Введение. Одной из ведущих проблем в биологии и медицине является изучение антропогенного воздействия тяжелых металлов на состояние здоровья человека и животных. Известно, что свинец относится к ядам политропного действия. По мнению многих авторов, первой на интоксикацию свинца реагирует нервная система, в частности головной мозг [2, с.696, 3, с.44-45, 4, с. 70-73]. В тоже время, выяснение изменений микроскопического строения коры головного мозга под воздействием тяжелых металлов остается по-прежнему актуальным и требует дальнейшего исследования [1, с.547, 5, р. 233-240].
Целью исследования явилось изучение морфологических особенностей нейронов переднетеменной коры головного мозга белых крыс под воздействием ацетата свинца.
Материалы и методы исследования. Исследования проводились на 50 белых беспородных половозрелых крысах-самцах массой 200-250 г. Контрольную группу составили 25 животных, находившиеся на общем режиме вивария. Опытную группу составили 25 животных, находившиеся на общем режиме вивария и получавших в течении 7 дней перорально ацетат свинца Pb(CH3COOH)2 x 3H2O в дозе 45 мг/кг/ сутки.
Животные забивались путем декапитации под наркозом смеси эфира с хлороформом (1:1) с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) и Хельсинской декларации, и в соответствии с требованиями правил проведения работ с использованием экспериментальных животных.
Материалом для исследования служили участки коры головного мозга крыс, в переднетеменной области.
Для получения материала с полости черепа ножницами срезали кожно-мышечные покровы, обнажая костную ткань, затем щипцами «откусывали» шейные позвонки и затылочную кость, снимали ее. Подводя браншу кусачек (щипцов) под крышу черепа сбоку, откусывали теменно-височные кости с обеих сторон и снимали их. Открытый таким образов головной мозг приподнимали со стороны лобных долей кверху, перерезали зрительный тракт, поднимали мозг еще выше, подрезали с обеих сторон твердую мозговую оболочку, покрывающую мозжечок, и вынимали головной мозг, перерезая спинной мозг в шейном отделе. Разрезая оболочки, освобождали из ложа орган, взвешивали и опускали в банку с фиксатором [2, с.696, 3, с.44-45].
Фиксацию мозга осуществляли 10% раствором формалина, приготовленном на 0,2 М фосфатном буфере и смесью Карнуа. При отсутствии макроскопически видимых повреждений органа делали продольный срез на уровне продолговатого мозга. Изготовление срезов осуществляли путём резки блоков, залитых в парафиновые среды. Парафиновые срезы толщиной 4-5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином для обзорных целей, а для изучения цитоархитектоники - метиленовым синим по Нисслю. Исследования гистопрепаратов проводилось с помощью цифрового микроскопа MT 4000 Series Biological Microscope с программным обеспечением для анализа изображений «Bio Vision Version 4.0». Фотосъемку препаратов производили с помощью встроенной камеры при увеличении 10×10, 10×40, 10×100. Разрешение полученных изображений 1280 × 1024.
Результаты исследования и их обсуждение. При цитологическом исследовании неокортекса как в контрольной, так и в опытной группе были обнаружены 6 слоев нервных клеток располагающиеся в следующем порядке: 1. Молекулярный; 2. Наружный зернистый; 3. Наружный пирамидный; 4. Внутренний зернистый; 5. Внутренний пирамидный; 6. Полиморфный (рис. 1).
Рис. 1. Кора больших полушарий головного мозга крыс (контроль), содержащая 6 слоев нервных клеток. Окраска гематоксилином и эозином. Стрелками обозначены слои нервных клеток (снизу вверх: 1 - молекулярный; 2 - наружный зернистый; 3 - наружный пирамидный; 4 - внутренний зернистый; 5 - внутренний пирамидный; 6 - полиморфный). Ув. 10×10.
Проведенные исследования показали различия морфологического строения нейронов коры головного мозга белых крыс контрольной и опытной групп.
В контроле молекулярный слой коры содержит небольшое количество мелких ассоциативных клеток вытянутой формы. Основной объем этого слоя составляют отростки, располагающиеся горизонтально, Цитоплазма клетки имеет мелкозернистую структуру, за счет присутствующего в ее составе белка (рис. 2).
При воздействии ацетата свинца перикарионы молекулярного слоя расположены в виде коротких «цепочек». Слой отличается мелкопористой структурой, цитоплазма клеток равномерно распределена (рис. 3.).
![]() |
![]() |
Рис. 2. Молекулярный слой коры больших полушарий. Стрелкой обозначены нейроны молекулярного слоя (НМС). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 100×10. | Рис. 3. Молекулярный слой коры больших полушарий при воздействии свинца. Стрелкой обозначена «цепочка» перикарионов (ЦП). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 40×10. |
Наружный зернистый слой в норме образован нейронами, имеющими округлую и пирамидальную форму. Нейроны содержат ядра слегка вытянутой или овальной формы. Цитоплазма клетки имеет крупнозернистую структуру. Клетки расположены плотно, образуя четко отделяющийся слой (рис. 4).
В опытной группе наружный зернистый слой представлен крупными овальными клетками. Перикарионы расположены близко друг к другу, и практически не имеют межклеточного пространства. Обнаружено значительное увеличение некротизированных или «тающих» нейронов (рис. 5).
![]() |
![]() |
Рис. 4. Наружный зернистый слой коры больших полушарий. Стрелкой обозначены нейроны наружного зернистого слоя (НЗК). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 100×10. | Рис. 5. Наружный зернистый слой коры больших полушарий при воздействии свинца. Стрелкой обозначены нейроны наружного зернистого слоя (НЗК), «тающие» нейроны (ТН). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 100×10. |
Наружный пирамидный слой контрольной группы представлен немногочисленными пирамидными нейронами конической формы. Нейроны содержат мелкие ядра, имеющие округлую форму. Цитоплазма клеток имеет гладкую, незернистую структуру (рис. 6).
В опыте с ацетатом свинца наружный пирамидный слой представлен пирамидными клетками, располагающимися короткими «цепочками». Ядра мелкие, чаще прилежат к оболочке клетки. Структура слоя неоднородная (рис. 7).
![]() |
![]() |
Рис. 6. Наружный пирамидный слой коры больших полушарий. Стрелкой обозначены пирамидные нейроны (ПН). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 100×10. | Рис. 7. Наружный пирамидный слой коры больших полушарий при воздействии свинца. Стрелкой обозначена «цепочка» пирамидных нейронов (ЦПН). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 100×10. |
Внутренний зернистый слой в норме содержит мелкие звездчатые клетки, зернистые клетки, а так же мелкие пирамидные клетки. Ядра перикарионов округлой формы, имеют четко выраженную структуру. Цитоплазма в клетке распределена равномерно, без крупных белковых включений (рис. 8).
При исследовании внутреннего зернистого слоя опытной группы животных отмечено уменьшение количества клеток, изменение формы нейронов на овальную и увеличение их размеров. Структура слоя неоднородная, с многократными «разрывами» (рис. 9).
![]() |
![]() |
Рис. 8. Внутренний зернистый слой коры больших полушарий. Стрелкой обозначены звездчатые клетки (ЗК), пирамидные клетки (ПК), зернистые нейроны (ЗН). Окраска метиленовым синим по Нисслю. Ув. 100×10. | Рис. 9. Внутренний зернистый слой коры больших полушарий при воздействии свинца. Стрелкой обозначены звездчатые клетки (ЗК), пирамидные клетки (ПК), зернистые нейроны (ЗН). Окраска метиленовым синим по Нисслю. Ув. 100×10. |
Внутренний пирамидный слой контрольных животных представлен крупными нейронами (клетки Беца, клетки Мейнерта) и небольшим количеством звездчатых клеток.
Клетки Беца имеют крупные ядра, их цитоплазма не содержит включений. От тела клетки в выше лежащие слои из вершины пирамиды выходит длинный апикальный дендрит, сбоку и от основания перикариона отходят другие более короткие дендриты. От основания пирамиды в белое вещество уходит аксон.
Клетки Мейнерта - достаточно крупные нейроны, локализованные на протяжении всего V слоя коры полушарий. Клетки имеют пирамидную форму, их ядра относительно крупные округлые. По сравнению с клетками Беца Клетки Мейнерта лишены крупных апикальных и боковых дендритов. Перикарионы звездчатых нейронов имеют округлую, полигональную или треугольную форму (рис. 10).
Внутренний пирамидный слой переднетеменной коры больших полушарий опытной группы представлен клетками отличающимися значительно меньшими размерами от таковых у контрольной группы. Цитоплазма клеток имеет ровную структуру, с небольшим количеством включений. Ядра клеток занимают практически все пространство клетки. Структура слоя неоднородная, обнаруживаются единичные кистозные образования овальной формы, распространенные по всей толще слоя (рис.11).
![]() |
![]() |
Рис. 10. Внутренний пирамидный слой коры больших полушарий. Стрелками обозначены: клетки Беца (КБ), клетки Мейнерта (КМ), звездчатые нейроны (ЗН). Окраска метиленовым синим по Нисслю. Ув. 40×10. | Рис. 11. Внутренний пирамидный слой коры больших полушарий при воздействии свинца. Стрелками обозначены: клетки Беца (КБ), клетки Мейнерта (КМ), звездчатые нейроны (ЗН), кистозное образование (КО) Окраска метиленовым синим по Нисслю. Ув. 100×10. |
В контроле полиморфный слой образован множеством нейронов различной величины и формы, а так же некоторым количеством пирамидных и зернистых нейронов (рис.12). Клетки располагаются цепочками. Пирамидные нейроны имеют слегка вытянутую форму с заметными удлинениями. Ядра небольшие с ровной структурой. Зернистые нейроны имеют округло-угловатую форму. Цитоплазма с крупными белковыми включениями, придающими зернистость внутреннему содержимому клетки. Ядра клеток вытянутые.
В полиморфном слое также встречались нейроны овальной формы (ОН) с небольшим апикальным отростком. Контуры клеток ровные, цитоплазма имеет пористую структуру, ядра относительно мелкие.
Структура полиморфного слоя опытной группы содержит многократные разрывы. Нейроны располагаются «цепочками», большая часть представлена «темными» гиперхромофильными перикарионами. В структуре слоя отмечаются многократные кистозные образования, овальной формы (рис.13, 14).
![]() |
![]() |
Рис. 12. Полиморфный слои коры больших полушарий. Стрелками обозначены: пирамидные нейроны (ПН), зернистые нейроны (ЗН), овальные нейроны (ОН). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 40×10. | Рис. 13. Полиморфный слои коры больших полушарий при воздействии свинца. Стрелками обозначены: пирамидные нейроны (ПН), зернистые нейроны (ЗН), овальные нейроны (ОН), цепочка перикарионов (ЦП), гиперхромофильные нейроны (ГН). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 40×10. |
Рис. 14. Полиморфный слои коры больших полушарий. Стрелкой обозначено кистозное образование (КО). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 40×10.
Таким образом, проведенные исследования позволили описать морфологические особенности клеточного состава слоев переднетеменной коры головного мозга крыс-самцов в норме и при воздействии ацетата свинца.