Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Реакция нервной ткани крыс на быстропеременное магнитное поле высокой интенсивности (по критериям морфофункциональных изменений)

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Реакция нервной ткани крыс на быстропеременное магнитное поле высокой интенсивности (по критериям морфофункциональных изменений)"

АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК СССР НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕДИЦИНСКОЙ РАДИОЛОГИИ

На правах рукописи

Меркулова Лариса Михайловна

РЕАКЦИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ КРЫС НА БЫСТРОПЕРЕМЕННОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ВЫСОКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

(по критериям морфофункциональных изменений) Специальность 03.00.01 — радиобиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Обнинск — 1990

Работа выполнена в Чувашском государственном университете им. И. Н. Ульянова.

Научные консультанты: лауреат Государственной премии СССР

доктор медицинских наук, профессор Ю. Г. ГРИГОРЬЕВ

заслуженный деятель науки ЧАССР доктор медицинских наук, профессор Д. С. ГОРДОН

Официальные оппоненты: лауреат Государственной премии СССР

доктор медицинских наук, профессор Н. Г. ДАРЕНСКАЯ

доктор медицинских наук, профессор А. Г. СВЕРДЛОВ

доктор биологических наук, профессор Ю. А. ХОЛОДОВ

Ведущая организация: Всесоюзный онкологический научный цент^

АМН СССР.

Защита диссертации состоится „ ¿Г /ОСЬУ/гл^ 1990 г

на заседании специализированного совета Д001.11.01 при Научно исследовательском институте медицинской радиологии АМН СССР (249020, г. Обнинск Калужской области, ул. Королева, 4).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Научно исследовательского института медицинской радиологии АМН СССР

Автореферат разослан „-л. '4' . 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор медицинских наук

В. А. КУЛИКОВ

TiEÜÜiE кттальность проблемы. Ускоренное развитие иог.ледовэлий по Зйолоз ическому действию неионизирущих излучений за последаше два це<ЗАЙ летия стало социалышм заказом современного индустриального ?öiU,»<h за (И.Г. Акоев, 1983). Это становится совершенно очевидным, если учесть, что искусственные магнитные и электромагнитные поля существенно изменяют экологическую обстановку (Г.И. Сидоренко, 'Л.Г. Шандала и др., 1985; R, Ssvstson titai., 1988), являются неблагоприятным фактором производствешюй среда, вызывающим расстройства нервной, сердечно-сосудистой и других систем оргализма (A.M. Вялов с соавт., 1983; Е.А. Загорская с соавт., 1990; M.Cotk-ПЧП, V. ßstaß . 1988),' фактором космических полетов (К.А. Труха-зов с соавт., 1970; Ю.Г. Григорьев, 1982) и в то же время широко 1рименяются как немедикаментозное средство лечения в клинике многих заболеваний (A.M. Демецкий с соавт., 19Э7; H.A. Алексеева, [988; Я. депвске ä ä£ 1988; g.Gzaiski etat .дэзз и др.). Зсе это требует продолжения и развития углубленных научных иссло-рваний биоэффектоп неионизирущих излучений в различных диапазо-iax частот и при различных режимах излучошш (М.Г. ¿Сандала, I98G)

В литературе единичны даншо по биологическому действии по-1ей, где сочетается быстрая изменчивость магнитного поля с внео-сой его интенсивностью.

При действии на организм магнитных полей одной из первых в >тветную реакцию включается нер .ная система (Ю.А. Холодов, 1979; 1.Г. Акоей с соавт., 1986). В радио- и глагнитобиологической литературе этому вопросу посвящены многочисленные работы, в основном Физиологического плана, обобщенные в монографиях Ю.А. Холодова, -I.A. Шишло (1979), Ю.А. Холодова (1982), сборнике "Проблемы электромагнитной нейробиологии"(1988), обзоре А.К. Гусысовой и И.Н.Шатрова (1989). Исследований морфологического характера несрашюи-ю меньше, а с изучением воздействия бисгроперомипшх магнитных

юлей - единицы (Г.И. Евтушенко с соавт., 1978). Практически отсутствуют данные о биоаминной обеспеченности нервной систеш при действии на организм указанных магнитных полей.

Цель работц. Исходя из вышеизложенного, целью настоящего исследования явилось изучение биологических эффектов былроперемен-ного магнитного поля (БПеМП) высокой интенсивности на некоторые

р

отдели нервной систеш. крис в условиях тотального воздействия, выявление пластических возможностей структурных элементов нервной ткани при действии изучаемого поля.

Задачи исследования. На тканевом, клеточном, субклеточном уровнях изучить при действии БПеМП высокой интенсивности состояние:

- спинномозгового ганглия - первого афферентного,звена нервной систеш;

- серого и белого вещества спинного мозга;

- периферического (седалищного) нерва, а также

- характер и степень выраженности морфофункциональных изменений в зависимости от кратности действия БПеМЦ.

Научная новизна. Следующие новые факты и закономерности впервые получены в настоящей работе:

- системные данные, характеризующие биологические эффекты БЛоШ выоокой интенсивности (10 Тл/с). Показано, что даже кратко-вроыешюе (15 мин.) тотальное воздействие БПеМП вызывает в изу-

' чонннх отделах нервной систеш развитие разнообразных изменений' носпацнфачоского характера;

- выдвинуто представление об иерархии различных структурных образований нервной ткшш по чувствительности к повреждающему действию БПсМЛ и иерархическом ходо внутриклеточных событий при. »оэдейогвиа данного фактора;

- на субклеточном уровне показано, что в реакции микрокомп-

лекса нейрощга-глиоцит-гемокалилляр сгшнаяьНого ганглия на воздействие БПеМП наиболее чувствйтолыпили являются нейроциты;

- показано изменение обеспечения биогенными аминами (серото-иин, гисташн, кате^оламлны) изученных отделов нервной система. Выдвинуто положение о серотошногенном эффекте БПоМП высокой интенсивности, который проявляется нарастшшем уровня эндогепного серотонина в структурах нервной ткани;

- показана фаз1{ость протекания морфофункцпенальных сдвигов в изучешшх отделах нервной система в период последействия, появление второй волны изменений - через 5 суток после окончания действия фактора;

- выявленные шрфоф^нсцнонахлшо изменения в структурах, где нет токов проводимости (например, миелшовая оболочка йервннг волокон), дают новые данные о механизме биологического действия БПеМП - на множественные фиксированные заряды.

Совокупность полученных результатов шлага рассматривать ка1< новое научное направление в радиобиологии неионизирущих излучений - нейробиология бнстроперименпых малштных цулеЛ высокой интенсивности. ...

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты вносят существенный-вклад в развитие фундаменталышх основ радиобиологии неионизирущих излучений, в частности, магни-тобиологии ЁПоШ высокой интенсивности. Выявленные мо^Оофуикцио-налымо закономерности имей* значение для суждения о потенциальных возможностях нервной' ткани, чте важно в теории морфологических дисциплин.

Результаты исследования могут быть использованы для оценки ■ влияния БПеШ в различных профессиональных условиях, дрлжш учитываться при разработке гигиенически нормативных документов, т.к. указывают на существенный гигиенический"параметр - скорость

изменения магнитного шля. Полученные в работе дашше могут бить использованы как фундамент для прикладных работ в клинике, для интерпретации юпшико-физиологических наблюдений и объяснения эффектов лечебного действия магнитных полей.

Результаты исследования внедрены в Институте биофизики МЗ СССР, МО СССР (в/ч 27Г77-В), на кафедре военной эпидемиологии и военной гигиены Военно-медицинского 'факультета при Куйбышевском "медицинском институте им. Д.И. Ульянова, на кафедре гистологии медицинского факультета Чувашского государственного университета им. И.Н. Ульянова.

Основные положения, внносиме на защиту;

1. БПеМП изученной характеристики в условиях тотального кратковременного воздействия вызывает развитие разнообразных изменений неспоцифического характера в нервной ткани крыс (от функциональных до альтерирующих).

2. БПеМП вызывает раннюю и значительную морфофункциональную перестройку в первом афферентном звене нервной системы - спинномозговом ганглии. В структурно-функциональной единице нейроцит-глиоцит-гемокапилляр наиболее чувствительшш являются нейроцити. Имоог мосто болое поздняя (только на многократное воздействие), ио сильное выраженная, по сравнв1шю.с нейроциташ, морфологическая реакция глиоцитов.

3. Воздействие БПеМП приводит к нарастанию уровня эндогенного серотонина с пор ера с пр е д о л е н и е м его в структурах нервной ткани и снижению содержания тканевого гисташна в изучешшх отделах иорвной слетели.

•1. Изученное БПоМП характеризуется выраженным последействи-ои в исследованных отделах норвной системы, длительность и степень продления которого пряма зависят от кратности приыенешш .БЛсМЛ. В улловпях ¿ракцдошмш воздействия в период последейст-

вия возникает вторая волна изменений - через 5 суток. Выявленше структурные 'изменения в нервной системе являются частично обратимыми, сроки восстановления гистоструктур прямо зависят от кратности действия БПоМГ-. •

Апгобащя диссертации. . Основные положения диссертащш доложены на итоговых научных конференциях профессорско-преподавательского состава Чувашского госуншзерситета им, И.п. Ульянова, Военно-медицинского факультета при-Куйбышевском медицинском институте гол. Д.И. Ульянова в 1986-1990 г.г.; Всесо'гвном (Полтава, 1986) и П Всероссийском (Ленинград, 1988) съездах анатомов, гистологов и эмбриологов; на научно-практических конференциях "Магнитные поля в теории и практике медицины". (Куйбшлев, 1984),. "Магнитные поля в биологии, медицине и с/х"' (Ростов-На-Дэну, 1985); на Всесоюзном симпозиуме АН'СССР "Биологическое действие электромагнитных полей" (Пущяно, 1982); на Всесоюзных пленумах Проблемной комиссии "Маг-нитобиология it магнитотералия'в медицине" (Ереван, 1988; Витебск, 1988); на Первом, болгаро-советском симпозиуме "Магнитобиология и магнитотерапид (София, 1939); Second Jntmatianal scJwai},££ectlO-matpsttc Jietds and Bioni$/n&ian£S {PSeven, 1989); ixiiifyneznt М&яЩ trf-Ш $itm&ifmt Union oj Ш<0 Science

, 1990); на Всесоюзной коНфоренцйй "Актуальные проблеш применения магнитных й электромагнитных полей в медицине". (Летш-град, 1990).

' Публикации. Основные результаты Исследований'изложены в 28 публикациях: II статьях в журналах и сборниках, 17 тезисах докладов. - • .

.Структура и объем уадоти. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, указателя литературы. Порвал глава посвящена обзору литературы о современном состоянии радиобиологии. ' : неиошзирущнх излучений, морфо'яункциоНальных измеиоштях в Нерв-

ной системе при действии ПеМП и ИМП, значении серотошша и гист, мина в физиологии и ответных реакциях нервной системы. Вторая г, ва содержит материал и метода исследования, В 3-5 главах предст, лены результаты собственных исследований; 6 глава - заключение подробным обсуждением полученных данных.

Диссертация изложена на 260 страницах, иллюстрирована 6 та лицами и 71 рисунком, в том числе микрофотографиями, электроно-граммами, графиками. Список литературы включает 534 работы, из них 335 отечественных и 199 иностранных авторов.

Материалы диссертации получены, обработаны и проаналмзиров ш лично автором. ,

материм и метода исследования

Работа выполнена на белых беспородных крысах самцах в освь зимние периода 1980-1985 г.г. Использовано 286 крыс весом 170-200 г., от которых изучено 2002 органа (табл. I)

Эксперименты проводили на магнитно-импульсной установке МИУБ-5-5 с максимальным зарядным напряжением 5 кВ и максимальнс энергоемкостью 5 кДж. Прототипом установки является промышленк модуль &МУ-5-5, разработанный на Кафедре техники высоких напря; 1ШЙ (сейчас - кафедра электроснабжения и автоматизации промышь ных предприятий) Чувашского госуниверситета. В комплектность у новки входит модуль МНУ—5—5, солоноид для биологических исслед вшшй, блок управления и контроля.

Достоинствами установки являются:

- точность установки заданного напряжения (прибор класса 0 но зафиксировал разброс по напряжению на делитоле);

- автоматический режим работы и фиксации количества ишуль тока;

- униполярной импульс токи ( в качестве коммутатора исполь

«тытрснкыя разреши типа "Буревестник", обеспечив ¡.аадш

Ï3 «

fu

a

ш

n ÏH

Я Pi о

So

ш w n

O (DO

pq F w

'ê

i e

n с о £ СВОЕ

fuit

О о H H

ЙН8§

ad» им S®

ÜJR Йй

Íe|«

НЙН О p о

»н wo ggfl

S>B<P<

-, « о M йиор, aof» o P<H fr« oMHrt«

JpHö мвц

Pi

a s^ и a

Ч Й о о d

liéis .-HÜ

Я g ci в>га

та охэ о ?5 ti РнОЕ-* И •

а й :ti • сЗ о

?saisi

njooooM so®a « .-> Ütí P< üMHo я>в<

atdrtoo totjÜKS

i&s&gB

'

ю wR

Ю OI M

I I t

Vi M n

ю ю

oo

lOtOCJ tOCNjM

.til

MOJCO

Ю

tO

юЗЙ

(DNH III UNCO

Ю

to

oo

ЮШП <£>C\JW

I I t

MtMOO

Ю

to

COM£> I I I

мсчм

CD (Г)

CM

to

го Cj

n

a 0)

3

о

a

s

<3

о

■ К)

I

m ti

. s .ер

■mg

à g- §

^ П «

Й1ЗД

> <u o»s(

'las

!>5ГЗЮ

10 <u » d pro

P,o -О »"M

I

<D о

p и ц ~ n

M m

yd" t*

L°g

он

a s

«wb , irt M

IDM cl

о

и о

tcî

«

oía i

Ö.

st-

в .

протекание одиночных униполярных ш.шульсов разрядного тока).

Указанные особенности установи! позволяют создать полностью идентичные условия при постановке экспериментов.

Характеристика изучаемого поля: магнитная индукция'100 мТл, частота тока разряда 2,5 кГц, длительность импульса 0,2 характер импульса - одиночный униполярный, частота следования -16 в. мин. Степень неоднородности магнитного поля по радиусу соленоида не превышала 15 %, а по длине - 7В соленоиде магнитный вектор БПеМП превышает по величине электрический на 5-6 порядков, поэтому ш можем говорить об изучении в наших экспериментах магнитной составляющей поля.

Известно, что в условиях воздействия ПеМП в соответствии с законом электромагнитной индукции индуцируются электрические поля, которые, в свою очередь, вызывают генерацию электрических токов в тканях. Для синусоидальных послей с частотой / величина индукционного электрического поля и плотность генерируемого тока могут быть рассчитаны по фс ^.г/лам Е*п}КЬ ( где п - число витков намотки, j - частота переменного тока, - расстояние от оси соленоида, 8 - магнитная индукция) , где <£> - проводи-

мость ткани {.Т.Теп&гНе ,1986).

Согласно расчетам,, изучаемое нш,и ШеШ генерирует в нервной ткани (с проводимостью 0,1 См) индукционные токи порядка 2 А/,?, что превышает пороговое значение, вызывающее биоэффекты, 01 200 раз.

Подопытных животных помещали внутрь соленоида в деровянной кдатко, где оци могли достаточно свободно перемещаться. Клетка находилась в соленоиде в области однородного магнитного поля. Одновременно воздействию подвергались 10 ишошх. Измерение темпо-ратурц воздуха внутри и юно'солиног.да показало отсутствие раз1Ш-Ш ( с гочносг^с до 0,2°), Все эксперименты проводилив одно н

то же время, во второй половине дня, как это рекомендуют для животных ночного образа жизни (В.А. Душкин, 1981).

Экспериментальные животине были разбиты на 4 серил в зависимости от кратности действия БПеШ. Животных подвергали однократному воздействию в течение 15 мин., а также трех-, пяти- и десятикратному воздействию по 15 мин. ежедневно. 15-мин. экспозиция выбрана для того, чтобы уловить начальные изменешш в организме на воздействие БПеШ. Кроме того, работами лабораторш! профессора Д.С. Гордон показано, что 15-мин. воздейстшо различных факторов вызывает существенные сдвига в биоаминном статусо органов (В.Е. Сергеева, 1975; Л.А. Сысоева, 1988 и др.).

Контрольную группу состагиш 36 зерне, которых помещали в такую же деревянную клотку, *0Ш1 находились в, той же комнате, но за продолами действия БПеШ (на расстоянии 4 м от соленоида). Во всех сориях экспериментов эвтаназию животных проводили тотчас после окончания воздействия, а также через I, 3 и 5 суток. В I серии, чтобы обнаружить начальные изменешш после кратковременного воздействия БПеШ, сроки исследования были несколько иные: т."т- . • чао после окончания, через I час и I сутки. Эвтаназии подопытных

и контрольных животных проводили под глубоким эфирным наркозом

«

путем вскрытия левого желудочка сердца.

У животных обеих грзгпл забирали седалищные нервы, пояиигаго-крестцовые сегменты спинного мозга, поясшгчныв и :сросгцрвые епшг-номозговыс уз.ш. В зависимости от цели исследовазшя брали свежий материал или фиксировали в 10 % нейтральном-форматно, 2 % глгата» ральдегиде. Срезы свежего материала производили на криостате (толщиной 15 мкм), срезы фиксированного материала (той же толщины) -на замораживающем микротоме. Всего сделано более 9 тысяч микропрепаратов.

В работе использованы следугдпе методики.

1. Электронная микроскопия (выборочно для спинномозгового • узла). После фиксации в 2 % глютаральдегиде осуществлялась дофик-сацял в четырехокиси осмия с последующей дегидратацией в спиртах восходящей крепости и заливкой в аралдит. Ультратонкие срезы из-готовлшш с помощью ультрамикротома УМГП-ЗМ и контрастировали в уцанилацотате и цитрате свинца по Рейнольдсу. Материал изучали в электронном шпфоскопе Тесла &3 -613 ( Tfitu &3-6/3 ).

2. Окраска толуидиновым синим по Писслю ддя йыявления хрома-тофильного вещества в нервшх клетках. Изучение РНК-содержащих субстанций дает достаточно полную картину уровня белкового и нук-леопротеидаого обмена в клетке, характеризуя функциональное состо шше нейроцита.

3. Цетод Цассона-Фонтаны в модификации Гашерля (Б. Ромайс, 1954) для гистохимической идентификации серотонина и других индол содержащих соединений (предшественников и метаболитов) в структурах изучаемых органов. Специфичность данной аргентоффинной реакции подтверждена серией с введением резерпина ( Л.М. Меркулова, 1975), который вытесняет серфтонин из клеток-продуцентов и депо, а также параллельной люминесцентной реакцией (0.Е. Сергеева, 1^6]

Структура, содержащие серотонин, окашиваются в коричневый цвет, интоисивиость которого пропорциональна концентрации тканевого серотонина.

4. Люминесцентно-гистохимический метод в. Saleк etat. (I9Q2) в модификации Е.Ы. Крохшюй, П.Н. Александрова (1969) для избирательного выявления катехоламинов.и серотошна.

Погод основш] на реакции шноашнов с формальделгдом, в ход которой образуются флуоресцирующие соединения - производные 3-4, 6-7 гидрокси- и 3-4 дигадроизохинолина. Эти щюдукти образуют дданнесдарувсдай комплекс ( b. Toi£c.k it ai ., I9G2), дающий ярко эолонух» флуоресцешиоз с длиной волны 480 ни. Карболиш, которые

формирует серотогога, светлтся белым и желтим цветом с длиной волны 525 нм. Инкубацию высушенных в воздушной струе срезов проводили в парах параформальдегида 60 % влажности при 80°С в течете I часа.

5. Люминесцентно-гистохишческий метод £}£ЛМ (Ж О.? (1971) для избирательного выявления гистамина. В качестве вещост-ва, образующего флуорофор с гистагяшом, применялся ортофталевый альдегид. В этом варианте метода определяемый гисташн люшнеспл--рует в желтой области спектра с макету возбуждения и эмиссии соответствешю 365-410 нм и 515-520 нм (Ha.ka.nson ^ а1 ., 1970).

6. Метод микроспектрофдуориметрии для исследования люминос-цирующих структур. Анализ производился на микроскопе МЛ-2 с помощью" люминесцентной фотометрической насадки ФМЭЛ-1А при возбуждении люминесценции сшшм светом длиной волны 410-436 нм. Максимумы люминесценции катехоламин-параформалъдегидного (4В0 нм), се-ротонин-параформальдегидного (525 нм) и гистамин-ортофталевоачь-дегидного (415 нм) флуорофороз рогистрировгри зондом 0,5 ^ помощью Интерференционных светофильтров 6, 8, 7 соответственно. Замер интенсивности люминесценции производили в едшшцах флуоресценции (усл.ед.) по цифровым дашшм шкалы регистрирующего прибора (усилителя 7-5-6), сопряженного с ФЭУ-39 А насадки. Напряжение на ФЭУ составляло 600 В, сопротивление усилятлля 1,5-10® Ом, зонд насадки 0,5. В каждом препарате проводили 10 замеров.

Статистическая обработка цифрового материала осущоствлял.ась с помощью пакета программ микрокалькулятора "Электроника Б3-34" (М.В. Углова с соавт., 1983), оценка достоверности - с помощью критерия Стьюдента. По дашшм мнкроспоктрофдуориметрии нроводон компьютерный системный многофакторннй анализ по мотодико М.В. Угловой с соапт. (1983). Весь обработанный цифровой материал пред-

ставлен в виде диаграш.

7. Окраска толуидшовым синим по Унна для выявления сульфат-содержащих тканевых гликозаминоглпкаюв, даю1дих мотахромазшо, и гепарина тучшх клеток. Ортохромную (голубую) окраску даот несуль-фатнровашшй, незрелый гепарин; бета-метахроматичную (фиолетовую)-дозревающий, гамма-метахроматическую (пурпурную) - зрелый.

8. Окраска альциановым сишш - сафранином по £. SplCQZ. (1960, 1963) при РН = 1,0 ( после фиксации препаратов в Iü % нейтральном формалине). Этот двойной метод окраски мастоцитов позволяет судить о функциональном состоянии гепаринового протеогликана

(Л Tas , 1977 ¡ К, Mi У ata , /С TakayQ, 1980). Уровень гепарин-бел-кових взаимодействий в гранулах тучных клеток меняется с изменением зрелости клетка, а также косвенно отражает разную насыщенность тучшх клеток биоашналш. Установлено, что сафраншюфшшя гранул соответствует преобладанию в них сЗиоаминов (Д.С. Гордон, 1981), а точнее - преобладающей доле гастамина среди других биоаминов (D.A. Бочкаров, 1988).

Известно, что при этой мотодико аль циановый синий взаимодействует только с сульфатшш1 группировками гепарина ( СМ , 1964), Гепарин при этом бывает представлен в тучных, клетках альцианофильншы гранулами (А-гранули). Гранулы без гепарина окрашивает только сафршшн (С-гранулы). Если все гранулы в тучной кл^тко были альцианофилыш, ш обозначали ее как A-клетку. Чисто сафуанншиш! окраска гранул - С-клетка. Наличие в тучной клетке гранул смешанное характера позволяет обозначить эти микстошо форш по ^.£b/77&f(i965) как АС- или СА-клетки, ставя на первое цссго преобладающей тип гранул. При этой о!фаске подсчитывали чис до разюввдносгей тучшх клеток.

]*гч классификации многообразных форм тучных клеток ( но их *Jotu!iktgрi:xzí:с.u свойства«) на:и: бил использован критерий,

предложенный В.Л. Бочкаревым с соавт. (198?.), согласно которому различают следующие разновидности тучных клеток: форма I - малые (диаметр до II мкм) С-клетки со слабо сафраниш-фильннм ядром, четкими краями;

форма П - малые A-клетки о сафранигофильным или неокрашенным ядром, с ровными краями;

форма III - АС-клетки среднего размера (диаметр до 15 мкм) с неокрашенным ядром и ровными контурами;

А

форма 1У - крупные (диаметр 15-20 мкм) С-клотки о альцианофильным г- ядром, могут имоть признаки деграт;уллции с сохранением целостности контуров;

форма У - крупные A-клетки с альцианофильным ядром, могут имогь признаки дегрануляций.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Прежде чем перейти к изложению и обсуждению экспериментального материала, отметим, что у штактных животных в осенне-зимний период нейроциты и пейрогчль спинномозгового гачглия, серо" и 6e¡-лое. вещество пояснично-крестцовых сегментов спинного мозга, ствол' седалищного нерва содержат катехолш.1иш, серотонин и гистамин. Именно в таком порядке по нарастанию интойсивности люминесценции располагаются эти биогенные амиш во всех изученных орга ах. Заморы интенсивности свечения (в усл.ед.) irno водили по шкале регист-. рирующего прибора. Получение при этом величины на являются истинными показателями абсолютного количества моноаминов в исслсдоган-ных структурах, но прямо пропорциональны этому количеству, По атоллу термины "содержание", "уровень" применяются нами условно. Слабую положительную аргентаффшшую реакцию проявляют нейроплазма ганглиозшх нейроцитов, отделыwx 1фупных мотонойронов понтролатерального ядра передних рогов спинного мозга. Болое выражена ар-гентаффлннач реакция миелиновкх неявных волокон, которая идот

только за счет миелиновой оболочки, что вполне согласуется с лите-; атурншж данными о наличии участков связывания серо тошна в основном белке миелина ( ^2,Root• ВетяЬбСП , 1963).

. В тучноклеточной популяции седалищного нерва интактных крыс большинство мастоцнтов могут быть отнесены ко П форме (86 %), 3 % представлены формой Ш и II % составляют клетки 1У формы.

В I серии (15-мин. воздействие БПеМП) во всех изученных отделах тотчас после прещэащения действия МП выявляется увеличение содержания серотонина, при этом появляется Неравномерность импрегнации миелиновых нервных волокон по длиннику ствола седалищного нерва. Во всех изученных структурах отмечается уменьшение тканевого гистамина. Уровень катехоламинов сохраняется неизменным в ганглиозных нейроцитах, а в спинном мозге и седалищном нерве -уменьшается. Тучноклеточная популяция седалищного нерва отвечает на воздействие увеличением числа клеток 1У формы, что свидетельствует об увеличении нагрузки на мастоциты и может быть связано с нарастанием серотонина, который захватывается и инактивируется тучными клетками.

Выраженную реакцию проявляет хроматофильное вещество нейроци-тов. В спинномозговом ганглии происходит уменьшение интенсивности окраски гомогенной цитоплазмы нервных клеток. Выявляются на большом цротшошш окрашенные в ярко-голубой цвет дендриты мотонейронов, что отсутствовало у интактшх животных. Появление глыбок хро-иатофшшюго вещества в отростках нейроцитов мокот быть результатом его гипертрофии и вытеснения из перикариона нейронов.

Ультраструктурная реакция спинномозгового ганглия достаточно ьирахенн на однократное воздействие ШеШ со стороны светлых'нейронов и каеиотся всих цитонлазматпческлх структур. Митохондрии Koiliuii.4iWi.cj становятся набухщнш, а иногда вакуолизнрованннш. Цоыи констатировать, что кзминенио энергетического метаболизма

митохондрий возникает на самых начальных этапах поело воздействия БПеМП. Однако в митохондриях отдольных нейроцитов обнаружива-ютоя признаки деградации и утраты крист. Этот факт, вместе с отсутствием четкой ультраструктуры хроматофилыюго вещества, уменьшением числа связанных рибосом и общего их количесгза, уменьшением количества цистерн эндоплазматического ретикулума (ЭПР) говорят о снижении уровня синтетических процессорен таких нейроцлтах (Ю.С. Чонцов, В.Ю. Поляков, 1974). Кроме того, в светлых пейроци-тах отмечается увеличение и скоплетте лизосом, аутолизосом и ли-пофусциновых телец. Лизосомы занимают одно из центральных мест в жизнедеятельности клетки, будучи связанными о внутриклеточным пищеварением, выступая как модуляторы различных внутриклеточнк процессов, играя важную роль в биосинтезе и секреции ряда гормонов и реализации их эффекта в клетке (I.E. Панин, H.H. Маянская, 1987). По мнению H.H. Боголепова (1979), лизосомальная реакция клетки всегда сгязана с другими проявлениями патологии п может явиться причиной глубоких расстройств внутриклеточной интеграции. В ультраструктурной реакции ганглиозшх лейроцитов следует отметить и расширение цистерн комплекса Гольдяи, ц плохое выявле1ше немембрашых структур {микротрубочек и нейрофиламентов). В ией-роплазме отдельных светлых нейроцитов отмечается образование спиралевидных телец, возникающих, вероятно, в результате '¡акручива-ния цистерн ЭПР.

Через сутки после прекращения действия БПеМП световая микроскопия выявляет некоторую нормализацию морфологической картины. Однако электронная микроскопия свидетельствует о лялыгейггси развитии изменений со стороны митохондрий светлых нейроцитов, в которых усиливается редукция крист и образовшшо слоистых мембранных структур. По-прежнему уменьшено' ^пкуго рибосом, нет полисом. В кровеносных капиллярах отмачаотоп утолщение .ьттыгой -мембраш.

У животных П серии (3-кратное действие БПеМП) со стороны хро-натофильпой субстанции выявляются изменения, прямо противоположные I сорпи. В чувствительных ганглиозшх нейроцитах - укрупнение глыбок, усиление их окраски и окраски ядрышка, что свидетельствует о повышении содержания РНК и шжет отражать усилеше п ,асти-ч по кой функции нейронов (В.Н. Марков с со авт., 1982). В штонейро-нах передних рогов цитоплазма имеет гомогешшй вид. Электронная микроскопия подтверждает' вовлечеше в реакцию ядрышковогб аппарата чувствительных нейроцитов. Установлено смещение ядрышка к ядерной оболочке, оно часто укрупненное, рыхлое, имеет нуклеололемное строоние. Иногда в ядрах с эксцентричным ядрышком обнаруживается более четкое округлое образовшше, состоящее из электрошюшютшх гранул. Возможно, что это предъядрышко, которое возникаот как результат активации нейрона, или это микросферула, описашая при .воздействиях физического и химического характера (А.Г. Ломагин, 1987).

В этой сорил исследований более выражена реакция темных нейроцитов по сравиешш со светлыми.

Что касается биогошшх аминов, то дашше микроспектрофлуори-ыетрии выявляют снижеша интенсивности свечения катехоламинов, уьоличонио сигнала свечения гисташна в гапглиозных нейроцитах, породах рогах и передши кшттиках спшшого мозга. В стволо седалищного нерва отмочено повышение интенсивности свечения кате-холашшов и сашженио утопия гистамина. Одинаковая тенденция во всох отдолах установлена в отношении эндогенного сорототша -уыиныиашю уровня свечения. Однако метод Массоиа-Фонтаин выявил ' аряш противоположную реакцию - значительное усиленно аргентафь-фшшоста пойрош^зш чувствительных и двигательных нейронов, со-рого и болэго ведоства снишюш мозга, ствола седалзшуюго нерва, ичиохательпуи рошщпи ядер ганглиозшх ¡шнро1штов, ядер глиаль-

ЭЛСШОНТОВ в ПШГДИИ, ОСиПЫХ ЦПЛЛНДЮи И ШОЛ1ШОБОЙ ОбОЛОЧШ

нервных волокон. Если принять во внимание, что реакция Массона-Фонташ по наблюдениям лаборатории Д.С. Гордон выявляет не только серотонин, но и его предшественники и метаболиты, то можно считать, что подобные "ножницы" результатов в гистохимической и люминесцентной реакции говорят скЗ изменении метаболизма серо тонина, В тучноклеточноЙ популяции седалищного нерря количество мастоци-тов на поле зрения уменьшается, вероятно счет гибели их, так как выявляются «летки о тотальной ттегранудяцией и ратрупением ци-томембраны. Еще более возрастает ( по сравнению о I серией) процент зрелых тучных клеток, что еще раз подтйердцает возросшую их нагрузку по захвату и инактивации биоаминов.

Через сутки после окончания воздействия БПеЩ изменения в нервной системе продолжают нарастать. При этом надо отметить появление веретенообразных варикозных расширений нервных волокон в ганглии и в стволе седалищного нерва, при этом аксоны значительно отстоят друг от друга, лздуты и очень пзвцты по своему ;-ду.- ' Варикозные деформации осевого ^шиндра шгут быть связаны о изменением периферической аксоплазмы (О.С. Сотников, 1966) и явля-

4

ются ршшей легкообратюй реакцией живых нейронов на нарупопиэ гомеостаза ( О.С. Сотников, 1982).

По данным микроспектрофлуориметрии т сенсорном ганглии и - стволе седалищного нерва сохраняется то же пололягаю, что и тотчас после окончания действия поля, а в передних рогах спптиого мозга ситуация сменяется на противоположную (возрастаете свечения сигнала соротонина, катехоламинов и падение уровня свечения гисташна). Через о суток после действия БПеШ в изученных отделах отмечается тенденция к нормализации морфофупкцпональннх измо-нений.

В Ш серии (5 дней воздейсттмш БПеШ по 15 мин. ежедневно)

й

обращает, проэдо всего, на себя внимание п^'лрота ?.<ор$олэп1П,

когда, наряду о сохранением интактных структур, изменения в других - далеко не однозначны. Так, в одних ганглиозных нейроцитах отмечается тотальный хроматолиз, в других - центральный. В мотонейронах спинного мозга выявляется усиление окраски хроматофиль-ного вещества, неравномерное распределение его по цитоплазме (сдвиг к периферии клетки), яркое окрашивание дендритов мотонейронов. Отчетливо выражена реакция ядерного аппарата нейронов, особенно в сенсорном ганглии. Ядра обнаруживают положительную ар-гонтаффинную реакцию, имея при этом зернистый или сетевидный рисунок. Подобный рисунок, вероятно, выявляется за счет наступающей конденсации хроматина, который в норме почти полностью имеет тип декоцценсированного, гранулы его очень мелки и при световой микроскопии совсем не видны (А.Хем, Д.Кормак, 1983). При электронной иикроскошш наиболее заметны изменения глиоЦитов, в которых выявляется вакуолизация цитоплазмы разной степени, гшкнотизация ядер, ослабление ыенглиальшх контактов, зоны локального отхоздения глиоцитов от нейроцита. В кровеносных сосудах микроциркуляторного русла выявляется изрезанпость и глубокие выросты люшшальной поверхности, утолщение базальной мембраны, расширеше межэндотелш-алышх контактов, деформация ядер эндотелиоцитов.

Необходимо отметить значительную импрегнацию цитоплазмы нейронов, миелиновых нервных волокон в ганглиях (осевые цилиндры почти черные), безмиелиновых первшх волокон в сером веществе' спинного мозга (они штопорообразно извиты). Хорошо выражена ар-гентаффинная реакция глиальных злемонтов. Подобная картина указывает на значительное увеличение уровня серотошша в сенсорном ганглии н сшишом мозге. Это подтйерадают и дашше мпкроспектро-флуорииотрии, согласно вторым тотчас после окончания действия ШоШ1 возрастает уровень свичошш серотошша, снижается уровень, шшового л'.стш.пша. Что касается катохоламшюв, то сигнал их

свечения нарастает в англиозных нейровдтах, по падает в сером п (Зелом веществе статного мозга.

В стволе седалищного нерва биоамшшая обеспеченность изменяется тождественно с сенсорным ганглием (рис. I, представленный в качестве примера диаграмм). Резко возрастает аргпнтаф£пгагасть нервного ствола, нарушена его структура: нет четга-" контуров нервных волокон и параллолънисти их хода, в отдельных волокнах отмечаются варикозные вздутия. Мастоцитарная по1туляция представлена клотга'П П и 17 формы, появляются клетки. I 'Гюрмн, которые по нобо.ттпт^ размеру, ровным контурам, окраске" ядра юяга отнести к толо;?;-'.

. па ш

I г г з

"Рис. I. Динамика содержшшя биогошшх аминов в стволе седалщнэго нерва. 5-кратное действие БПеШ. По осп ордагаат - интенсивность люминесценции (в усл.од.), по оси абсцисс - ррп-мя после действия (в сутках, С - сразу поело действия.).

N - содержание био аминов у интактных ¡ч< гс. I - катохолампнн, 2 - соротонин, 3 - гис'гагяпг. х - изменения статистически .-.остоверш ( р<0,05).

Через троо суток после воздействия у животных отмечается некоторая нормализация морфологии исследуемых органов, хотя сохраняемая швышешшй уровень тканевого серотошша, уменьшение содер-жшшя катехолаыишв в стволе седалищного нерва и сером веществе спинного мозга, повышение концентрации гистамина в сенсоршх ней-роцитах.

Через пять суток после окончания действия БПеШ вместо ожидаемой дальнейшей нормализации во всех изученных отделах нервной системы появляется вторая волна изменений. При этом в чувствительных и двигательных нейроцитах одинаково нечетко определяются глыб-ки хрсыатофильного вещества, вплоть до тотального хроматолиза в отдельных нейроцитах, одинаково много нейроцитов с расширенным подоболочечшш пространством. Везде регистрируется второй пик увеличения тканевого серотошша, резко возрастает импрегнация цитоплазмы нейронов, аргонтаффшшость глиалышх элемонтов. Отмечается увшшчоние размеров нервных волокон с разбухшими осевыми цилиндрами в спинномозговом ганглии, вновь усиливается дезорганизация в стволе седалищного нерва. Здесь не выявляются насечки миелина, очень редки узлы нервных волокон, но отчетливо выявляется нейрокоратшгапый остов (за счет расширения его ячеек). Подобное искажение структуры нервных волокон может быть результатом нарушения процессов окислительного фосфорилирования, изменения строки ориентации мнелкновых ламелл и пространственной дезоргшшза-цаи липопротеидов в составе мембранных комплексов (C.B. Виноградов, О.С. Сотнигав, 1982),

В 1У сирни (10 дней воздействия по 15 мин.) сразу но оконча-!йш дойстыш БЪШ выявляется разная реакция РНК-содержащей субстанции изучошшх поИрошнов . В ганглиозных нейроцитах хромато-фнлиюа ucQûcïio ¡тактически не отличается от нормы по окраске и структуру. Но в шц>ах отчетливо выявляются глыбки хроматина,

интенсивно окрашенные ядрышки расположеш чаще всего эксцентрично, в большинстве -.четок по 2 ядрышка, чего раньше, как массового явления, не отмечалось. Это подтверждают и данные электронной микроскопии. В светлых нейроцитах ядрышки крупные, иакуолизиро-вашше, чаще по два, распела.'. иотся эксцентрично. В ядерной обо-лочко выявляется много "открытых" ядерных пор (A.A. Малина, 1976), через которые осуществляется транспорт ядерных продуктов в нейро-плазму (в первую очередь.РНК).. Описанная картина может говорить об активации ядерно-ядрышкового ахшарата в светлых нейроццтах спинномозгового ганглия после действия БПеШ. Глнбки хроматофиль-ной субстанции в таких нейроцитах расположеш плотно, в них шюго рибосом, между которыми определяются лизосош и миелшювые тельца. Образование подобных телец некоторые авторы объясняют расплавлением липидов мембран (W. David , MBltin^S , 1968). Ярко выражены изменении в глиалышх ¡слетках.

В мотонейронах сшпшого мозга отмечается 1шая картина: тотальный хроматолиз, ядро и ядрышко не определяются, но хорошо выявляются ярко окрашенные отростки жтонейронов, что свидетельствует о вытеснении хроыатофильного вещества из перикариона.

Данные гистохимической реакции Массона-Фэнташ говорят о повышении аргентаффинности всех изученшх отделов, но особенно ствола седалищного нерва. Миелиновые нервные волокна и в ганглии, и в стволе седалищного нерва интенсивно импр -гнироваш как за счет осевого цилиндра, так и миелиновой оболочки. Обращает на себя внимание обилие выявляемых узлов нервных волокон, за счет чего "волокна выглядят'сегментированными, однако в ганглиозных нервных волокнах уг, и и насечки расширены, в седалищном нерве - узкие.

Люминесцентная гистохимия выявила тотальное снижение уровня тканевого гистамина, повышение уровня серотонина в ганглии и стволе седалмцного нерва ( но снижение в спинном мозге), неко-

торов возрастание сигнала свечения катехоламинов в ганглии, cira-жение,- в нервном стволе и спинном мозге. При этом тучноклеточная популяция содалищного нерва представлена, в основном, клетками П и 1У формы, последние почти все микстовые по огфаске гранул и ор-тохрошше. Имеется небольшое число мастоцитов У форми, но они все дегранулированы. Появляются в популяции и ¡слетки I форш.

В седалищном нерве возрастает площадь неокрашенных полихром-шм толуидиновым синим участков мие.липових оболочек. Так как субстратом окрашившшя я ляется углеводный компонент миелинового комплекса, то можно говорить об изменении состояния кислых гли-козаминогликанов миелиновой оболочки при многократном воздействии БПеМП и появлении таких соединеш1Й, которые этой окраской не документируются.

Через сутки описанные морфологические изменения становятся менее выраженными. По данным микроспектрофлуориметрии сохраняется повышенный уровень эндогенного соротошша, нарастает содержание катехоламинов во всех структурах. Уровень тканевого гисташна возвращается к исходному в ганглиозшх нейроцитах, • сохраняется ниже нормы сшитом мезге и седалищном нерве.

Через 3 суток поело воздействия БПеШ световая и люмииосцонт ная микроcitoпия свидетельствуют о некоторой нормализации гистологической картины. Однако на ультраструктурном уровне регистрируются далышйшио изменения ганглиозных глиоцитов. В них усиливается вакуолизация цитоплазмы с образованием сливающихся камер, внут ри которых определяются слоисты о момбраиши структуры., В отдельных глиоцитах обнаруживаются затемнонше участки. Ядро глиоцнта алещается к периферии, приобретает изрезашшо очертания, а шкиде призпаки сморщивания. Комплекс выявляемых изменений свидетельствует о развитии процессов дегенерации но пузырчатому или темному типу (О.С. Сотш1Ков, A.A. Алиев, I9BG). Улът^пструктура нейроцп-

тов отличается наличием очень элактротюплотного цитоплазматичес-кого матрикса с плохо различимте! органоидами. Подобное состояний нейроцитов может отражать конформационшю изменения молекул, в частности, белковых, что сказывается на качество пропитки структур и их способности вп''Щ)инимать окраску (В.В. Казанский, 1983).

Через пять суток появляется вторая волна изменений, особоино выршконная в спинношэговом ганглии и седалищном норве. В этих органах она регистрируется всеми мотодаш исследования. В тгрезвы-чайно пестрой ультраструктурной картине наряду с интактшми ной-роцитамл есть светлые нейроны с плотшш расположением глыбок хро-матофильного вещества по периферии, множеством промитохондрий, крупными ядрышками, плотными гранулами в ядро. Выявляются единичные нейроциты с изменениями дегенеративного характера (ядро небольших размеров, отсутствие ядрышка, глубокие инвагинации ядерной оболочки в цитоплазму). Сохраняются изменения в глиальшх клетках и в стенках кровеносных сосудов.

Изложив фактический материал, полученный в ходе экспериментов, попытаемся более подробно интерпретировать эти факты, выделить общее и частное в целостной картине и дать им оценку с биологической точки зрения.

Прежде всего, мы-можем констатировать выраженное действие БПеМП на нервную систему крыс в условиях воздействия на целостный оргагчзм. При начальном- 15-мин. воздействию! фактора ранняя реакция отмечена со стороны хроматофклыюго вещества. Это общая закономерность. Но характер изменения РНК-содержащей субстанции различен в изученных нейроцитах. Tai:, в ганглиозных нейроцитах выявляется хроматолиз, а в мотонейронах - гиперхроматоз. Эта противоположная тенденция сохраняется и по море увеличения кратности действия ШеШ. При 3-кратном воздействии отмечена активация РНК-содержащей субстанции в чувствительных нейроцитах и доо-

таточно выраженный хроматолиз в цитоплазме мотонойронов. Примерно такая же картина выявляется при 10-кратном действии. И лишь в Ш серии эта противоположность затушевывается.из-за построты гистологической картины. Реактивность хроматофильного вещества в этих же нейроцитах отмечают И.В. Торопцев и Л.П. Солдатова (1981), Л.П. Солдатова (1982) при действии переменного магнитного поля. Однако авторы сообщают о развитии однотипной реакции в нейронах спинномозгового ганглия и спинного мозга - явлении хроматолиза, подчеркивая позднее его развитие (через 4-12 часов после окончания 6,5 час. воздействия).

Таким образом, можно говорить о неспецифическом характере реактивных изменений хроматофильного вещества в нервных клетках, ■ однако раннее развитие изменений и разнонаправленный "арактер их в нейроцитах спишомозгового узла и спинного мозга являются характерными особенностями биологического действия изучаемого БПеВД.

Еде большую информацию о состоянии РНК-содержащих субстанций и нейроцита в целом дает изучение реакций на субклеточном уровне. Прежде всего, при элвктронномикроскопическом исследовании выявляется различная толерантность нейроцитов спшшошэюеого ганглия к действию БПеМП, что подтверждает данные литературы о неоднородном по чувствительности и реактивности составе нейронов спинномозговых-узлов (А.П. Амвросьев, 1977 и др.). Так, при однократном воздействии в реакцию вовлекаются, в основном, светлые нейроны. В них выявляются отчетливые изменения цитоплазматических структур и, прежде всего, митохондрий. Изменения в митохондриях начинаются с их набухания, которое молено расцонивать не только как показатель компенсаторных процессов, связанных с времешшм повышением их метаболической активности, но и как этап деструкции митохондрий и полного угнетения их функций (Е.Л. Дэведова с со-авт., 1975). Действительно, во многих митохондриях мы отмечали

уменьшение числа крист и их деградацию, призн.'ти зернистого распада, а в период последействия - образование внутри митохондрий слоистых мсмбрашых структур.' Появление таких мембранных включений указывает на дегенерацию митохондриалышх мембран и является морфологическим признаком необратимости их изменений (H.H. Бого-лепов, 1979). Таким образом, наши исслодовшшя позволяют сдечать вывод о повреждающем действии БПоГ.ТП на митохондрии нейроцитов даже при кратковременном воздействии.

Известно, что изменетш структуры клеточных органоидов связаны с их функциональным состоявшем и хорошо отражают его. С этих позиций мояно констатировать, что однократное воздейегшш БПеМТ вызывает неоднозначные изменетш морфофункционального состояния нейроцитов: повышешш обменшх процессов в одних (набухание митохондрий) и снижение обменных синтетических процессов в других (деградация и утрата крист в митохондриях, уменьшение числа рибосом, отсутствие полисом, которые являются основным строительным материалом для синтеза белка). Подобная разнонаправленность изменений определяется,вероятно, и различной чувствительностью, и различным исходным функциональным состоянием нейроцитов (С.В.Чу-рилина, 1973 и др.). В отдельных нейроцитах отмечаются расширения зон контакта с ганглиозшми глиоцитамг что является морфологическим признаком разобщения нейрона с глиальшг.ш элементами и ведет к нарушению взаимного обмена высокомолекулярными соединениями, в том числе и рибонуклеопротеидами (A.A. Мплохин, С.С.Ре-шетннков, т"174; Р. Qiay ,$.ß.itchiQ , 1985).

Мы должны констатировать, что на однократное воздействие БПоШ в спинномозговом ганглии практически отсутствует реакция глиоцитов, хотя многие авторы (Л.П. Солдатова, I9Ö2; Ю.А. Холодов с соавт., 1984; H.H. Браваренко с соавт., 1984 и др.) отмечают первичную реакцию глиачьшх элементов и опосредованную ре-

. акцию нейроцитов на юздействие постоянных и переменных магнитных полой. Вероятно, подобную противоположность результатов можно объяснить характером воздействующего фактора. Известно, что ЭМП с частотой больше 300 Гц (в наших экспериментах 2,5 кГц) могут действовать непосредственно на возбудимые клетки (^- В&ЪП. -chatdi- etat., 1986).

В период восстановления нормальной ультраструктуры нейроцитов (3-5 суток после действия БПеМП) характерным является новообразование митохондрий, которые часто располагаются в непосредственном контакте с ядерной оболочкой. Подобный .феномен характеризует повышение функциональной активности нейроцитов ( A.A. Малина, 1971; Я.А. Впшшков, 1979).

Увеличение кратности действия БПеМП приводит к более выраженным изменениям цигоплазматическпх структур и появлению реакции со стороны адерно-ядрншкового аппарата нейроцитов. Для многократного действия БПеМП характерен полиморфизм ультраморфологии нейроцитов спинномозгового ганглия, в которых наблюдаются и реактивные, и деструктивные, и репаративные процессы. В отдельных нейроцитах образуются миелиновые тельца, которые рассматриваются как один из- этапов дезинтеграции липопротеидного остова цитоплазмы, локальной деструкции или даже секвестрации цитоплазмы (Н. Swift .g.Htußan, 1964).

При трехкратном воздействии БПеМП впервые отчетливо проявляется морфологическая реакция ганглиозшх глиоцптов, которая нарастает в последующих сериях и особенно в период последействия. Изменения в глиоцитах более выражены, чо" в нейроцитах: дегене-- ративные изменения по пузырчатому или томному типу, значительная вакуолизация цитоплазмы и даже сморщившие ядра. Репарат:тн-ных признаков в глиоцитах не выявляется дажо спустя 5 дней пос- . ле многократного воздействия БПеМП. На основании полученных

данных можно говорить об отставлешюй, но более выраженной реакции глиальшх элементов спинномозгового уила на действие БПоМП ' изучаемой характеристики.

(

Таким образом, при изучонии реакции ультраструктур сгопшо-мозгового ганглия крыс на действие БПеМП все выявленные морфологические изменения можно отнести к неспецифическим, закономерное развитие которых отмочено при действии ряда других факторов, в том числе ПеМП. Однако при этом можно отметить ряд характерных особенностей биологического действия БПеМП изучаемой характеристики: более ранняя реакция нейроцитов (а не глии), среди которых наиболее чувствительны светлые нейроны, раннее повреждающее дей- -ствие на митохондрии нейроцитов, быстрое вовлечега!е в ответную реакцию всех цитоплазматических структур, а затем и ядерно-ядрьпп-кового аппарата, деструктивные изменения ганглиозшх глиоцитов

ч»-

с последующей гибелью клетки при шогократних воздействиях. Исхо-/.дя из полученных данных, ш можем констатировать выраженную чувствительность к БПеШ мембранных образований, несущих высокомолекулярные полиэлектролиты и обладающих высокой плотностью фиксированных на них зарядов ( ядро, ядрышко нейроцитов, миелиновые оболочки нервных волокон).

Общим во всех изученных отделах нервной системы является регистрируемый сдвиг биоамшшой обеспеченности при действии БПеМП. Хотелось бы еще раз подчеркнуть, что в обширной радиобиологической и гистологической литературе подобные исследования единичны. Между тем состояние биоаминного статуса любой клетки, а тем более иерг .ой, может пролить свет на многие процессы, происходящие в них. Определение уровня и соотношения различных биоаминов позволяет оценить участие отдельных гуморальных факторов в процесса сохранения гомеостаза и выявить способность организма к компон-саторшм и приспособительным реакциям (II.Л. Вайсфельд, Г.II. Кас-

сйль, 1981).

Общей закономерностью в наших экспериментах является повышение уровня эндогенного серотонина после действия БПеМП у животных I, Ш, 1У серий. Если рассматривать серотонин как вещество, повышающее неспецифическую резистентность организма (S.GtWS ,1964; H.gangpadotf/ etat., 1964), то отмеченное наш увеличение его лабильных фракций в нервной ткани можно расценить как реакцию биологической защиты организма на воздействие БПеМП. Известно, что серотонин стабилизирует клеточные мембраны, являясь активным ан-тиоксидантом (Ю.П. Козлов, 1975; П.В. Сергеев о соавт., 1976), а магнитные поля вызывают значительное нарушение окислительно-восстановительных процессов в организме (Ф.А. Колодуб с соавт. ,1973), Усиление перекисного окиоления липидов (В.М. Аристархов, 1985), что приводит к повышению проницаемости клеточных мембран.

В изученных нами нейроцитах серотонин не является медиатором, но возрастание его уровня при действии БПеМП может существенно изменять чувствительность нервной клетки к медиаторам (А.Р. Акопян \ с соавт., 1981 и др.), облегчать проведение импульса в нейроне j

(P.P. Сафразбекян, 1965; И.В. Орлов, С.А. Осиповский, 1974). Все. i эти явления, как мы полагаем, связаны с воздействием серотопина на циклические нуклеотиды нейронов, а именно на цАШ (Г.М. Писку- j нова, 1981). Известно, что серотонин увеличивает активность аде-нилциклазы и стимулирует продукцию цАМЗ> в нервной клетке (Н.А.Федоров, 1979; Д (jonèS , 1984). А это, в свою очередь, ведет к деполяризации, увеличению проводимости и частоты генерируемых нервных импульсов (Е.А. Либермап, C.B. Минина, 1Э76). Но, очевидно, нельзя обойти вниманием и данные о том, что активация цАМ -это начальный этап клеточного поврездещш (А.Г. Булычев, А.Д.Браун, 1901).

Та:-мм образом, нарасташе уровня серотошша в нервной клетке

существенно изменяет регулирующую систему внутриклеточных ыессенд-жоров. Через систему цнкличоомх нуклеотидов серотошш вызывает активацию протеинкиназ, связанных с мембранами и хроматином ядер (H.A. Федоров, 1979). Именно этим можно объяснить наблюдаемую конденсацию глыбок хроматина и краевое его стояние в ядрах при многократном действии БПеШ и проникновении серотонина в ядро.

Воздействие МП вызывает нарастшше уровня соротонина в ииели-новых нервных волокнах, при этом происходит и его перераспределение, серотонин появляется и нарастает в осевых цилиндрах, а также в безмиелиновых нервных волокнах, что отсутствовало у п.л-актшх крыс. Это, несомненно, сказывается на изменении порога чувствительности нервных волокон и стволов и скорости проведения нервного импульса. ч

Кроме того, при фракционных воздействиях выявляются структурные изменения в нервных волокнах, заключающиеся в исчезновении четких контуров нервных волокон, параллельности их хода, отсутствии или расширении узловых перехватов и насечек миолиновой .оболочки. Это является результатом нарушения макромолекулярной организации миелиновых ламелл, что отрицательно сказывается на трансмембранной проницаемости, вызывает нарушение водно-ионного обмена между нервным волокном и межклеточным пространством, оптимального соотношения объемов осевого цилиндра и миелиновой оболочки (С.Ю. Виноградов, О.С. Сотников, 1982). Именно этим можно объяишть установлешше нами утолщения осевых цилиндров, натеки миелина, расширите периаксоналыых пространств. Безусловно, что все это переводит нервные волокна и стволы в новый режим работы, неблагоприятный для 'функционирования. Расширение ячеек нойрокера-тинового остова в стволе седалищного нерва, появление участков, не воспринимающих окраску нолихромшм толуидиновым синим, отмоченное в П и 1У серии эксперимента, позволяет говорить о конфор-

мационных изменениях сложных белково-липидно-углеводных комплек- 1 сов миелиновой оболочки. При многократных воздействиях БПеМП в период последействия выявляется второй пик нарасташш серотошша в нервной ткшш - через пять-суток. Мы уже отмечали, что нарастание эндогенного серотошша при действш1 изучаемого фактора можно рассматривать как защитную реакцию. Однако биологическая направленность реакции и ее реализация не всегда однозначны, ибо высокая концентрация эндогенного серотонина может быть инициатором развития сосудистых и тканевых патоморфологических изменений, оказывать повреждающее действие на клетки и ткшш (Л.М. Меркулова с соавт., 1905; $£¿¥¿1 ¿1 а£ 1983).

Ш выдвигаем положение о серотониногенном эффекте БПеШ изученной характеристики, поскольку повышение эндогенного серотонина установлено не только в нервной системе, но и в рядо других органов (скелетные и сердечная мышцы, селезенка, кожа) в предыдущих наших исследованиях (Л.II. Абрамов, Л.М. Меркулова, 1978; Л.М. Меркулов^. с соавт., 1979, 1981, 1982). Эффект увеличения уровня тканевого серотошша в сердечной мышце установлен нами ранее при действии ПМП индукцией 16 мТл (Л.М. Меркулова с соавт., 1985; А.И. Шорников, Л.М. Меркулова, 1988) в условиях целостного организма, а таглю на изолированном сердце лягушки (В.М. Аристархов,-И.В. Синева, Л.М. Меркулова, 1983). Исходя из полученных результатов и данных литературы, можно представить следующую схему серотошшогенного эффекта БПеМП (рис. 2).

Еще одна закономерность, выявленная в результате исследования - снижение уровня тканевого гисташна в изученных отделах нервной системы после действия БПеШ. При этом не установлено корреляционной зависимости между степенно снижения уровня тканевого гистамина и кратностью действия БПеМП.

Получешшс результаты позволяют говорить об антигистамишгом

БПгМП

нейроциты

¿тнхльного рщмторы

ЛОАЛЛГ*

синяат/н&ски*

щнтр* спин/т} ты а

/гклыеки депо Гралгц<# ■ .

I

клйггнг(/-проЗуценгпь/

СРЙОТО^И»

Рис. 2

Схема серото-ниногешюго эффекта ШеШ

тклни

тгттт

-1-1 хле/псчн&е I--

оецЪгпэру к сгропонииу I

- -рт,

4 Л МО клипки

I

пер1стройкя Виополимеро!.

;э$фекте ШеШ в центральной и периферической нервной системе, что имеет существенное физиологическое значение, учитывая полифункциональную роль гистамина в нервной системе (2.\-hjszti , 1982 и др.).

Для правильного суждения о биоашнной обеспеченности органа и его функционального состояния имеют значение не только показатели содержшшя отдельных биогенных аыинов, но и их соотношение (И.Л. Вайсфельц, Г.Н. Кассиль, 1981). Наши дагаше свидетельствуют, что у интактшх крыс соотношение шстаьин-серотонин всегда больше единицу. В результате действия БПеГШ этот показатель существенно уменьшается и становится меньше единицы. Это свидетельствует о нарушении равновесия в содержании биогенных ашшов, что может привести к нарушению гомеостаза. Вероятно, особенно велики последствия подобных нарушений в нейроцитах спинномозговых ганглиев,

которно являются моиршми рецелторшми полями, откуда в центральную нервную систему поступает обильная сенсорная информация о функциональном состоянии всех компонентов ганглия, и, прежде ■ всего, нейроцитов (A.A. Милохин,. С.С. Решетников, 1971). Эта информация можот вости к функциональной перестройке важнейших центров нервной системы, в том числе и гипоталамуса.

Следуот отметить, что в экспериментах не установлено единой закономерности в изменении содержания катехоламинов при действии на организм БПеШ.

Проведенный шогофакгоршй анализ полученных данных подтвердил существенные сдвиги содержания биогондах аминов в структурных образопшшях нервной ткани, показал различие коэффициентов влияния каздого изученного биоамина на этот процесс. При этом выявлена определенная закономерность: динамика коэффициентов влияния серотонпна и катехоламинов имеет одинаковую тенденцию, но находится в разнонаправленных отношениях с коэффициентом влияния гистамина.

Изменоние содержания биогешшх аминов в органо так или иначе отражается па состоянии тканевых базофилов соединительнотканных образований. Мы изучили эти взаимоотношения на приморе седа- -лищного норва и можем констатировать следующее..Реакция мастоци-тарной «"пулящш внутри ствола седашицпохч) норва проявлялась изменением соотношения отдельных форм тканевых базофилов, некоторой асинхрониоотью амшюпоглотительшх и аминоингибирутощих процессов на отдел1>шх гранулах, что указывает на возрастание биоашшюй нагруз1Ш на тканевые базофилы. Наши данные позволяют считать, что реакция мастоцитарной популяции при действии БПеМП вторична, связана с изменением биоамшшой обеспеченности органов и во многом определяется наличием биоамишшх рецепторов на рабочих клетках органов (Ж.К. Лопунова, Д.С. Гордон, 1986).

Установленные наш серотониногешшй и штигисташнный эффекты БПеШ в нервной системе позволяют в определенной степени по-

с

пять и объяснить радиопротекторше и анальгетическпе эффекты маг-Ш1тных полей, отмечаеше многими клиницистами. Известно, что серо-тонин является эндогенным радиопротектором (Л.И. Алиева, 1970; Л.Г. Водопьянова, М.Ф. Вшоградова, 1975), что серотониц снижает болевую чувствительность (,£.Tcifnüyo t Е. CofltlBieä t 1965), вызывая выраженную анальгезию (И.А. Абрамец, С.И. комиссаров, 1983; T,yhJcJ3h , 1979). Известно также, что тленно гистамину придается особенно важное значение в возникновении болевого синдрома (Г.Н. Кассиль, 1978; M.Qülvtn ii at , 1974).

Таким образом, проведенные эксперименты выявили чувствительную к действию неионизирующего излучения систему низкошлекуляр-шх соединений - биогенных аминов, изменение содержания которых ¿.южет быть запускающим звеном в слотом механизме ответных реакций организма на ШеШ. Это раскрывает еще одну важную сторону механизма действия педализирующих излучений на организмешюм уровне, что тлеет несомненное, значение для развития теоретических основ электромагнитобиологии. Развивающиеся изменения в нервной системе свидетельствуют о высокой биологической активности изученного МП. Будучи высокоинтенснвшм воздействием (10 Тл/с), БПеШ генерирует в нервной ткани крнс индукционные токи значительной величины (порядка 2 к/ъ?) и может индуцировать конформационные искажения биоструктур, несущих множественные фиксированные заряда ( о нарушении организации макромолекул.свидетельствуют целый ряд'описанных морфологических феноменов). Именно этим, вероятно," объясняются выраженные биологические эффекты даже кратковременного действия ЕПеМП.

ВЫВОДЫ

1. БПеМП высокой интенсивности (магнитная индукция 100 мТл, частота тока разряда 2,5 кГц, длительность импульса 0,2-10"^ е., харэ-ктрр - одиночный униполярный, частота следования - 16 в мин.) в условиях тотального кратковременного воздействия оказывает выраженное влияние на нервную.систему крыс, вызывая в нервной ткани развитие разнообразных изменений неспецифического характера (от функциональных до альтерирующих).

2. Рашшя и значительная перестройка выявлена в спинномозговом ганглии - первом афферентном звене нервной системы. В структурно-функциональной единице нейроцит-глиоцит-гемокапилляр наиболее чувствительными к действию БПеЩ являются нейроциты. При однократном воздействии в них возникает реакция цитоплазматичешшх органелл, a iipsi повторных - вовлекается и ядерно-ядрышковый аппарат. Комплекс изменений в митохондриях (деградация 1фист, разрушение мембран, образование миелиновых телец и слоистых структур) свидетельствует о повревдающем действии БПеШ на митохондрии.

3. БПеШ вызывает развитио неспецифичоских реактивных изме-неш!Й хроматофнльного вещества нейроцитов. Раннее появление этих изменений (сразу после 15-мин. действия) и разнонаправлэнный их характер в чувствительных и двигательных нейроцитах являются осо-бенностяш биологического действия БПеШ изученной Характеристики.

4. На воздействие БПеШ выявлена более поздняя (только на многократные воздействия), но сильнее выраженная, по сравнению с нейроциташ, морфологическая реакция ганглиозных глиоцитов.

Во многих глиоцитах в период последействия развиваются нообратн-ше дегенеративные изменения (вакуолизация цитоплазмы, локальная дегенерация ее, сморщивание и пшено тизация ядер).

'5. При действии БПеШ в изученных отделах нервной системы

повышается уровень эндогенного серотошша. Однократное воздействие вызывает нарастание серотошша в тех структурах, где он имеется и в норме (цитоплг.иа нейроцитов, шелиновая оболочка нервных волокон). Фракционное действие БПеМП приводит к появлешш обусловленной серотошшом аргентаффинности тех структур, где в норме ее но было (ядро и ядрышко Пейроцитов, осевой цнлиндп нерв-пых волокон, глиалыше элементы, эпендима центрального спинномозгового канала).

6. БПеШ высокой интенсивности вызывает снижение уровня тканевого гистамина в изученных отделах нервной системы и уменьшение соотношения гистамин-серотонин. В контроле эг,о соотношение всегда'больше единищ, после воздействия - меньше.

7. Выявлены изменения мастоцитарной популяции в стволе седалищного нерва: увеличение чусла зрелых форм мастоцитов при начальном воздействии БПеШ, а при многократных - сшшешш зрелых и появление молодых форм; различная выраженность углеводной инактт'.ации биоаминов на тучноклеточных гранулах, что проявляется разной их окраской. Реакция мастоциТов на действие БПеМП вторична и связана с измене!шем уровня биогенных аминов в седалшцном нерве.

8. При фракционном действии БПеШ отмечается увеличение электронной плотности нойроплазмы, расширение ячеек нейрокерати-нового остова миелиновой оболочки нервных волокон, появлешш в ней очагов, не воспринимающих окраску на глшсозаминогликаш. Все это является морфологическим эквивалентом конформационных изменений макромолекул в структурах нервной ткани.

9. БПеШ характеризуется выраженным последействием, длительность и степень проявления которого в нервной системе нарастают при увеличешш кратности воздействия. При фракционном использовании БПеШ в период последействия возникает вторая волна морфофунк-ционалышх сдвигов - через 5 суток.

10. Структурныо изменения в изученных отделах нервной системы, развивающиеся после повторных воздействий БПеМП, являются частично обратишми. Сроки восстановления гистоструктур прямо зависят от кратности применения БПеШ.'

■ II. Выявлена чувствительная к действию БПеМП система низкомолекулярных соединений - биогенных аминов, изменение содержания которых может быть запускащим звеном в сложном механизме ответ- . них реакций организма на действие БПеМП.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Абрамов Л.Н., Меркулова Л.М. Гистохимия серотонина в -сердце животных при действии ИЭИП поля // Макро-микроструктура тканей в норме, патологии и эксперименте. Чебоксары: ЧувГУ. 1978. В.5.

С. 45-49. .

2. Меркулова Л.М., Амосова В.В., Абрамов Л.Н., Канаков В,А. Динамика тканевого серотонина некоторых органов животных при воздействии импульсного электромагнитного поля // Применение магнит- ' ных полей в клинической медицине и эксперименте. Куйбышев: Куйбыш. мед. ин-т. 1979. С. 192-195.

3. Амосова В.В. , Меркулова Л.М.,■ Абрамов Л'.Н., Канаков В.А. Серотошш и тучные клетки соединительной ткани крыс при воздействии импульсного электромагнитного поля (ИЭШ) // Тез. докл. IX Всесоюзн. съезда анатомов, гистологов, эмбриологов. Минск: Наука и техника. 1981. С.19.

4. Меркулова Л.М., Абрамов Л.Н., Амосова В.В. Клинико-экспе-рпменталыше параллели при воздействии на организм импульсного • электромагнитного поля // Актуальные вопросы магнитобиологии и магштотерагшп. Ижевск: Удмуртия. 1981. С.44-46.

5. Меркулова Л.М., АмосоваВ.. Серотоганогенный эффект им- . пульсного электромагнитного поля как инициирующий фактор тканевых реакций организма // Биологическое действие электромагнитных полей (тез. докл. Всесоюзн. "сямпоз.). Пувдшо: АН СССР. 1982. С.53. •,

6. Меркулова Л.М. , Леонова Л.К. Нейросекреторные ядра гипоталамуса щыс при воздействии импульсных электромагнитных полей . // Морфология и гистохимия тканей в норме, патологии и'•эксперименте; Чебоксары: ЧувГУ. 1902, С.5-8.

7. Арлстархов В.М., Синева И.В., Мер^лова Л.М. Влияние маг-дагного поля на динамику изменения частоты и содержание серотони-m изолированного сердца »тягушки // Известия АН СССР. Сер. биолог. Л. 1983. JÜ I. C.III-I2Q.

8. Меркулова Л.М., Абрамов Л.II., Амосова В.В. Медиаторные и структурные реакции тканевых компонентов ряда органных систем на шпульсное электромагнитное поле // Применение лазеров и магнитов з биологии и медицине. Ростов-на-Дэну. 1983. С.79.

9. Абрамов Л.Н., Меркулова Л.М. Состояние периферической крови и адаптационные реакции организма животных при длительном воздействии импульсного электромагнитного поля // Магнитные поля в геории и практике медицины. Матер, науч.-практ. конф. Куйбышев. [984. С.93-95.

10. Меркулова Л.М., Абрамов Л.Н. Изменение нейромедиаторной обеспеченности органов животных при длительном воздействии импульо-юго электромагнитного поля // Морфология и магнитобиология. Чебоксары: ЧувГУ. 1985. С.3-6.

11. Меркулова Л.М., Кошевой В.П. Морфо-гистохимические измо-1ения в периферической нервной системе при воздействии импульсного электромагнитного поля (ИЭМП) // Матер. 18 итог. науч. конф. троф.-преподават. состава военно-медиц. ф-та при Куйбышевском мод. га-те им. Д.И. Ульянова. Куйбышев. 1985. В.13. С.98-99.

12. Меркулова Л.М., Сысоева Л.А. Ультраструктурные изменения з периферической нервной системе крыс при воздействии на организм шпульсного электромагнитного поля // Тез. докл. X Всесоюзн. съезда анатомов, гистологов, эмбриологов. Пллтава. 1986. С.237-238.

13. Меркулова Л.М. Морфологическая реакция соматического 1ервного ствола на воздействие импульсного электромагнитного поля. У Матер. XXI. итог.науч.конф. проф.-препод, состава военно-мед. ß-та при Куйбыш. мед. ин-ts им. Д.И. Ульянова. Куйбышев. 1988. 3.16. С:136-137.

14. Шорников А.И., Меркулова Л.М. Биогенные амины в сердце ' i некоторые показатели крови крыс при действии постоянного маг-штного шля на фоне введения дактиномшщна // Экспериментальная I прикладная морфология. Чебоксары: ЧувГУ. 1988. С.57-62.

15. Меркулова Л.М., Абрамов Л.Н., Мурашкин Т.В., Еочкарев В.А. Зезонше изменения уровня биогенных аминов в тканевых базофилах

различной локализации в норме и при экспериментальном дисбалансе биоаминов // П Всероссийский съезд анатомов,: гистологов и эмбриологов. Тез. докл. М. 1988. С.78. . "

16. Меркулова Л.М., Сысоева Л.А. Реакция ультраструктур спинномозгового узла крысы на Воздействие импульсного электромагнитного ноля // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии.. 1988.

Т. ХСУ. HI.. С.38-42.

17. Меркулова Л.М. Состояние хроматофилъного вещества нейронов спинного мозга крыс при действии импульсного электромагнитного поля (ГОШ). // Матер. XXII итогов, науч. конф. проф.-преподав, состава воещю-модиц. ф-та при Куйбыш. мед. ин-те. Куйбышев. 1989.

B.17. C.I98.

18. Меркулова Л.М. Реакция тучноклеточной популяции на воздействие импульсного электромагнитного поля (ИЭМП) // Матер. XXII итог. науч. конф. пр.-ф.-препод, состава военно-медиц. фьта при Куйбиш. мед. шьто им. Д.И, Ульянова. Куйбышев. 1989. В. 17.

C.203-204.

-19. Меркулова Л.М. Реакция чувствительного звена периферической нервной системы на воздействие импульсного электромагнитного поля (ИЭМП) // Актуальные проблемы медицинской магнитологии (матер, докл.. Всесоюз. пленума Проблемной комиссии "Магнитобиология и' магнитотерапия в медицине". Ереван: АЙстан. 1988. G.32-34.

20. Меркулова Л.М. Изменение биоаминной обеспеченности органов нервной системы при действии импульсного электромагнитного ' поля (ИЭМП) // Магнитобиология и магнитотерапия. Тез. Первого болгаро-советского симпоз. София. 1989. С.114.

21. Mc^pulova L.M. Reaction of membrsuie structures in sensory neurons of rats to the effect of pulse eleotromadnetio fields // Electromagnetic fields and biomembranes. Abstracts. Pievent Second international school, 1989. P. "121.

22. Гордон Д.С., Меркулова Л.М., Бочкарев В.А. Изменение тучноклеточной популяции под влиянием экзогенного и эвдогенного серотонина. Депониров.' в ВИНИТИ. № 6383-В89 от 19.10.89. 16с.

23. Меркулова Л.М. Роль биогенных аминов в реализации биологического действия импульсного электромагнитного поля на орга-шзменном уровне // Механизм действия магнитных и электромагнит. 1шх полей на- биологические систеш различных уровней организации