тироксина и мерказолила морфо-функциональное состояние системы «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» наружных мышц глаза приводит к морфометрическим сдвигам, отражающим степень иннервированности мышечного волокна: к 5 - 14-м суткам эксперимента достоверно увеличивается диаметр мышечных волокон и увеличивается количество нейромышечных синапсов, приходящихся на одно мышечное волокно.

6. Введение Ь-тироксина и мерказолила вызывают в системе «двигательное нервное окончание - мышечное волокно» наружных мышц глаза преобразования, имеющие общую направленность и динамику. При введении мерказолила в мышцах наблюдается больший сдвиг метаболизма мышечных волокон в оксидативно-гликолитическую/гликолигическую сторону я большее содержание сложных трабекулярных ферментоактивных зон нейромышечных синапсов, в сравнении с экспериментальным введением Ь-тироксина.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Усманова С.Н., Чучков О.В., Сабельников Н.Е. Гистохимическая и мор-фометрическая характеристика области нейромышечного синапса некоторых мышц головы, имеющих различную иннервацию и функцию, на первом месяце жизни белой крысы // Морфологические ведомости, 2005. №3-4. С.107-110.

2. Чучков О.В. Определение энергетического метаболизма мышечных волокон наружных мышц глаза крысы // Морфологические ведомости, 2006. №1-2. С.74-76.

3. Чучков О.В., Сабельников Н.Е. Гистохимическая характеристика области нейромышечного синапса дорсальной прямой мышцы глаза крысы // Морфологические ведомости, 2006. №3-4. С.65-68.

4. Чучков О.В., Растегаев В.И., Сабельников Н.Е. Преобразования ферментоак-тивной зоны нейромышечных синапсов скелетных мышц в постнатальном онтогенезе // Материалы VÜI Конгресса Международной ассоциации морфологов. Морфология. 2006. Т. 129, №4. с.137.

5. Чучков О.В. Возможные нейрогуморальные механизмы регуляции пластичности системы «двигательное окончание - мышечное волокно» скелетных мышц в онтогенезе и при воздействии повреждающих факторов (обзор) // Морфологические ведомости, 2007. №1-2. С.288-292.

6. Чучков О.В. Характеристика системы «двигательное окончание - мышечное волокно» мышцы, поднимающей веко, крысы при экспериментальном гипертиреозе // Морфологические ведомости, 2007. №3-4. С.73-75.

7. Чучков О.В., Растегаев В.И., Сабельников Н.Е. Сравнительное гистохимическое и морфометрическое исследование системы «двигательное окончание - мышечное волокно» мышц производных вентральных и головных миотомов крысы в пубертатном периоде онтогенеза // Морфологические ведомости, 2008. №3-4. С.86-88.

8. Чучков О.В. Гистохимическая характеристика наружных мышц глаза белой крысы на фоне экспериментального изменения функционального

статуса щитовидной железы II Морфологические ведомости, 2009. №1-2. С.70-72.

9. Чучков О.В., Растегаев В.И., Сабельников Н.Е. Преобразования системы «двигательное окончание - мышечное волокно» некоторых скелетных мышц крысы в эксперименте // Морфология, 2009. Т.136. С.152.

10. Чучков О.В., Сабельников Н.Е. Влияние функционального статуса щитовидной железы на систему «двигательное окончание - мышечное волокно» наружных мышц глаза крысы // Материалы 10 Конгресса МАМ, сентябрь 2010. Морфология, 2010. Т.137, №4. С.213.

11. Чучков О.В., Валиуллин В.В., Сабельников Н.Е. Определение типов мышечных волоков в мышцах глаза белой крысы на фоне экспериментального гипотиреоза // Астраханский медицинский журнал, 2010. Т.5, №4. С.68-72.