Корреляции морфологических характеристик мозга 1и 40-дневных крыс и их поведенческих реакций

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Биология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

За 20 лет отмечено возрастание значимости пассивного курения в генезе обострения БА у детей. Табачный дым провоцировал обострение у большинства школьников. Очень неблагоприятной является тенденция роста удельного веса активных курильщиков среди пациентов с БА, особенно мальчиков из городской местности. Триггерная роль активного курения увеличилась в 12 раз.
У 15,8% пациентов затруднение дыхания провоцировалось приемом лекарств (антибиотики, витамины, нестероидные противовоспалительные препараты, бронхоспазмолитики), в том числе препаратов с известной триггерной ролью. Недооценка лекарственной аллергии была характерна как для городских, так и для сельских пациентов.
Таким образом, динамический анализ триггеров БА отражает рост значимости неиммунных факторов у детей, наиболее распространенными причинами приступа удушья являлись вирусная инфекция, контакт с бытовыми аллергенами, пассивное курение, физическая нагрузка, холод, метеолабильность.
Литература
1. Asher M.I., Keil U., Anderson H.R. et al. /,/ European Respiratory Journal. 1995. Vol. 8. 3, P. 483−491.
2. Amin K., Ludviksdottir D., Janson C. et al. // Am J Resp Crit Care Med. 2000. Vol. 162, P. 2295−2301.
3. Anderson H.R., Poloniecki J.D., Strachan D.P. et al. // Am Public Health. 2001. № 91. P. 1126−1129.
4. Consensus sfatement on the treatment of allergic rhinitis P. Van Cauwenbergeet'-al Allergy, 2000. Vol. 55, P. 116−134.
5. Pocket guide for Astma Management and Prevention in Children. Revised 2002 // National Institutes of health. 2002. P.4.
6. Strachan D.P., Sibbald B., Weiland S.K. et al. Peadiatric and Immunol. 1997. Vol. 8, P. 167−176.
7. Wahn U. Allergological. 2002. Vol. 25. 2, P. 60-
73.
8. Wright A.L. // Clin Rev Alleigy and Immunol. 2002. Vol. 22, P. 33−44.
? ??
УДК 612. 82 + 612. 451 + 612. 43]: [611 — 018 +611 — 018. 1]: 599. 323.4 Б. Я. Рыжавский, Е. П. Матвеева, С. Н. Баранова, Ю.А. Сапожников
КОРРЕЛЯЦИИ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОЗГА 1- И 40-ДНЕВНЫХ КРЫС И ИХ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Дальневосточный государственный медицинский университет, г. Хабаровск
Анализ корреляций гравиметрических, размерных характеристик мозга, морфометрических, цитохимических особенностей нейронов, с одной стороны, и функциональных свойств органа, с другой, в течение многих лет привлекает специалистов в области нейронаук [1−10]. Одним из аспектов этих исследований, имеющих теоретическую и прикладную ценность, является онтогенетический. При этом, в частности, установлено, что у детей, имевших при рождении значительно уменьшенные размеры мозга, этот параметр, как и интеллектуальное развитие, отстают от нормальных и в последующие периоды жизни [2, 7−10]. В то же время, нам не известны работы, в которых изучались особенности интеллектуального раз-
вития, роста мозга, различных его отделов у индивидов, имевших при рождении большие, чем среднестатистические, массу и размеры этого органа. Не будучи актуальными с точки зрения клинической медицины, указанные вопросы не привлекали к себе внимания. Их исследование, применительно как к человеку, так и к животным, сопряжено со значительными методическими трудностями. Один из возможных подходов к анализу данной проблемы в эксперименте разработан нами и осуществлен в настоящей работе.
Материалы и методы
Исследовано потомство интактных 4−5-месяч-ных самцов и самок крыс (8 пометов, 72 крысенка), содержавшихся одновременно в условиях од-
ного вивария. В каждом помете в возрасте 1 сут крысят взвешивали, после чего забивали 1−3 самцов и 1−3 самки, имевших массу тела среднюю в помете (п=30). Их головной мозг и полушарие взвешивали на электронных весах, после чего левое полушарие фиксировали в жидкости Карнуа, затем строго перпендикулярно его поверхности и длиннику вырезали участки, содержащие: 1) переднетеменную (ПТД) и 2) собственно теменную (СТД) доли. Материал заливали в парафин, из него готовили срезы толщиной 7 мкм, которые окрашивали 1% метиленовым синим и галлоциа-нином на нуклеиновые кислоты. Окулярмикро-метром МОВ-15 измеряли толщину неокортекса и молекулярного слоя в ПТД и СТД. На программ-но-аппаратном комплексе «Мекос» во II и V слоях коры ПТД, СТД, поля CAI гиппокампа измеряли площадь сечения ядер нейронов (по 25 измерений в каждом случае, в каждой зоне). Оставшиеся в каждом помете животные (п=42) в 30-дневном возрасте были подвергнуты исследованию в приподнятом крестообразном лабиринте (ПКЛ). При помощи созданной компьютерной программы [5] регистрировались по времени и числу «элементарные» компоненты поведения: принюхивания, све-шивания, пребывание в открытых и закрытых рукавах, стойки, груминг, движение. Каждая крыса тестировалась в течение 3 мин. По перечисленным компонентам поведения определялись интегральные характеристики: исследовательская активность и уровень тревожности. Они рассчитывались по оригинальной методике [5]. В 40-дневном возрасте эти животные были забиты путем декапита-ции, у них определены на электронных весах масса тела, мозга и полушария. Левые полушария мозга заливались в парафин. На препаратах, окрашенных галлоцианином, в них измерялись толщина коры ПТД и СТД, размеры ядер и цитоплазмы нейронов II и V слоев ПТД и СТД, гиппокампа.
При обработке материала средние в помете показатели массы мозга, толщины коры и молекулярного слоя, размеров ядер нейронов, выявленные у 1-дневных крысят, рассматривали как присущие и оставшимся животным соответствующего помета в 1-дневном возрасте. Кроме того, для каждого помета рассчитывали соотношение средней массы мозга, имевшейся в 1-дневном возрасте, к среднему ее приросту, происшедшему от 1- до 40-дневного возраста. Полученные данные обрабатывали на ПК с применением программы Statistica
6, с использованием дескриптивной статистики, корреляционного и кластерного анализа.
Результаты исследования
На первом этапе исследования были сопоставлены среднепометные показатели, исследовавшиеся у 1- и 40-дневных крыс (табл. 1). Было выявлено, что коэффициент корреляции среднепометной массы мозга, рассчитанный в каждом отдельном помете у 1- и 40-дневных животных, составил 0,32 (р& gt-0,05), т. е. связь не была статистически значимой. При этом в одних пометах живот-
Резюме
Проведены сопоставления массы мозга, полушария, толщины его коры в переднетеменной и собственно теменной долях у крыс. Установлено, что средние значения этих показателей в помете в 1-дневном и 40-дневном возрасте не имеют достоверной корреляции. Животные, принадлежавшие к пометам, характеризовавшимся в 1-дневном возрасте высокой массой мозга, полушария, толщиной коры, большими размерами ядер в нейронах неокортекса и гиппокампа, отличались в 30-дневном возрасте большей исследовательской активностью, меньшим уровнем тревожности. В то же время, в возрасте 40 дней они не имели различий по массе мозга, полушария, толщине коры.
B. Ya. Ryzhavskii, Ye.P. Matveeva, S.M. Baranova, Yu.A. Sapozhnikov
CORRELATION OF MORPHOLOGIC CHARACTERISTICS OF 1-AND 40-DAYS OLD RATS
BRAIN AND THEIR BEHAVIORAL REACTION
Far Eastern State Medical University, Khabarovsk Summary
We compared mass of brain, hemisphere, thickness of its cortex in anterior parietal lobe and true parietal lobe in rats. It was stated that mean value of these data in 1- and 40-days old litter had no trustworthy correlation. I-day old letters having high mass of brain, hemisphere, thickness of cortex, large nuclei size in neurons of neocortex and hip-pocamp were notable for larger investigation activity, less level of anxiely at the age of 30 days. At the same time, at the age of 40days they have no differences in mass of brain, hemisphere, cortex thickness.
ные имели наиболее высокую/низкую массу мозга как в 1-дневном, так и в 40-дневном возрасте, в других это соответствие отсутствовало. Средняя для помета толщина коры мозга в ПТД и СТД у крыс в 1- и 40-дневном возрасте имела еще меньшие коэффициенты корреляции (г& lt-0,27- р& gt-0,05). В связи с различиями величины массы мозга у новорожденных животных и ее последующего (до 40 дней) прироста, отношение величины массы органа, сформированной до рождения, к ее приросту в постнатальном периоде, до 40-дневного возраста, составляло в разных пометах от 15,7 до 21,4%. При этом максимальные значения были в пометах, отличавшихся высокой массой мозга у новорожденных и средней или низкой — в 40-дневном возрасте (табл. 1). Эти различия заслуживают внимания, поскольку в мозге новорожденных больший вклад в величину массы вносят тела нейронов, тогда как ее прирост после рождения обусловливается преимущественно пролиферацией гли-оцитов, ростом отростков нейронов, синтезом миелина в составе нервных волокон. В связи с этим можно предполагать, что соотношение этих компонентов (нейронов, глии, миелина) в мозге 40-дневных (и более старших) животных обусловливается и изучавшимся соотношением массы мозга у 1-дневных крыс к ее приросту до 40-дневного возраста.
Показатели развития мозга и ВИД крыс разных пометов
Номер помета Масса мозга новорожденных Масса мозга 40-дневных Масса мозга новорож. /прирост массы после рожд., % Толщина коры, мкм Толщина коры, мкм Уровень тревожности Исследова- тельская активность
абс., мг отн., мг/г абс., мг отн., мг/г ПТД 1-дневных СТД 1-дневных ПТД 40-днсвных СТД 40-дневных
1 279 ±2,0 37,9 ±0,16 1720 ±12 16,4 ±0,36 19,4±0,18 576±17 539±14 1720±62 1338±50 324±54 69,6±45,6
2 266 ±0,4 42,5 ±0,2 1534 ±26 17,1 ±0,28 21,1 ±0,47 616±6 566± 13 1478±66 1482±50 343± 12 22,1±7,3
3 256 ±2,0 43,8 ±0,22 1456 ±27,3 20,4 ±1,12 21,4±0,52 563±4 552±7 1528±5,1 1292±30 315±41 57,7±22,4
4 260 ±0,7 46,7 ±0,27 1592 ±11 16,4 ±0,33 19,5±0,17 605±12 579± 18 1464+56 1408±76 368± 13 19,1±10
5 233 ±1,5 40,1 ±0,27 1520 ±41,5 17,1 ±1,2 18,1+0,58 517+6 464±16 1778±116 1288±13 368±34 32,8± 15,1
6 223 ±0,7 39,7 ±0,1 1646 ±26 15,6 ±0,27 15,7±0,28 542±9 539±12 1586±30 1400+40 364±22 17,7± 10,6
7 222 +2,1 42,2 ±0,34 1564 ±16,5 16,8 ±0,53 16,6±0,2 526± 15 497+10 1644±42 1264±60 339± 13 37,2±6,9
8 208 +0,9 42,8 ±0,08 1442 ±13,3 17,6 ±0,49 16,8±0,17 520+12 532±16 1416±91 1242І54 409±21 13,7±8,2
На следующем этапе обработки материала при помощи кластерного анализа 8 пометов крыс были разделены на 2 группы по изучавшимся показателям развития мозга. В 1 группу вошли животные 5 пометов, во 2 группу — 3 пометов. В 1-дневном возрасте масса тела у крыс 2 группы была выше, чем в 1 группе, в 40-дневном — достоверной меж-групповой разницы не обнаруживалось.
Таким образом, опережающий рост массы тела, имевшийся до 1-дневного возраста и сочетавшийся с большей массой мозга, не пролонгировался в последующие периоды жизни крыс. Выделенные группы достоверно различались по большинству исследованных параметров, характеризующих мозг 1-дневных животных. Для 2 группы были присущи большие абсолютная масса мозга, полушария, толщина коры ПТД и СТД. Размеры ядер нейронов при этом были достоверно большими в V слое коры ПТД и СТД. Во II слое этих зон и поле CAI гиппокампа они также превышали соответствующие размеры в мозге крыс 1 группы, но отличия не были статистически значимы (табл. 2). Таким образом, «большому» мозгу новорожденных крыс были присущи морфометрические особенности, отражающие более высокий уровень развития их коры, ее нейронов.
В 40-дневном возрасте животные не имели достоверных межгрупповых различий по абсолютной массе мозга, полушария, толщине коры в ПТД и СТД, что согласуется с вышеприведенными данными корреляционного анализа. В то же время, в мозге животных из пометов, отличавшихся большей массой мозга в 1-дневном возрасте, в 40-дневном возрасте в нейронах гиппокампа были большие размеры ядер и цитоплазмы, в нейронах V слоя коры СТД — большие размеры ядер. Кроме того, относительная масса мозга, которая в 1-днев-ном возрасте в сравниваемых группах практически не различалась, в 40-дневном — у крыс 2 группы была достоверно большей, чем в 1 группе. Меж-
групповые различия имелись и в величине отношения масса мозга 1-дневных: прирост массы мозга от 1 до 40 дней (во 2 группе — 20,8±0,33% и в 1 группеЧ7,2±0,28%, табл. 2).
Наибольший интерес, по нашему мнению, представлял тот факт, что выделенные группы различались по показателям высшей нервной деятельности (ВНД). В ПКЛ животные 2 группы характеризовались достоверно большим числом стоек (6,8±1 против 4,1 ±0,53), принюхиваний (6,63±0,6 против 4,8±0,6), заходов в открытые (2,2±0,39 против 1+0,2) и закрытые рукава (3±0,39 против 1,8±0,2). Параллельно с этим, у них больше времени приходилось на стойки, принюхивания, свешивания, меньше, чем в 1 группе, на груминг. Оценка интегральных показателей (исследовательская активность и уровень тревожности), рассчитанная по времени различных действий, выявила достоверные межгрупповые различия (табл. 2).
Таким образом, полученные данные показали отсутствие достоверных корреляционных связей между среднепометными показателями массы мозга и толщины его коры в 1- и 40-дневном возрасте. Они выявили также ряд зависимостей между морфологическими характеристиками мозга 1-дневных животных и показателями, отражающими особенности их ВНД в 30-дневном возрасте. Приведенные факты являются новыми и позволяющими, по нашему мнению, более многосторонне, с учетом особенностей онтогенеза, оценивать морфофункциональные корреляции при изучении головного мозга. Изложенные данные согласуются с полученными нами ранее результатами, показавшими, что большие, чем в контроле, масса и толщина коры мозга у новорожденного потомства «старых» самок, а также потомства самок, которым во время беременности вводили андрогены, в определенной мере нивелируются в 40-дневном возрасте, тогда как показатели ВНД у животных
Характеристика крыс разных групп
Примечание. * - различия между группами статистически достоверны.
экспериментальных групп существенно отличались от таковых в контроле, свидетельствуя, в частности, о их большей исследовательской активности и меньшем уровне тревожности [3, 4].
Мы полагаем, что изложенные результаты расширяют представления о корреляциях морфологических и функциональных свойств мозга, важной роли уровня развития органа в периоде новорожденное™ при определении его характеристик в последующем. Они свидетельствуют о том, что функциональные особенности мозга взрослого целесообразно сопоставлять не только с его морфологией в этом же возрасте, но также и с особенностями морфологии в периоде новорожденное-ти. Возможности прижизненного изучения структуры мозга при помощи высокоразрешающей томографии уже в настоящее время делают такой
подход в принципе возможным. С другой стороны, полученные результаты могут служить объяснением большой абсолютной и относительной массы мозга в пренатальном периоде онтогенеза. Это обусловливает потребление им значительных энергетических и пластических ресурсов задолго до того времени, когда орган становится жизненно необходимым (свидетельство этого рождение анэн-цефалов). Можно полагать, что эта особенность эмбриогенеза мозга отражает необходимость образования определенных величин массы органа, числа нейронов к моменту рождения для успешного функционирования в будущем. В связи с этими положениями и представленными результатами можно предполагать, что высокий уровень развития мозга в периоде новорожденное™ является важной предпосылкой для достижения им в последующем высоких функциональных показателей. Видовые особенности развития мозга человека, очень значительная абсолютная и относительная масса органа при рождении (около 25% от таковой у взрослого, тогда как у крысы — только около 10%) [2], позволяют полагать, что для человека этот фактор может играть особенно существенную роль.
Литература
1. Герштейн Л. М., Худоерков P.M., Боголепов H.H. // Бюл. экспер. биол. 1998. Т. 126. № 12. С. 477−480.
2. Рыжавский Б. Я. Развитие головного мозга: отдаленные последствия влияния некомфортных условий. Изд-во Дальневосточного гос. мед. унта. Хабаровск. 2002.
3. Рыжавский Б. Я., Васильева Е. В., Еременко И. Р. и др. // Бюл. экспер. биол. 2004. Т. 137. № 6. С. 710−713.
4. Рыжавский Б. Я., Сапожников Ю. А., Уча-кина Р.В. и др. // Бюл. экспер. биол. 2004. Т. 138. № 6. С. 214−217.
5. Сапожников Ю. А., Фельдшеров Ю. А., Рыжавский Б. Я. // Дальнев. мед. журн. 2002. № 4.
С. 25−28.
6. Хухо Ф. Нейрохимия. Основы и принципы. М., Мир.
7. Gale C.R., Callagham F.J., Godfrey K.M. // Brain 2004. Vol. 127, No. 2. P. 321−329.
8. Ivanovic D.M., Leiva B.P., Perez H.T. et al. // Nutrition. 2000. Vol. 16, No. 11−12. P. 1056−1063.
9. Ivanovic D.M., Leiva B.P., Perez H.T. et al. // Neuropsichologia. 2004. Vol. 42, No. 8. P. 1118−1131.
10. Peterson B.S., Vohr B., Staib et al. // JAMA 2000. Vol. 284, No. 15. P. 1873−1974.
Показатели Группа 1 Группа 2
1- дневные крысы
Масса тела, г 5,4+0,06 6,510,12*
Масса мозга абсолютная, мг 227+2,4 26 512,05*
Масса мозга относительная, мг/г 42,1±0,35 41,910,49
Толщина коры мозга, мкм — переднетеменная доля 54 116,1 58 516,7*
— собственно теменная доля 517±7,4 55 416,9*
Площадь сечения ядер, мкм2 ПТД, — II слой 30,4+1,5 36,4+4,7
— V слой 34,6±0,91 38,211,4*
СТД — II слой 24,9±1,2 27,812,49
— V слой 32,3±0,91 35,211,12*
Гиппокамп, САI 39,7+1,8 44,713,5
40-дневные крысы
Масса тела, г 93,2+2 87+3,6
Масса мозга абсолютная, мг 1552+16,3 1 545 129
Масса мозга относительная, ?& gt-тг/г К 1-І-п 1C 18,110,58*
Масса полушария, мг 533+7,3 541 114
Толщина коры мозга, мкм — переднетеменная доля 1 573 136 1 560 137
— собственно теменная доля 1 319 131 1 300 123
Исследовательская активность, усл. ед. 23,4+4,4 50,1112,1*
Уровень тревожности, усл. ед. 36 919,4 330 116,8*
Масса мозга новорожденных/ прирост массы от 1 до 40 дней, % 17,210,28 20,810,33*
? ??

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой