Введение к работе
Актуальность проблема. С.еасорныи аппарат вестибулярного лабиринта находится под выраженными ценхральнымз влияниями ( Feldiaan et al., 1966; Tolu. et al., 1977; Ионтов и др., 1980; Рэйцсс, 1980; Fracht, 19S1; Fuimshiaa et al., 1983; Ventre, 1965^ ifarkhaa, O'ur-thaya, 1986. Такшд образом, в вестибулярной системе подобно тону, как это происходит в зрительной, слуховой, ссматооенсорной системах (Bisbop, 1967; Whitfield, 19б7; Goldberg, 1$6б), реализуется „расаространенаый принцип: структуры , сбсспечиваю-цие решающую стадию сенсорного процесса ~ преобразование энергий специфического воздействия внешней среды в информационно значимые поток нервных, импульсов, не функциокируют самостоятельно, обеспечивая единообразное соотношение: внешний стшлул - афферентный нервный сигнал. Ах. функция модулируется адресатом - структурами ЭДС, обеспечизагакмд восприятие и обработку поступающей сенсорной информации.
J) нейронных структурах стнола їлозга обнаружены популяции нервных яеток, образующих проекции на рецепторний аппарат вестибулярной системы и устанавливающих контакты с чувствительными клетками а перзичными афферентными волокнами. Такие центральные нейроны были классифицированы как вестибулярные эфферентные нейроны (БЭН).
Исследсвания организация популяций ЗЭН, проведенные к насгсдае-му времени, характеризуются определенной фрагментарность». У различных видов животных изучена локализация ВЭН, проецирующихся толь-ко в один или несколько сенсорных органов лабиринта (Saoek, ic/on, 1974; Wair, 1975; Struts, 19S2; Ito et «1,, 1 $»?» Dechoaae at all'/; Сведения же о мсрфологкческох организации вестибулярной эф;*;оечт-аой системы в целом, охватывавдей сенсорные образовїкия »сзх --аруанях каналов я отолкгогых органов, дс сих пор отсутствуя*;'. >Lvs-ются опрсделенчые разночтения з перечне структур ствола, оод-грха^пл ВЭН. Существуют заметные противоречия в оценках организация ;:.;./-;.:-ци а количественного состава различных г.одразделе.':а>1 ;w-v/,K ПОПУЛЯЦИЙ КеіІрОКОЗ (V/РГГ; -1975; Змок, 1*№, 19775 Struts, Л'-jh'd;
КесЬездо et 01153^,) лозкохко, усноваяііії'е »і& особенностях, ге'.<",:,;;'< є.--схкх содходоз.
$МЄЮТСЯ ДаНЙЦе О ТОК, ЧТО ВЭН Не СТ.-ЦЇЧЯ/гГі'Я ЗЫСОйОд С1"-.Т:і:.-, /
специализации и образуют связи с ссго^иии аз.кь'хлс/л мн '>;,.:і. .. лестибулярной, но и сл/хсзой сксгсі/а (jojitbi--, и<г-'; .\v.-:-<>..-.:; 19W; luriito, Saxi, %974). Дазиьй аслекг, одн<ч.чо, ^'.л:і;;',:.. .-<
2.-
пэверхностно.
Предполагается, что популяции ВЭН оказывают существенное модулирующее влияние на состояние вестибулярного рецепторного аппарата, однако конкретике представления о механизме такого воздействия в настоящее время далеки от завершенности. Ряд авторов полагает, что эта система оказывает на вестибулярный рецепторний аппарат тормозящее действие (Ledoux, 1958; Sala, 19&9і Deoiiasas, Sans,1980), по мнению других зтс модулирующее действие является, напротив, возбуждающим (Goldberg, Fernandez, 1930).
Цель к задачи исследования. Целью настоящей работы явилось вы
яснение морфо-функциональной организации вестибулярной эфферентной
системи у морской свинки. Были поставлены следующие конкретные за
дачи: -
-
Исследовать распределение в различных структурах ствола мозга БЭН, проецирующихся в лабиринт, методом ретроградного аксонного транспорта различных маркеров - пероксидазы хрена (ПХ) и флюорохро-мов.
-
Дифференцировать ВЭН, образующие.проекции в отдельные структуры вестибулярного лабиринта: ампулы всех полукружных каналов и столитовые органы (утрикулюс и саккулюс), и описать их пространственное распределение и сравнительные размеры.
-
Сопоставить особенности распределения ВЭК, проецирующихся в вестибулярную и слуховую рецепторкые системы.
-
Исследовать влияние электрической стимуляции популяций ВЭН на весгибуло-спиналъные рефлексы, вызываемые адекватной стимуляцией вестибулярного аппарата.
Научная новизна работы. Впервые проведено подробное всестороннее описание морфо-фушщнокалькой организации системы ВЭН ствола мозга морской свинки.
Вы* лено, что наиболее адекватными ретроградными маркерами БЭН являются ПХ и флшрохром примуяин (Пр). Показано, что совокупность ВЭН является гетерогенным кої/шлексом, включавдим в себя ряд непрочных групп; описано их пространственное распределение. Бпер-ьие дифференцированы популяции БЗН, проецирующиеся в различные ней-рссуксораые образования лабиринта; описаны группы ВЭН с топическим перекрытием к индивидуальными проекциями.
Впервые проведено сопоставление пространственной организации популяции вестибулярных и слуховых эфферентных нейронов.
Показано, что основным аффектом электрической стимуляции обла-
3.-
оти компактного расположения ВЭК являемся тар^ояение эсстнбуле-сшшальных рефлекторних злкяшй, вызияае..кх адскиаткьм раздрнже--ниєм вестибулярного аппарата.
Теоретическая и практическая ценность работы. Результат настоящей работы углубляют и конкретизируют представления о механизмах центральной регуляции веелибулярной сенсорной слетели. На основе полробксго описашш пространственной организации популяций ЇЙБ и эффектов их раздракения предложено рассматривать вястнбулярнуп эфферентную систему, как гетерогенний нейронный комплекс, который осуществляет модуляцию поступающей в мозг вестибулярной афферентной активности на основе интегрлтивного взаимодействия с рядом струдтурвс-ф/нкциепаяъннх: образований стеолл.
Результаты исследований имеют определенную ценность дія iou:/:ii-роЕания общих представлений о механизмах центральной регуляции сенсорных процессов.
Полученные результаты могут быть учтены в теоретической и практической сенсорной флукологии, физиологии управлений деехьшшш, отоларингологии, невропатологія я в области авиационной и космической медицины.
Бозмонно включение результатов настоящей работ в курс лекций по физиологии центральной нервной системе.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работ;; докладывались на Республиканской научно-практической конференции Актуальные вопросы клинической л&йиркнтологии (Киев» 1985), ;-:,; II Всесоюзной конференідии по нехроігаукам (Киев, IMS), LceocLv./or,-симпозиуме "Регуляция сеясоыоторных функций" (Винница, 191,9) и і їй заседании сектора нейрофизиологии С Г апреля TS9I г.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано і'осєі.Гл научных статей.
Объе.у и структура диссертации. Работа изложена на 104 ег;,.;>.:-цах машинописного текста я состоит из зведення, четырех vr.'-ь, !..- водов и списка литературы. Диссертация гляюстркрсаани 24 ;/.<.-;г.\ .- ;., 3 таблицами. Сиисок литературы вклтаег 2Н работа отг'ізг.т-; :.:-. и зарубежных авторов.
МЕТОДИКА. ИССЯЩОб/Лй!
Оіїктк пс ретроградному шченяю ьзетлбучлрних v y.-j.-.s.' г,к: -, феректянх иейроноЕ проведены на йв морс;;кх сь/.;;.;/. > ..;, .;'„.:. -ванным нембуталом (40 чг/кг) хісвотпц:,: одкосл-.-.рс-иг. .-:..- ,.\і;: >'.-. :..:
4..-
флюорохромн б исследуемые структура внутреннего уха. Разработан-аые каки приемы оперативного подход? обеспечивали возможность строго изолированного воздействия метчика на различные структуры лабиринта.
Микроинъекции (3-6 шел) в случае введения метчиков в толщу нервов (вестибулярный, утрикуляряый и кохлеарный) осуществляли с помощь» МЕкрошлркца.1 Б опытах применялись 20 Й-ыый водный раствор фермента И ( Е2 не менее 2.7. производство объединения "Олайне", Латвия), цитоплазматические люминесцентные красители: примулин (Пр -Primuline о, "Rsichert" , Австрия, 10 %-жвё.), прошдг;тл йодид (ПЙ -Propidiun Iodide "Sigma" , США., 5 Jb-ный), а также ядерный метчик бисбензимид (Бб - S3258, Hoechst, "ssrva" , ФРГ» I %-кый). В случае аппликации кристаллов метчика на клетки нейросен-сорного эпителия (ампул полукружных каналов и саккулярной макулы) использовали 0.5 мг ПК и 0.2 мг цитошіазматического красителя при--мулинг. Такое количество маркеров обеспечивало достаточную концентрацию метчиков в исследуемых полостях (порядка 20 и 10 % соответственно) . Перенос кристаллов осуществляли стеклянной микропипеткой.
Через 3-4 дня производили'фиксацию мозга путем транскардиаль-ной перфузии животного соответствующими растворами. Затем пз замороженной ткани мозга изготавливали серийные фронтальные срезы толщиной 40 мкм.
Б случае использования в качестве ретроградного маркера ЇЇХ фиксацию мозга производили с псг.;ссы? смеси, растворов 1.25 $-ного глк>-таральдегида, 0.5 S-ного параформальдегида и 5 $-ной сахарозы на фосфатно;.: буфере (рН 7.4). Срезы перед монтированием на предметные стекла подвергали гистохимической окраске для выявления активности фермента по методу Мезулама (Mesulam, 1978) в качестве хромогена использовался 3,3'5,5* - тетраметилбензидин. Дня фиксации мозга кивотных, которым инъецировали флюорохромы, применяли 4 -ный рас-tbov параформальдегида на фосфатном буфере (рН 7.2) с добавлением 5 р-ной сахарозы. Б случае применения люминесцентных красителей срезі. заключали в нелюминесцирующий эпоксидный композит (Kuypers et al., 1979).
Морфометрирование меченых нейронов производилось путем измерения площади профиля сомы и проксимальных дендритоз исследуемых нейронов по фотоизображениям с помощью измерительной системы MOP-AMOS (Австр'їя). Суммарное увеличение (с учетом фотоувеличения) составляло ХІ200 или ХІ820. На основе этого значения рассчитывался условный диаметр (а усл.) ~ №Zb№$ круга, равновеликого по площа-
5.-
да-сроф»лв нейрона (Василенко и др., 1984). Обработка данных про-гззодзЕїась на ПЗВІЛ с использованием комплекса програїлм "Costat". Серия экспериментов по выявлении характера влияния вестибулярной афферентной системы на вестибуло-сшшальные рефлексы у морской сгзняа бала выполнена на животных под кеталарозым наркозом. В ка-^стзз тест-реакций рассматривались ЭМГ-разряды' экстензорных мышц triceps brachii правой и левой передних конечностей, соответствующие перекрестному экстензорному рефлексу и циклической локомоторной активности, вызванной стимуляцией мезенцефалической локомоторной области (ШО). ЭМГ выпрямлялись и янтегрирозались с постоянной времени 0.16 с. Перекрестный экстекзсрныи рефлекс вызывался электрическим раздражением ко&и плантарной шверхности передней конечности, контралатеральной месту отведения. Величина раздражающего тока в.два раза превышала пороговую для вызова минимальной ЗШ? реакции в исследуемой т. Тг . MI0 раздражалась прямоугольными толчкам тога 10-30 мкА, 0.5 мс, 50/с. Для активации ВЭН током 50 мкА {0.5 иа, 50/с) стээдулировалась через стереотаксичеоки введенный электрод точка Ш, в которой локализованы клеточные тела основной группы БЗН (Щушляяа и др., IS66). Для адекватной стимуляции вестибулярной системы использовались фиксированные наклоны леи-зотного на угол - 20 и циклические повороты с той же амплитудой и частотой 0.2 Гц относительно продольной оси.