авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Пластичность нейронных популяций коры и подкорковых образований мозжечка в филогенезе позвоночных животных (морфо-цитохимическое исследование)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ОРЛЯНСКАЯ Татьяна Яковлевна ПЛАСТИЧНОСТЬ НЕЙРОННЫХ ПОПУЛЯЦИЙ КОРЫ И ПОДКОРКОВЫХ ОБРАЗОВАНИЙ МОЗЖЕЧКА В ФИЛОГЕНЕЗЕ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ (морфо-цитохимическое исследование) 03.00.25. – гистология, цитология, клеточная биология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Томск 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омской государственной медицинской академии Министерства здравоохранения Российской Федерации»

Научный консультант: доктор биологических наук, профессор Лютикова Татьяна Михайловна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Виноградова Мария Сергеевна доктор биологических наук, профессор Гриднева Вера Ивановна доктор биологических наук, Ильинских Ирина Николаевна

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет Министерства Образования Российской Федерации»

Защита состоится "" 2004г. в часов на заседании диссертационного совета Д 208.096.03. при Сибирском государственном медицинском университете по адресу 634050, г. Томск, Московский тракт, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-медицинской библиотеке Сибирского государственного медицинского университета (634050, г. Томск, пр. Ленина, 107).

Автореферат разослан "" _2004г.

Ученый секретарь диссертационного совета, А.В. Герасимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современные позвоночные являются конечным этапом широкой и многоступенчатой адаптивной радиации. Их естественный отбор шел по пути формирования адекватных приспособлений к изменяющимся условиям существования, обусловленных прогрессивным развитием нервной системы (Заварзин А.А., 1941;

Шмальгаузен И.И., 1968;

Филимонов И.Н., 1974;

Карамян А.И., 1976;

Андреева А.Н., Обухов Д.К., 1990;

Larsell O., 1967;

Northcutt R.G., 1984;

Nieuwenhuys R. et al., 1998). При этом вариации признаков на всех уровнях строения мозга: анатомическом, гистологическом, клеточном - являются важнейшими компонентами дивергентного развития нервной системы позвоночных (Сепп Е.К., 1949;

Заварзин А.А., 1985;

Богословская Л.С., Поляков Г.И., 1981;

Белехова М.Г., 1987;

Крушинский Л.В., 1993;

1995;

Обухов Д.К,1999;

Patt D.I., Patt G.R.,1969).

На определенных ступенях исторического развития позвоночных ароморфозы затрагивают разные отделы мозга: у низших – стволовые отделы, у птиц – полосатые тела переднего мозга и мозжечок, у млекопитающих – передний мозг, главным образом, кору больших полушарий и мозжечок.

Согласно современным представлениям мозжечок участвует в организации и контроле разнообразных двигательных функций, являясь специализированной надстройкой двигательной системы. Развитие мозжечка в сравнительно анатомическом ряду позвоночных животных представляет сложный исторический процесс его морфо-функционального становления, во многом отражающий степень и характер моторной активности животного, среду обитания, образ жизни (Карамян А.И., 1956, 1970;

Никитенко М.Ф., 1969;

Бекая Г.А., 1990;

Eccles J.C. et al.,1967;

Albus J.S., 1971;

Dov R.S.. et al., 1988). В зависимости от условий обитания мозжечок в филогенезе позвоночных получает либо мощное развитие (рыбы, птицы, млекопитающие), либо представляет собой относительно упрощенное образование (земноводные, большинство пресмыкающихся).

Анализ многочисленной литературы показал, что усложнение структурной организации мозжечка в ходе исторического развития позвоночных сопровождается существенными перестройками его отделов, отдельных слоев, формированием коры, дифференцировкой клеточных структур, внутримозжечковых ядер (Сепп Е.К.,1949;

Кабанов А.Н., 1961;

Гусельников И.В., 1965;

Фанарджян В.В.,1972, 1995;

2000;

Llinas R., Hilman D.E.,1969;

Szentagothai J., Arbib M.A., 1976), коррелирует со степенью совершенствования его функций (Антонова А.М., 1968;

Лешко А.А., 1969;

Аршавский Ю.И., 1972;

Фанарджян В.В., 1992;

Maar D.,1969;

Ito M.,1993;

Ulinski P.S. et al., 1990) и находится во взаимосвязи с перестройками метаболизма, особенно с обменом белков (Палладин В.В. с соавт., 1972;

Александров В.Я., 1985;

Эйнштейн Э., 1988;

Dolivo M., 1967). К настоящему времени имеющиеся биохимические и гистохимические исследования белкового состава, интенсивности обмена белков в функционально различных образованиях мозга (Бродский В.Я., 1966;

Певзнер Л.З., 1969;

Герштейн Л.М., 1969, 1977, 1988;

2001;

Худоерков Р.М., 1989, 1995, 2002;

Richter D.,1970;

Droz B., 1970;

Link W. et al.,1995;

Torre E.K., Steward O.,1992). свидетельствуют о специфической деятельности белков нервной системы, объясняя высокие пластические возможности ЦНС.

Однако данные, касающиеся цито - и протеиноархитектоники структур мозжечка, представителей разного уровня организации сравнительно анатомического ряда позвоночных животных в норме единичны и касаются конкретных представителей отдельных классов (Антонова А.М., 1968;

Лешко А.А., 1968;

Халимон А.Ф.,1968;





Курант В.З.,1984). На данном этапе отсутствуют комплексные исследования с применением количественных морфометрических и цитохимических методов с позиций оценки гетерогенности нейронных популяций мозжечка в ходе их преобразований в филогенезе позвоночных.

Вместе с тем, для целостного подхода к пониманию структурно функциональных преобразований мозжечка в филогенезе позвоночных, дающих возможность раскрыть закономерности становления адаптаций и познать механизмы пластичности мозга, важна оценка уровня морфо цитохимических преобразований нейронных популяций мозжечка в прогрессивно - эволюционном и эколого-эволюционном рядах позвоночных животных.

Цель работы. Выявить и обосновать закономерности морфо цитохимических преобразований в популяциях нейронов молекулярного, ганглиозного, зернистого слоев и ядерных структур мозжечка в сравнительно анатомическом ряду позвоночных, отличающихся филогенетическим возрастом и принадлежностью к определенным эколого-морфологическим группам животных.

Задачи исследования:

1. Провести углубленный морфометрический анализ нейронных популяций слоев и ядерных образований мозжечка в сравнительно анатомическом ряду позвоночных (рыбы - земноводные - пресмыкающиеся птицы - млекопитающие) различных эколого-морфологических групп.

2. Изучить и проанализировать состояние белкового фонда нейронных популяций мозжечка сравнительно-анатомического ряда позвоночных животных определенных эколого-морфологических групп с позиций интерференционной цитометрии.

3. Оценить динамику и выяснить закономерности в проявлении морфо цитохимических признаков на уровне нейронных популяций в структурах мозжечка в филогенезе позвоночных.

4. Проанализировать и сопоставить выявленные морфо - цитохимические особенности в изученных типах нейронных популяций, отдельных компонентах нейронов коры и подкорковых структур мозжечка в сравнительно анатомическом ряду позвоночных животных, отличающихся средой обитания, степенью двигательной активности и степенью приближенности к человеку с целью определения основных тенденций в становлении адаптаций на уровне изученной структуры мозга.

Научная новизна исследования. Впервые проведено морфо цитохимическое исследование на уровне структурных компонентов нейронов и нейронных популяций мозжечка низших и высших позвоночных животных с использованием комплекса методов: качественных (нейрогистологических, гистохимических) и количественных с применением морфометрических приемов (ручная морфометрия, интерференционная цитометрия) с последующим статистическим и корреляционным анализом.

Впервые получена новая информация о структуре мозжечка на клеточном и популяционно-клеточном уровнях у ряда видов представителей разных классов подтипа Позвоночные животные: костных рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих, занимающих определенные экологические ниши, отличающихся средой обитания, степенью двигательной активности и в разной степени испытывающие действие отбирающих факторов - природы и человека.

Впервые на уровне клеток получены и проанализированы основные количественные параметры во всех слоях и ядрах мозжечка - площади профильных полей тела, ядра, цитоплазмы, ядерно-цитоплазматические отношения, тинкториальные свойства цитоплазмы, хроматиновые глыбки ядер клеток-зерен.

В настоящей работе впервые оценены нейронные популяции мозжечка по их однородности и гетерогенности, диапазону варьирования признака, локализации крайних вариантов при анализе типов клеток по степени хромофилии цитоплазмы, числу глыбок хроматина в ядре, линейным параметрам, плотности распределения нейронов.

Методом интерференционной цитометрии определен впервые белковый фонд структурных компонентов клеток и нейронных популяций изученных слоев и ядер мозжечка, выявлен и сопоставлен сухой вес и концентрация в них суммарных водонерастворимых белков, оценена степень однородности и гетерогенности клеточных популяций.

Новыми данными по белковому фонду нейронов мозжечка позвоночных значительно дополнена, расширена и подтверждена информация об особенностях организации нервной ткани, проявляющаяся в преобладании суммарных белков в цитоплазме по сравнению с ядром в нервных клетках, в варьировании показателей белкового фонда в крупноклеточных и мелкоклеточных нейронных популяциях.

На уровне клеточных популяций мозжечка по морфо-цитохимическим параметрам проведен корреляционный анализ для определения степени зависимости между морфометрическими параметрами (размерами клеток и их плотностью), морфо- и цитохимическими параметрами (линейными параметрами клеток и показателями белкового фонда) на уровне нейронных популяций мозжечка позвоночных.

В настоящей работе впервые представлена взаимосвязь между эволюционными преобразованиями структурно-функциональной организации мозжечка позвоночных и становлением приспособительных реакций на уровне цито- и протеиноархитектоники нейронов и нейронных популяций, обеспечивающих, в совокупности с другими критериями, пластичность изучаемой структуры.

Получены впервые морфо-цитохимические данные, позволяющие выделить основные тенденции и закономерности в филогенезе мозжечка позвоночных относительно специфики в проявлении тинкториальных свойств;

степени однородности и гетерогенности нейронных популяций по морфо цитохимическим параметрам функционально различных типов клеток мозжечка представителей сравнительно-анатомического ряда позвоночных;

обусловленности вариаций морфо-цитохимических параметров филогенетическим возрастом позвоночных, специализацией в освоении сред обитания, двигательной активностью, способом добывания пищи;

наименьшей вариабельности изученных признаков в нейронных популяциях клеток-зерен зернистого слоя, единственных клеток мозжечка, обладающих возбуждающим действием.

Впервые для животных сравнительно-анатомического ряда Позвоночных, отличающихся двигательной активностью, средой обитания, степенью приближенности к человеку получены, сопоставлены и проанализированы показатели структурного уровня (плотность распределения нейронов, линейные параметры клеток), функционального уровня (содержание суммарных белков в структурных компонентах клеток, нейронных популяциях), регуляторного уровня (концентрация водонерастворимых белков в структурных компонентах нейронов, нейронных популяциях) и выявлена между ними коррелятивная зависимость.

Теоретическое и практическое значение. Результаты настоящего исследования имеют фундаментальную направленность и вносят существенный вклад в разрешение проблем эволюционной нейроморфологии - выявлению закономерностей эволюционной пластичности нервной системы на клеточном уровне и уровне популяции клеток.

Сравнительный анализ морфометрических и цитохимических данных дает возможность выяснить общие закономерности цито- и протеиноархитектоники мозжечка в связи с его сложными морфо-функциональными преобразованиями в филогенезе позвоночных;

позволяет понять и оценить глубину и сложность его морфо-функциональных перестроек в сравнительно-анатомическом ряду позвоночных на клеточном уровне и уровне клеточных популяций с учетом экологических особенностей видов.

Полученные результаты позволяют говорить о комплексе объективных критериев при оценке приспособительных возможностей на клеточном и популяционно-клеточном уровнях в условиях нормальной жизнедеятельности животных, адаптированных к разным средам обитания. Полученные данные по экологической морфологии мозжечка дают возможность оценить роль факторов среды, образа жизни, пластичности двигательных функций в формировании специфических черт организации этой структуры мозга.

Данные исследования дополняют и расширяют с позиций нейроморфологии на клеточном и популяционно-клеточном уровнях знания, касающиеся структурно-функциональной организации образований мозга сравнительно анатомического ряда позвоночных, адаптированных к дикой природе или имеющих в той или иной степени отношение к человеку и представляющие интерес для различных отраслей естествознания, народного хозяйства (рыбоводства, птицеводства, звероводства, разведения и содержания лабораторных животных). Полученные результаты позволяют глубже познать биологию животных (синантропные птицы, млекопитающие), являющихся природным резервуаром инфекций и инвазий, опасных для здоровья человека и домашних животных. Данные проведенного исследования имеют важное значение для решения задач по охране, реконструкции и рациональному использованию фауны в условиях интенсивного антропогенного воздействия.

Сведения о закономерностях морфо-цитохимических преобразований структур мозжечка в филогенетическом ряду позвоночных могут быть использованы для дальнейшего развития фундаментальных исследований в области эволюционной нейроморфологии. Результаты могут быть внедрены в учебный процесс медицинских вузов на кафедрах гистологии и эмбриологии при изучении разделов "Нервная ткань", "Нервная система", на кафедре биологии при изучении раздела "Эволюция нервной системы", «Изменчивость», «Популяционная генетика», «Биологические аспекты экологии человека», а также на кафедрах зоологии, анатомии ветеринарных и биологических факультетов высших учебных заведений при изучении разделов "Сравнительная анатомия позвоночных животных", "Анатомия и гистология домашних животных", "Сравнительная экология животных", «Эволюционная морфология нервной системы позвоночных».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В эволюционно-прогрессивном ряду позвоночных в слоях и ядерных образованиях мозжечка на клеточном и популяционно-клеточном уровнях выявлены вариации морфометрических и цитохимических параметров, между которыми установлена определенная степень корреляции.

2. Анализ мозжечка низших и высших позвоночных на уровне нейронных популяций дает возможность выделить общие закономерности, присущие морфо-цитохимической организации структуры мозга и закономерности, обусловленные филогенетическим становлением мозжечка в эволюционном ряду позвоночных, что делает возможным дифференцировать изученные признаки на две группы:

- эволюционно-консервативные, проявляющиеся у всех изученных представителей позвоночных и подчиняющиеся единым принципам становления нервной системы;

- эволюционно – прогрессивные, отражающие пути становления и прогрессивного развития этой структуры мозга в процессе длительного действия эволюционных факторов.

3. В эколого-эволюционном ряду позвоночных полиморфизм морфо цитохимических признаков нейронных популяций мозжечка обусловлен местообитанием, специализацией моторики, образом жизни, степенью приближенности к человеку. Вариации признаков расцениваются как идиоадаптации на популяционно-клеточном уровне в изученном отделе мозга в разных эколого-морфологических группах позвоночных животных.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены и одобрены на 3-м конгрессе Ассоциации морфологов (Тверь, 1996);

4-м Российско Шведском симпозиуме (Москва, 1996);

3-й Международной конференции стран СНГ по функциональной нейроморфологии «Колосовские чтения – 97» (СПб, 1997);

Всероссийской юбилейной конференции АГЭ (СПб, 1997);

4-м конгрессе Ассоциации морфологов (Нижний Новгород, 1998);

Республиканской научной конференции (Тюмень, 1998);

4-м съезде Российских морфологов с международным участием (Ижевск, 1999);

V конгрессе Международной ассоциации морфологов (Ульяновск, 2000);

в материалах конференции НИИ мозга РАМН «Новое в изучении пластичности мозга» (Москва, 2000);

материалах международной конференции «Функциональная нейроморфология.

Фундаментальные и прикладные исследования» (Минск, 2001);

материалах Международной научно-практической конференции «Достижения эволюционной, возрастной и экологической морфологии» (Омск, 2001);

VI Конгрессе Международной ассоциации морфологов (Уфа, 2002);

«Колосовские чтения - 2002» (СПб, 2002);

в материалах конференции НИИ мозга РАМН «Пластичность и структурно-функциональная взаимосвязь коры и подкорковых образований мозга» (Москва, 2003);

Всероссийской научной конференции «Гистологическая наука России в начале XXI века: итоги, задачи, перспективы» (Москва, 2003), Всероссийской научной конференции «Морфологические науки - практической медицине» (Омск, 2004).

Публикации. По материалам исследования опубликовано 39 научных работ, в которых отражены основные положения диссертации.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 356 страницах машинописи и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, двух глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов, списка литературы, содержащего 550 источников (336 отечественных авторов и 214 иностранных) и приложения. Фактические данные иллюстрированы 59 рисунками (из них рисунков c 42 фотографиями) и 24 таблицами. Весь материал, представленный в диссертации получен, обработан и проанализирован лично автором.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ При выборе методов исследования и видового состава сравнительно анатомического ряда позвоночных животных, анализе структур мозжечка использованы эволюционный, комплексный многоуровневый и морфометрический методологические подходы.

Целенаправленно осуществлялся подбор изучаемых видов и групп позвоночных:

- по возможности представляющий все основные группы позвоночных;

- включающий те виды, по которым имеются, с одной стороны, более или менее подробные сведения по структурной организации и физиологии их мозжечка, и, с другой стороны, отсутствуют или недостаточно сведений по нейроморфологии, гистохимии этого отдела мозга;

- сравнивались виды позвоночных, освоивших водную среду обитания (костные рыбы), приспособленных в разной степени к наземной среде (земноводные, пресмыкающиеся, млекопитающие), а также освоившие воздушную среду обитания (птицы). Для анализа структурно-метаболических различий в организации мозжечка представителей позвоночных сопоставлялись данные как у животных одного класса, относящихся к разным эколого морфологическим группам и отличающихся степенью двигательной активности, так и у животных, относящихся к разным группам позвоночных, но обитающих в сходных условиях и обладающих сходной степенью двигательной активности. Для оценки влияния доместикации полученные результаты сопоставлялись у диких видов, одомашненных и приближенных к жилищу человека (синантропных). Выбор групп и видов животных определялся задачами не только теоретического, фундаментального, но и интересами практического плана (рыбоводство, птицеводство, звероводство, разведение лабораторных животных и др.).

В работе использованы 228 особей 19 видов животных, относящихся к классам подтипа Позвоночные животные: класс Osteichtyes - Костные рыбы ( Esox lucius L.,1758 – щука обыкновенная, n = 8;

Cyprinus carpio carpio, forma domestica L., 1758 – сазан обыкновенный, карп n = 16);

класс Amphibia – Земноводные (Rana arvalis Nilsson, 1842 – лягушка остромордая, n = 11);

класс Reptilia – Пресмыкающиеся (Lacerta vivipara Jacq.,1787 – ящерица живородящая, n = 12;

Vipera berus L., 1758 – гадюка обыкновенная, n = 7 ;

Natrix natrix L.,1758 – уж обыкновенный, n = 4;

Testudo horsfieldi Gray., 1844 – черепаха среднеазиатская, n = 6);

класс Aves – птицы (Columba livia Gm.,1787 голубь сизый, n = 10;

Passer domesticus L., 1778 - воробей домовый, n = 19;

Gallus gallus L., forma domestica - курица домашняя, n = 20;

Anser anser L., 1758, forma domestica – гусь серый, домашний, n = 24);

класс Mammalia – млекопитающие, отряд Rodentia – грызуны (Sciurus vulgaris L.,1758 – обыкновенная белка, n = 4;

Myocastor coypus Molina, 1782 – нутрия, n = 8;

Ondatra zibethicus L., 1766 – ондатра, n = 7;

Ellobius talpinus Pallas, 1770 – обыкновенная слепушонка, n = 9;

Microtus arvalis Pallas, 1779 – обыкновенная полевка, n = 10;

Mus musculus L.,1758 – домовая мышь, n = 13;

Rattus norvegicus Berkenhout, 1769 – серая крыса, n = 27;

Rattus norvegicus varietas alba – белая крыса, n = 13).

Согласно имеющимся классификациям (Никитенко М.Ф., 1969;

Бевзюк Д.В., 1967;

Ноздрачев А.Д. и Поляков Е.Л, 1994;

Константинов В.М., 2000), изученные виды в пределах классов по характеру связи со средой обитания относятся к 13 эколого-морфологическим группам:

1. Пелагические рыбы – Esox lucius - щука обыкновенная 2. Придонные рыбы – Cyprinus carpio f. domtstica - сазан обыкновенный 3. Наземные лягушки – Rana arvalis - лягушка остромордая 4. Бегающие пресмыкающиеся – Lacerta vivipara - ящерица живородящая 5. Панцирные пресмыкающиеся – Testudo horsfieldi - черепаха среднеазиатская 6. Ползающие пресмыкающиеся – Vipera berus - гадюка обыкновенная, Natrix natrix - уж обыкновенный 7. Наземно-древесные птицы – Columba livia - голубь сизый 8. Древесно-кустарниковые птицы – Passer domesticus - воробей домовый 9. Малолетающие наземные птицы – Gallus g. f. domestica - курица домашняя 10. Водоплавающие птицы – Anser аnser f. domestica - гусь серый, домашний 11. Древеснолазающие (планирующие) грызуны – Sciurus vulgaris обыкновенная белка 12. Полуводные амфибионтные животные – Myocastor coypus - нутрия, Ondatra zibethicus - ондатра 13. Мелкие норные животные – Microtus arvalis – обыкновенная полевка, Ellobius talpinus - обыкновенная слепушонка, Mus musculus - домовая мышь, Rattus norvegicus - серая крыса, Rattus norvegicus varietas alba - белая крыса*.

По степени двигательной активности изученных животных объединили в две группы: активно подвижные и умеренно подвижные. По отношению к природе и человеку - в 3 группы: дикие животные, синантропные и доместицированные. В отдельную группу объединяли животных в той или иной степени связанных с водной средой (водные и полуводные).

Забор материала производился в летне-осенний период;

использовали половозрелых животных, оценка половой зрелости определялась по весу особей (Стрельников И.Д.,1970, Западнюк В.И.,1971;

Ильичев В.Д. с соавт., 1982).

Объектом исследования служил мозжечок позвоночных животных. Для дифференцировки данной структуры мозга использованы атласы и лабораторные руководства (Мейснер В., 1905;

Schneider P., 1966;

Kuhn O., 1966;

Karten, H. J. and Hodos W., 1967;

Eccles J.C. a.o., 1967;

Kemali, M. and Breitenberg, V., 1969;

Larsell, O., 1970;

Zweers G. A., 1971;

Sidman, R.L. а.о., 1971;

Igarashi S. and Kamiya T., 1972;

Kahle W., Leonhardt H., Patzer W.,1976;

Thompson R., 1978;

Paxinos G., Watson С., 1982;

Paxinos G., 1985).

Животные, взятые для морфологических исследований, усыплялись под воздушно-эфирным наркозом, согласно инструкций Международной конвенции по использованию лабораторных животных от 1985 года.

Мозжечок фиксировали в жидкости Карнуа, заливали в парафин (Ромейс Б.,1954), раскладывали на серийные срезы. На фронтальных срезах толщиной 5 7 мкм проводили качественные реакции тионином по Нисслю с фиксированной рН в модификации И.В. Викторова (1969). С целью уменьшения доли ошибки в процессе исследования и идентификации условий контролировали толщину срезов (5-7 мкм), покровных стекол (0,14 – 0,15 мкм), использовали жидкость * - далее в тексте будут использованы русские транскрипции названий животных.

Апати, на контрольных препаратах на одно стекло помещали срезы мозжечка животных разных классов (Герштейн Л.М., Вавилов А.М.,1969).

Мозжечок низших и высших позвоночных животных отличается степенью развития коры, уровнем дифференцировки центральных внутримозжечковых ядер, а также уровнем развития клеточных структур, поэтому было целесообразно исследовать те клеточные структуры, которые прослеживаются в мозжечке на протяжении филогенеза позвоночных животных. При выделении одноименных типов клеток использовался единый подход и единые критерии, базирующиеся на классификациях нейронов мозжечка, предложенных А.М.

Антоновой (1969), В.В.Фанарджяном и А.Б. Мелик-Мусяном (1991), С.Г.

Калиниченко и В.Е. Охотиным (2003). Объективное отражение состояния ЦНС дает оценка нейронных популяций, которая основывается на полиморфизме отдельных нейронов с разными показателями стуктурного и метаболического уровней (Чиженкова Р.А.,1980;

Жигадло Б.А., Поленцев В.А., 1983;

Лютикова Т.М., Орлянская Т.Я. Жданова Н.Б., 1999;

2002;

Шпинькова В.Н. с соавт., 2000).

В мозжечке исследованы нейронные популяции молекулярного слоя, представленные звездчатыми клетками (ЗК), ганглиозного слоя – клетками Пуркине (КП), зернистого – клетками-зернами (КЗ), внутримозжечковых ядер (ВМЯ) – нейронами средних размеров (НСР).

Для получения объективных критериев структурной организации изучаемого органа использовали количественные морфометрические методы (Автандилов Г.Г.,1990;

Леонтюк А.С.,1989;

Слука Б.А.,2000). Для снятия информации с гистологических препаратов на светооптическом уровне применяли ручную морфометрию - линейное интегрирование, для вычисления плотности () распределения нейронов на единицу площади (1 мм2) - вариант микрометрических сеток. Плотность распределения нейронов молекулярного, зернистого слоев и ВМЯ определяли из расчета на 100 клеток в 10 участках поля зрения. Использовалась квадратно-сетчатая окулярная вставка с точками при увеличении микроскопа 10х40 и толщине срезов 5-7 мкм (Автандилов Г.Г.,1990). Учитывая специфику расположения нейронов ганглиозного слоя мозжечка, определяли распределения КП на 1 мм длины слоя, пользуясь окулярным микрометром МОВ -1-15x с линейкой для измерения линейных величин, учитывая увеличение микроскопа, величину делений барабана и измерительной линейки;

осуществляли пересчет количества КП на 1 мм слоя. Исследовалось не менее 10 полей зрения, анализировалась вариабельность показателей для каждого вида и каждой группы животных.

Пользуясь винтовым окуляр-микрометром МОВ-1-15х измеряли линейкой измерительной системы оси эллипсов, мысленно вписанных в контуры клеток и ядер, вычисляли линейные размеры тела (Sт), цитоплазмы (Sц) и ядер (Sя), а также структурный ядерно-цитоплазматический коэффициент (сЯЦК) как отношение Sя/Sц, отражающее морфологические особенности нейронов изучаемой структуры. Параметры снимали с клеток с сохранной структурой, которые имеют в плоскости среза ядрышки и четко выраженные места отхождения дендритов.

В нейронных популяциях молекулярного, ганглиозного слоев и ВМЯ на окрашенных по Нисслю препаратах проводили подсчет числа нейронов с различной степенью хромофилии их цитоплазмы по методике, модифицированной Т.М. Лютиковой (1980). Подсчитывали количество нейронов в зависимости от степени хромофилии их цитоплазмы:

нормохромные, гипохромные (светлые), гиперхромные (темные), тотально гиперхромные, сморщенные и нейроны с признаками отчетливо выраженного хроматолиза (клетки-тени). Первые три типа нейронов рассматривали как вариант нормы, поддерживающий относительную стабильность биологических процессов на уровне клеточных популяций.

Состояние нейронов зернистого слоя, в связи со своеобразием их структуры, оценивалось по характеру распределения, числу и величине хроматиновых глыбок в ядре клеток-зерен (Антонова А.М., 1969;

Лешко А.А., 1969;

Федотова Н.А., 1988). На светооптическом уровне с использованием иммерсионного объектива (10х90) анализировали не менее 10 полей зрения из расчета на клеток от каждой особи. Клетки дифференцировали по числу глыбок хроматина на 3 группы: 1 - с низким содержанием (2-3глыбки);

2 - средним содержанием (от 4-5 до 6-7 глыбок);

3 - с высоким содержанием (8-9 и больше).

Информативным количественным цитохимическим методом – методом интерференционной цитометрии (Бродский В.Я.,1966) - проведен анализ белкового фонда в нейронных популяциях мозжечка позвоночных животных.

На интерференционном микроскопе БИНАМ – Л – 212 в монохроматическом свете при длине волны 535нм на неокрашенных препаратах (после депарафинизации срезы заключались в дистиллированную воду под покровное стекло) с помощью измерительного прибора - компенсатора Сенармона в цитоплазме и ядре нейронов молекулярного, ганглиозного, зернистого слоев и внутримозжечковых ядер определяли количественно в фиксированной ткани суммарное содержание в клетках водонерастворимых белков, составляющих основу сухого веса клеточных структур. Показатели снимали со 150 клеток с сохранной структурой, имеющих в плоскости среза ядрышко. Для подсчета сухой массы плотных веществ (содержание белков в цитоплазме - Мц, в ядре Мя и концентрации белков в цитоплазме - Сц и ядре – Ся), полученные значения сдвигов фаз и площади сечения клеточных структур, измеренных с помощью винтового окуляр-микрометра, вводили в соответствующие формулы (Герштейн Л.М., 1979;

Савоненко А.В., 1995). При изучении белкового обмена в нейронах показатели содержания белка в ядре и цитоплазме рассматриваются как показатели функционального уровня, концентрация белка – как показатели регуляторного уровня. Ядерно цитоплазматические коэффициенты, отражающие уровни взаимоотношений между ядром и цитоплазмой - функциональный расценивается как отношение Мя/Мц, регуляторный - как отношение Ся/Сц. Полученные результаты обработаны по программе скорректированной с программой “Protein”, ** созданной в лаборатории цитохимии НИИ мозга РАМН.

Полученный цифровой массив представляет ассоциацию морфо цитохимических признаков, на основе которых осуществлялся математический анализ (статистический и корреляционный) структур в норме (Автандилов Г.Г., 1990;

Лакин Г.Ф., 1990;

Гланц С., 1999;

Платонов А.Е., 2000). Для оценки нормальности распределения цифровых значений признака в вариационном ряду определяли коэффициенты ассиметрии и эксцесса. Статистически значимые различия между выборками определяли по параметрическому t критерию Стьюдента. Для определения уровня взаимосвязи переменных рассчитывались парные корреляции Пирсона. Статистическая обработка данных произведена с помощью программы “Excel” с пакета “Microsoft Office 2000”.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Морфометрический и интерферометрический анализ нейронных популяций мозжечка сравнительно-анатомического ряда позвоночных животных различных эколого-морфологических групп Низшие позвоночные Класс Osteichtyes - Костные рыбы Esox lucius L. - Щука обыкновенная (Пелагические рыбы).

Сyprinus carpio carpio L., f. domestica – Сазан обыкновенный (карп) (Придонные рыбы) У рыб с ихтиопсидным типом головного мозга мозжечок играет роль координационного центра и приобретает значение высшего органа интегративной деятельности. В теле мозжечка рыб на гистологических препаратах четко выделяют три слоя: молекулярный (с не дифференцированными звездчатыми клетками), ганглиозный (с аморфно расположенными мелкими КП и редко встречающимися среди них крупными эвридендроидными клетками), зернистый (с обилием мелких клеток-зерен). В латеральных участках четко выделяются группы клеток округлой (у карпов) или удлиненной (у щук) формы, образующие внутримозжечковые ядра.

В группе пелагических рыб в изученных нейронных популяциях молекулярного, зернистого слоев и нейронов средних размеров внутримозжечковых ядер средние показатели распределения клеток в популяциях были выше (в молекулярном – на 60,5%, в зернистом – на 19,5%, в мозжечковых ядрах – на 55%) по сравнению с придонными рыбами и представляют в зернистом слое самые высокие значения среди изученных видов позвоночных. В нейронных популяциях ганглиозного слоя, наоборот, распределения была выше у карпов (табл.1). Одноименные нейронные ** - Интерферометрическое исследование изучаемых структур проведено в лаборатории цитохимии НИИ мозга РАМН (зав. лабораторией – д.б.н., проф. Л.М.Герштейн).

популяции мозжечка рыб сравниваемых групп по варьированию распределения клеток в популяциях характеризуются близким диапазоном разброса вариант. Высокая степень однородности характерна для клеточных популяций молекулярного слоя карпов и зернистого слоя щук, высокая гетерогенность - для зернистого слоя карпов и мозжечковых ядер рассмотренных видов рыб.

У изученных видов костных рыб между распределения клеток и Sт выявлена сильная положительная зависимость в нейронных популяциях ганглиозного слоя и внутримозжечковых ядер, сильная отрицательная зависимость - в нейронных популяциях молекулярного и зернистого слоев.

По показателям площади профильного поля цитоплазмы и ядра изученных нейронов клеточные популяции молекулярного слоя и мозжечковых ядер рыб характеризуются умеренной гетерогенностью. Высокая гетерогенность выявлена для популяций зернистого слоя придонных рыб. Наиболее однородны популяции ганглиозного слоя щук и карпов и зернистого слоя щук.

У щук и карпов показатели структурного ЯЦК в одноименных нейронных популяциях ганглиозного и зернистого слоев совпадают ( ганглиозный - 0,30 ± 0,01;

зернистый - 0,40 ± 0,01), а в молекулярном и внутримозжечковых ядрах у придонных выше, чем у пелагических ( молекулярный: карп - 0,53 ± 0,02;

щука - 0,42 ±,02, Р 0,001;

ВМЯ: карп - 0,40 ±,01;

щука - 0,29 ±,01, Р 0,001). При этом в нейронных популяциях молекулярного и зернистого слоев мозжечка рыб среди сравниваемых представителей позвоночных этот показатель имеет самые низкие значения.

Соотношения между разными типами клеток по степени хромофилии цитоплазмы в изученных нейронных популяциях мозжечка рыб однотипно:

среди преобладающего большинства нормохромных клеток чаще встречаются гиперхромные – "темные" нейроны и реже - гипохромные или "светлые", единичны – тотально-гиперхромные. Однако в пределах каждого вида на уровне как одноименных популяций, так и функционально различных выражен полиморфизм в вариабельности признака: у пелагических рыб нормохромных больше, чем у придонных (в молекулярном слое - на 14,5%, ганглиозном - на 12,3%, в мозжечковых ядрах - на 4,5%). У щук процент гиперхромных клеток выше в нейронных популяциях молекулярного слоя (щука – 21,2 ± 1,6;

карп – 13,6 ± 2,2, Р 0,05) и мозжечковых ядерах (щука – 27,5 ± 2,8;

карп – 25,3 ± 4,0).

В ганглиозном слое среди КП процент "темных" нейронов выше в нейронных популяциях карпов (карп – 24,7 ± 4,1;

щука – 21,9 ± 3,1). "Светлые" – гипохромные клетки более типичны для карпов: в молекулярном слое их число в 5,8 раза превышает таковые у щук, в ганглиозном - выше на 30%, среди нейронов мозжечковых ядер - на 54,3%. При этом сильная положительная зависимость выявлена между соотношением нормо- и гиперхромных клеток в молекулярном слое среди ЗК и НСР внутримозжечковых ядер, сильная отрицательная зависимость - в ганглиозном слое среди КП.

В зернистом слое мозжечка рыб в нейронных популяциях преобладали клетки со средним числом глыбок хроматина в их ядрах. В пределах каждого вида в популяциях зернистого слоя выявлялся разной степени полиморфизм в близких процентных соотношениях: низкое содержание (щука – 11,4%;

карп – 8,8%), среднее (4 – 5: щука – 51,4%;

карп – 44,2%;

6 - 7: щука – 32,6%;

карп – 38%). В ядрах клеток-зерен рыб зависимость между средним и низким числом глыбок хроматина сильная положительная, между средним и высоким числом хроматиновых зерен - сильная отрицательная.

В сравнительно-анатомическом ряду позвоночных животных у рыб в нейронных популяциях молекулярного и зернистого слоев в ядре и цитоплазме клеток выявлены достоверно низкие показатели содержания водонерастворимых белков по сравнению с земноводными (рис. 1). Для придонных рыб, за исключением нейронных популяций зернистого слоя, функциональный ЯЦК был достоверно выше, чем у пелагических рыб (молекулярный 0,29 ±0,01 - 0,24 ±0,01, Р 0,01;

ганглиозный 0,20 ±0,006 - 0, ±0,01, Р 0,001;

зернистый 0,26 ±0,01 - 0,29 ±0,02;

мозжечковые ядра 0,26 ±0, - 0,15 ±0,01, Р0,001). Нейронные популяции мозжечка сравниваемых видов рыб характеризуются умеренной гетерогенностью, за исключением однородных нейронных популяций зернистого слоя пелагических рыб, с максимальной плотностью в области низких значений.

Показатели концентрации в клеточных компонентах изученных нейронных популяций рыб достоверно превышали таковые земноводных (рис. 2). В мозжечке пелагических рыб показатели концентрации водонерастворимых белков в ядрах клеток всех типов изученных нейронных популяций и в цитоплазме, за исключением клеток-зерен (1,80 ± 0,04 пг/мкм3, Р 0,01), были выше, чем у придонных рыб (звездчатые клетки - 1,77± 0,04 пг/мкм3, Р 0,05;

клетки Пуркине - 2,04± 0,05 пг/мкм3, Р 0,01;

нейроны средних размеров - 2,47± 0,05 пг/мкм3, Р 0,001). Значения регуляторного ЯЦК клеток нейронных популяций молекулярного, ганглиозного слоев и мозжечковых ядер выше у карпов (на 3,7%, 18,8% и 15,5%), но ниже (на 16,2%) значений в клетках нейронных популяций зернистого слоя, чем у щук.

Изученные популяции по переменным концентрации (Ся, Сц) в варьировании признаков характеризовались умеренной гетерогенностью. В клеточных популяциях зернистого слоя рыб (по Ся) выявлена тенденция к ее расщеплению, связанная с образованием двух обособленных областей с высокой плотностью значений параметра.

У рыб между показателями белкового фонда в цитоплазме и ядре клеток и их линейными параметрами во всех типах изученных нейронных популяций выявлена сильная положительная зависимость.

Класс Amphibia - Земноводные Rana arvalis Nilsson - Лягушка остромордая (Наземные лягушки) Представители класса Земноводные занимают промежуточное положение между первичноводными и типично наземными позвоночными животными.

Сохраняя признаки предков, эта группа не может полностью оторваться от исходной водной среды и занимает узкую экологическую зону. Познание биологии амфибий на всех уровнях их организации позволяет лучше понять основные пути эволюции позвоночных, связанной со сменой среды обитания.

Мозжечок наземных лягушек характеризуется примитивной организацией и представлен узким возвышением в виде валика. На гистологических препаратах выделяют 3 слоя: молекулярный (с редко расположенными крупными клеточными элементами), ганглиозный слой (аморфный, внедряющийся в молекулярный), зернистый (объемный с наличием крупных клеток-зерен), мозжечковые ядра четко не выявляются. Изученные нейронные популяции ассоциативных клеток мозжечка лягушек характеризуются низкой распределения (табл.1), что соответствует наименьшим значениям среди нейронных популяций молекулярного и зернистого слоев мозжечка в сравнительно-анатомическом ряду позвоночных. По распределения клеток в мозжечке земноводных нейронные популяции имеют умеренную степень гетерогенности. Распределение клеток в ганглиозном слое приближено к распределения у рыб. В нейронных популяциях молекулярного и зернистого слоев между и площадью клеток выявлена обратная зависимость: в популяциях крупные клетки распределены с низкой. В ганглиозном слое – прямая зависимость (мелкие КП распределены в клеточных популяциях с низкой ).

По вариациям показателей площади профильного поля цитоплазмы и ядра изученных типов клеток в популяциях мозжечка амфибий проявляется умеренная гетерогенность, за исключением нейронных популяций зернистого и ганглиозного слоев (по Sц), отличающихся высокой однородностью.

Зернистый слой у земноводных среди сравнительно-анатомического ряда позвоночных выделяется наличием в клеточных популяциях самых крупных клеток-зерен (табл.2). Во всех изученных нейронных популяциях структурный ЯЦК характеризуется высокими значениями: для КП он близок к 1 (0,82 ± 0,02), для ЗК и КЗ - выше 1 (1,07 ± 0,02, Р 0,001;

1,06 ± 0,02, Р 0,001).

При оценке степени хромофилии соотношение нейронов в популяциях совпадает с таковым у рыб и представляет ряд по убыванию значений (нормохромные гиперхромные гипохромные тотально-гиперхромные).

Зернистый слой мозжечка земноводных по числу хроматиновых зерен в ядрах клеток-зерен характеризуется высокой гетерогенностью популяций.

Однако, как и у рыб, преобладающее большинство нейронов имели ядра со средним числом глыбок (85,5%).

Среди функционально различных нейронов мозжечка земноводных наиболее высокие показатели содержания белков выявлены в цитоплазме и ядре КП (Мц - 111,9 ± 4,2 пг, Р 0,001;

Мя - 50,0 ± 1,4 пг), что более чем в 2 раза превышает значения в клетках молекулярного и зернистого слоев (Мц: ЗК - 47,8 ± 1,3 пг, Р 0,001;

КЗ - 43,4 ± 1,2 пг, Р 0,001;

Мя: ЗК - 25,0 ± 0,7 пг, Р 0,05;

КЗ - 21,8 ± 0,7 пг, Р 0,001). В нейронных популяциях мозжечка лягушек функциональный ЯЦК варьировал в диапазоне от 0,48 ± 0,01 в клетках Пуркине до 0,55 ± 0,01 в звездчатых клетках и был достоверно выше, чем в одноименных нейронных популяциях рыб.

Наиболее высокие показатели концентрации белков характерны для цитоплазмы нейронов молекулярного и зернистого слоев (1,49 ± 0,03 пг/мкм3;

1,46 ± 0,03 пг/мкм3, Р 0,001), а наименьшие – для клеток ганглиозного слоя (1,36 ± 0,03 пг/мкм3, Р 0,001). Для ядра, наоборот, максимальные значения характерны для КП (0,78 ± 0,02 пг/мкм3, Р 0,01), высокие показатели выявлены в звездчатых нейронах (0,74 ± 0,01 пг/мкм3) и наименьшие - в ядрах клеток-зерен (0,69 ± 0,02 пг/мкм3, Р 0,001). При этом показатели концентрации общих белков в структурных компонентах всех типов нейронных популяций мозжечка лягушек значительно ниже, чем у рыб. Регуляторный ЯЦК в клеточных популяциях остромордых лягушек варьирует в диапазоне от 0, (зернистый слой) до 0,59 (ганглиозный), занимая промежуточное положение между видами изученных рыб.

Нейронные популяции мозжечка наземных лягушек по вариабельности переменных белкового фонда характеризуются значительным разнообразием вариант и в преобладающем большинстве - гетерогенны.

Высшие позвоночные Класс Reptilia - Пресмыкающиеся Lacerta vivipara Jacq. - Ящерица живородящая (Бегающие пресмыкающиеся). Testudo horsfieldi Grey - Черепаха среднеазиатская (Панцирные пресмыкающиеся). Vipera berus L. - Гадюка обыкновенная и Natrix natrix L. - уж обыкновенный (Ползающие пресмыкающиеся) Пресмыкающиеся, являясь первыми типичными наземными позвоночными, освоили практически все возможные среды обитания, благодаря появлению у них целого ряда прогрессивных признаков на всех уровнях их организации. В мозжечке изученных рептилий на гистологических препаратах выделяются три слоя, однако дифференцировка их клеточных элементов выражена слабо, как и у земноводных, внутримозжечковые ядра у изученных представителей практически не дифференцируются.

В генетически близких нейронных популяциях ганглиозного и зернистого слоев мозжечка бегающих и ползающих пресмыкающихся прослеживается высокая распределения нейронов, а у панцирных - низкая распределения клеток (табл.1), что в сравнительно-анатомическом ряду позвоночных составляет самые низкие показатели в ганглиозном слое и приближено к минимальным значениям амфибий в зернистом слое. В нейронных популяциях молекулярного слоя быстробегающих - высокая распределения, а у панцирных и ползающих – ниже чем у ящериц (у черепах - на 22,4%, у гадюк – на 24,7%, у ужей – на 27,6%). У ящериц, гадюк и ужей нейронные популяции ганглиозного слоя по плотности распределения характеризуются высокой неоднородностью. Для черепах типична высокая однородность в популяциях ганглиозного и зернистого слоев.

Нейронные популяции бегающих и ползающих пресмыкающихся характеризуются наличием мелких клеток, при этом среди сравниваемых видов позвоночных у ползающих рептилий в ганглиозном слое КП самые мелкие (табл.2). Во всех нейронных популяциях мозжечка панцирных, независимо от функциональной роли клеток, выявлены самые крупные клетки, а среди нейронов молекулярного слоя и зернистого – самые высокие показатели в изученном сравнительно-анатомическом ряду позвоночных (табл. 2).

Сильная отрицательная зависимость обнаружена между плотностью распределения и площадью клеток в нейронных популяциях ганглиозного и зернистого слоев. В молекулярном слое признаки между собой не взаимосвязаны, их совпадения случайны.

Нейронные популяции мозжечка пресмыкающихся по характеру вариаций площадей профильных полей цитоплазмы и ядра изученных типов клеток проявляют различную степень полиморфизма. У ползающих и бегающих рептилий все изученные типы нейронных популяций характеризуются высокой степенью однородности, у панцирных в ганглиозном слое - высоко гетерогенны, а в зернистом слое - однородны. Изученные популяции мозжечка рептилий характеризуются наличием клеток с высокими значениями структурного ЯЦК (от 0,5 до 1,0 и ), при этом у ползающих в зернистом слое эти показатели самые высокие среди изученных позвоночных ( гадюка – 1,07 ± 0,02;

уж - 1,41 ± 0,08, Р 0,05).

Соотношение между разными типами клеток при оценке степени хромофилии цитоплазмы клеток такое же, как у рыб и земноводных, и подчиняется той же закономерности в распределении (нормохромные гиперхромные гипохромные тотально-гиперхромные). При этом проявляется разная степень полиморфизма в пределах одноименных и функционально различных популяций изученных видов рептилий. Сильная отрицательная зависимость выявлена в нейронных популяциях молекулярного слоя между нормо- и гиперхромными клетками, а в ганглиозном слое - между нормо- и гиперхромными и нормо – гипохромными.

В зернистом слое мозжечка рептилий, в отличие от других позвоночных, преобладают клетки-зерна со средним и большим числом глыбок хроматина в ядре и наблюдается большой разброс в сторону высоких значений. У быстробегающих (ящерицы) половина популяции имела клетки с числом глыбок от 6 до 7 и в близких соотношениях встречались КЗ с количеством ниже ( 4-5 - 21,2 ± 1,9, Р0,001) и выше (8-9 - 26,4 ± 3,7, Р0,001). У ползающих (черепахи) более половины популяции имела высокое содержание хроматиновых зерен (8-9 - 54,4 ± 5,4, Р0,001), в близких соотношениях были клетки с числом 6-7 ( 21,7 ± 3,9, Р0,001), а также 10 и (23,5 ± 4,4, Р0,01).

Для ползающих типично присутствие клеток-зерен с большим содержанием хроматиновых зерен, причем у гадюк в близких соотношениях были нейроны с содержанием зерен 6-7 (42,0±7,8) и 8-9 (46,0±6,8, Р0,05), для ужей типично наличие более половины популяции клеток с большим количеством мелких глыбок хроматина (10 и - 57,2 ± 3,7, Р0,01). Для изученных пресмыкающихся сильная отрицательная зависимость выявлена при вариации признаков "среднее - высокое" число хроматиновых зерен.

Таблица Средние значения плотности распределения нейронов в клеточных популяциях мозжечка сравнительно анатомического ряда позвоночных клеточные популяции Слои Внутримозжечковые ядра Молекулярный Зернистый Ганглиозный (клеток/мм ) вид животного 2 (клеток/мм) (клеток/мм ) (клеток/мм ) Костные рыбы (M±s) Esox lucius 419.7 ± 23.5 20.1 ± 5.3 39673.0 ± 1906.7 439.7 ± 37. Cyprinus carpio 261.5 ± 17.0*** 21.5 ± 5.8 33187.6 ± 1293.6* 283.6 ± 30.1*** Земноводные (М±s) Rana arvalis 199.1 ± 52.1 20.3 ± 6.4 12466.7 ± 989.4 Пресмыкающиеся (М±s) Lacerta vivipara 379.3 ± 12.8 24.0 ± 6.4 23825.0 ± 1775.0 Testudo horsfieldi 294.7 ± 27.8** 17.0 ± 2.4 *** 14526.0 ± 893.0*** Vipera berus 285.4 ± 27.8** 24.6 ± 7.3 19773.0 ± 1666.0 Natrix natrix 274.5 ± 24.5** 22.7 ± 8.5 24312.0 ± 2740.0 Птицы (М±s) Columba livia 303.0 ± 16.9 23.4 ± 0.8 30172.0 ± 1153.9 183.7 ± 9. Passer domesticus 443.9 ± 25.9 30.8 ± 0.9** 38381.0 ± 1478.6* 347.9 ± 23.1*** Gallus g. f. domestica 314.6 ± 15.7 22.6 ± 0.5* 33655.0 ± 785.9 202.0 ± 14. Anser a. f. domestica 297.5 ± 4.7 21.7 ± 0.8 32648.7 ± 672.1 135.0 ± 18.4* Млекопитающие (М±s) Sciurus vulgaris 319.0 ± 37.1 23.0 ± 1.2 26724.0 ± 894.0 122.3 ± 14. Myocastor coypus 304.0 ± 11.6 27.5 ± 0.8*** 29063.0 ± 1087.0 124.0 ± 5. Ondatra zibethicus 365.0 ± 28.2 29.5 ± 0.9*** 31730.0 ± 1115.0** 132.0 ± 7. Mus musculus 319.0 ± 9.7 37.0 ± 1.3*** 36198.0 ± 1121.0* 486.8 ± 55.5*** Ellobius talpinus 557.0 ± 68.1* 29.5 ± 0.8*** 33723.0 ± 777.0* 379.9 ± 30.5*** Microtus arvalis 447.0 ± 37.7* 38.5 ± 1.8*** 31344.0 ± 3013.0 413.4 ± 33.7*** Rattus norvegicus 418.0 ± 16.6* 26.0 ± 1.3 32507.0 ± 638.0*** 223.8 ± 11.1*** Rattus norvegicus v a. 450.0 ± 11.6** 25.0 ± 1.1 34104.0 ± 798.0*** 217.1 ± 9.7*** Примечание: статистически значимое различие в пределах классов:

Esox lucius (рыбы, земноводные) * p0,05 ** p0,01 *** p0,001 по сравнению с Lacerta vivipara (пресмыкающиеся) Columba livia (птицы) Sciurus vulgaris (млекопитающие) " - "данные отсутствуют, ВМЯ не дифференцированы М ± s, где М - среднее арифметическое, s - стандартное отклонение.

Таблица Средние показатели площади профильного поля тела нейронов мозжечка сравнительно-анатомического ряда позвоночных животных Слои Типы клеток Нейроны мозжечковых Звездчатые ядер Клетки Пуркине Клетки-зерна клетки 2 (мкм ) (мкм ) (мкм ) (мкм ) Вид животного Костные рыбы (М±s) Esox lucius 34.4 ± 0.8 181.8 ± 3.9 12.1 ± 0.2 175.0 ± 3. Cyprinus carpio 47.2 ± 0.9*** 220.9 ± 4.0 *** 18.5 ± 0.3*** 160.0 ± 3.8* Земноводные Rana arvalis 66.4 ± 1.2*** 143.9 ± 2.8*** 61.2 ± 1.1*** Пресмыкающиеся (М±s) Lacerta vivipara 44.3 ± 0.9 121.4 ± 1.7 21.7 ± 0.4 Testudo horsfieldi 71.5 ± 0.9*** 250.7 ± 3.2* 35.0 ± 0.4*** Vipera berus 48.6 ± 0.7** 87.4 ± 1.4* 26.9 ± 0.3*** Natrix natrix 41.7 ± 0.8* 92.2 ± 1.3* 21.1 ± 0.4 Птицы (М±s) Columba livia 37.7 ± 0.6 313.0 ± 4.4 22.4 ± 0.4 295.5 ± 4. Passer domesticus 35.8 ± 0.3* 180.5 ± 2.7 *** 29.1 ± 0.4*** 250.6 ± 5.2*** Gallus g. f. domestica 34.6 ± 0.4** 305.5 ± 4.1 28.8 ± 0.4*** 320.1 ± 5.9** Anser a. f. domestica 29.3 ± 0.5*** 314.1 ± 4.7 18.4 ± 0.3*** 362.1 ± 7.9*** Млекопитающие (М±s) Sciurus vulgaris 64.5 ± 0.7 328.6 ± 3.4 31.6 ± 0.4 461.8 ± 9. Myocastor coypus 58.2 ± 0.7*** 349.1 ± 3.7** 28.3 ± 0.3*** 297.7 ± 5.5*** Ondatra zibethicus 53.9 ± 0.8*** 240.6 ± 2.8*** 24.3 ± 0.2*** 363.7 ± 7.6*** Mus musculus 50.5 ± 0.7*** 82.5 ± 1.1*** 25.2 ± 0.5*** 241.1 ± 2.8*** Ellobius talpinus 53.3 ± 0.5*** 193.1 ± 2.2*** 26.3 ± 0.4*** 297.2 ± 18.9*** Microtus arvalis 40.4 ± 0.4*** 176.0 ± 1.9*** 24.1 ± 0.3*** 249.1 ± 4.1*** Rattus norvegicus 41.8 ± 0.8*** 269.1 ± 4.1*** 24.4 ± 0.4*** 264.9 ± 4.2*** Rattus norvegicus v a. 43.5 ± 1.0*** 277.1 ± 5.4*** 24.7 ± 0.3*** 359.9 ± 7.0*** Примечание: статистически значимое различие в пределах классов:

* p0,05 ** p0,01 *** p0,001 по сравнению с Esox lucius (рыбы, земноводные) Lacerta vivipara (пресмыкающиеся) Columba livia (птицы) Sciurus vulgaris (млекопитающие) " - "данные отсутствуют, ВМЯ не дифференцированы М ± s, где М - среднее арифметическое, s - стандартное отклонение.

Изученные представители пресмыкающихся занимают промежуточное положение между рыбами и земноводными по содержанию структурированных белков, а по показателям концентрации приближены к низким значениям земноводных. В группе панцирных пресмыкающихся (черепахи) во всех изученных популяциях мозжечка содержание белков в цитоплазме и ядре достоверно выше, чем у бегающих рептилий (ящерицы) при высоких значениях линейных параметров структур клеток (рис.1). В молекулярном слое мозжечка черепах зернистые клетки имеют самые высокие показатели содержания белков среди изученных позвоночных, при наличии нейронов с самой большой площадью профильного поля цитоплазмы. У черепах функциональный ЯЦК в сравнении с ящерицами в нейронах молекулярного и ганглиозного слоев достоверно выше (на 14,7% и 12%), а в зернистом незначительно ниже (на 4,4%).

Все типы изученных нейронных популяций мозжечка ящериц, а также нейронные популяции ганглиозного и зернистого слоев черепах по содержанию общих водонерастворимых белков в цитоплазме клеток характеризуются высокой однородностью, причем у ящериц с максимальной плотностью в области низких значений, у черепах – в области средних значений проявления признака. Нейронные популяции молекулярного слоя черепах (по Мц) имеют высокую гетерогенность, при этом существенная часть нейронов находится в области высоких показателей. По переменной Мя клеточные популяции сравниваемых видов характеризуются гетерогенностью, но у бегающих рептилий максимальная плотность нейронов находится в области низких значений, а у панцирных – в области средних.

В нейронных популяциях панцирных пресмыкающихся (черепахи) при высоких значениях площадей профильных полей цитоплазмы и ядра показатели концентрации водонерастворимых белков выше, чем у бегающих (ящерицы) и приближены к показателям рыб, а у ящериц – к показателям земноводных (рис.2). В сравниваемых группах рептилий регуляторный ЯЦК в популяциях молекулярного и ганглиозного слоев совпадает, а в зернистом слое - выше у панцирных.

Нейронные популяции по вариабельности показателя Сц характеризуются высокой однородностью с максимальной плотностью значений у панцирных рептилий - в области средних, а у бегающих - в области низких значений признака. По переменной Ся все нейронные популяции ящериц и черепах гетерогенны с широким разбросом вариантов, но у бегающих максимальная плотность приходится на область низких значений, а у панцирных смещается в область средних значений.

Степень взаимосвязи между показателями белкового фонда в цитоплазме и ядре и площадями профильных полей у пресмыкающихся во всех типах изученных нейронов мозжечка высокая, вариации признаков взаимосвязаны при наличии сильной положительной зависимости.

Класс Aves - Птицы Columba livia L. - Голубь сизый (Наземно-древесные птицы). Passer domesticus L. - Воробей домовый (Древесно-кустарниковые птицы). Gallus gallus domesticus - Курица домашняя ( Малолетающие наземные птицы).

Anser anser f. domestica - Гусь серый домашний (Водоплавающие птицы) Уровень развития отделов головного мозга указывает на филогенетическую связь птиц с высокоорганизованными рептилиями. Особенности организации головного мозга птиц обусловлены специфичностью их среды обитания. Ряд адаптивных особенностей формируется на уровне экологических групп.

Качественный анализ гистологических препаратов мозжечка изученных видов птиц показал наличие типичной коры трехслойного строения: в молекулярном слое преобладают звездчатые клетки и редко встречаются корзинчатые, в ганглиозном – КП упорядоченно расположены (обычно в 1 ряд) часто двуядрышковые и в зернистом - плотно расположены клетки-зерна.

Мозжечковые ядра мощно выражены и представлены медиальным и латеральным ядрами.

Среди изученных видов птиц во всех исследованных нейронных популяциях, независимо от функциональной роли клеток, самая высокая распределения нейронов выявлена в мозжечке быстролетающих (воробьи) (табл.1), что в молекулярном и зернистом слоях сравнительного ряда позвоночных приближено к максимальным значениям активно подвижных рыб.

Низкие показатели распределения нейронов в изученных популяциях получены в группе водоплавающих птиц (гуси), их значения приближены к малоподвижным рыбам (карпы). Наземные малолетающие (куры) и наземно древесные (голуби) занимают промежуточное положение. Преобладающее большинство нейронных популяций мозжечка птиц по распределения нейронов характеризуется умеренной гетерогенностью, за исключением однородных популяций молекулярного, ганглиозного слоев и мозжечковых ядер водоплавающих птиц.

Нейронные популяции молекулярного слоя птиц отличаются наличием самых мелких звездчатых клеток (табл.2) среди сравнительного ряда позвоночных. В ганглиозном и зернистом слоях КП и КЗ более крупные по сравнению с рыбами, земноводными, пресмыкающимися. В зернистом слое клетки меньше, чем у лягушек и панцирных рептилий, но больше, чем у пелагических рыб, а у водоплавающих приближены к придонным рыбам. У водоплавающих птиц нейронные популяции молекулярного и зернистого слоев по показателям площади тела однородны, а ганглиозного и внутримозжечковых ядер – высоко- гетерогенные.

Сильная отрицательная зависимость выявлена между распределения клеток и площадью их тела в нейронных популяциях ганглиозного, зернистого слоев коры и внутримозжечковых ядрах.

Рис. 1. Средние показатели содержания общих водонерастворимых белков в популяциях клеток мозжечка сравнительно-анатомического ряда позвоночных Зернистый слой, клетки-зерна Молекулярный слой, звездчатые клетки По оси ординат - содержание белков (в цитоплазме - Мц, в ядре - Мя);

по оси абсцисс - виды позвоночных животных.

Внутримозжечковые ядра, Ганглиозный слой, клетки Пуркине нейроны средних размеров Рис. 2. Средние показатели концентрации общих водонерастворимых белков в популяциях клеток мозжечка сравнительно-анатомического ряда позвоночных Молекулярный слой, звездчатые клетки Зернистый слой, клетки-зерна По оси ординат - концентрация белков (в цитоплазме - Сц, в ядре - Ся);

по оси абсцисс - виды позвоночных животных.

Внутримозжечковые ядра, Ганглиозный слой, клетки Пуркине нейроны средних размеров Нейронные популяции мозжечка птиц по вариациям признаков площадей профильных полей цитоплазмы и ядра изученных типов клеток характеризовались умеренной степенью гетерогенности. Исключение составляют однородные популяции молекулярного и ганглиозного слоев быстролетающих (воробьи). В нейронных популяциях ганглиозного слоя и мозжечковых ядер птиц структурный ЯЦК характеризуется низкими значениями, что соответствует самым малым показателям среди сравнительно анатомического ряда позвоночных (гуси, КП - 0,28 ±0,01, Р 0,05;

голубь, курица, НСР - 0,25 ±0,004, Р 0,05). Среди нейронных популяций молекулярного и зернистого слоев сЯЦК высокий, за исключением водоплавающих птиц (0,42 ±0,001, Р 0,001). При этом у быстролетающих (воробьи), он самый высокий среди птиц ( ЗК – 1,07 ± 0,02,Р0,01;

КЗ – 1,01 ± 0,001, Р 0,001) и приближен к максимальным показателям земноводных.

Соотношение между разными типами клеток при оценке степени хромофилии цитоплазмы в нейронных популяциях молекулярного, ганглиозного слоев и ВМЯ однотипно и совпадает с порядком распределения ранее рассмотренных представителей позвоночных (нормохромные гиперхромные гипохромные тотально-гиперхромные), варьируя в пределах каждого вида, экологических групп, на уровне одноименных и функционально различных клеточных популяций. У водоплавающих птиц выявлен наименьший процент нормохромных клеток во всех популяциях и наибольший – гиперхромных (41,2 ± 1,8, Р 0,01) и тотально-гиперхромных ( 1,9 ± 0,9). В молекулярном слое мозжечка гусей процент нормохромных ЗК представляет самые низкие значения среди изученных позвоночных. Для птиц с высокой двигательной активностью (воробьи) характерно большее содержание нормохромных клеток и низкий процент гиперхромных, причем в ганглиозном слое процент нормохромных клеток (75,5 ± 4,7) один из самых высоких среди одноименных популяций мозжечка изученных видов позвоночных. Сильная отрицательная зависимость выявлена между нормо- и гиперхромными нейронами во всех изученных популяциях птиц, сильная положительная зависимость - между нормо- и гипорхромными клетками в молекулярном слое, средняя – в ганглиозном.

В зернистом слое коры мозжечка птиц преобладают КЗ со средним числом глыбок, как у рыб (4-5 хроматиновых зерен - от 42,5% - у гусей до 61% у кур;

6 7 - от 31,1% у кур до 53,4% у гусей). В нейронных популяциях зернистого слоя птиц выявлена сильная отрицательная зависимость при вариации признаков (среднее - низкое и среднее – высокое число глыбок хроматина) в ядрах клеток-зерен.

По показателям белкового фонда нейронные популяции ганглиозного слоя и мозжечковых ядер птиц занимают среди изученных позвоночных главенствующее положение, характеризуясь достоверно высокими значениями содержания и концентрации водонерастворимых белков. Нейронные популяции молекулярного и зернистого слоев по содержанию имеют достоверно низкие значения, по концентрации - на уровне рыб, что выше, чем у земноводных, пресмыкающихся и млекопитающих.

В исследованных эколого-морфологических группах птиц по показателям белкового фонда нейронные популяции мозжечка, как и у ранее изученных представителей позвоночных, распределяются в ряд по возрастанию значений:

зернистый слой – молекулярный – ганглиозный – внутримозжечковые ядра.

В пределах каждого типа нейронных популяций мозжечка вариации значений содержания белков в структурных компонентах клеток индивидуальны. В зернистом слое выявлены минимальные показатели по Мц у наземно-древесных (голуби), по Мя - у водоплавающих (гуси);

максимальные по Мц и Мя у малолетающих наземных (куры). В молекулярном слое минимальные значения по Мц - у кур, по Мя - у гусей;

максимальные по Мц и Мя – у древесно-кустарниковых (воробьи). В нейронных популяциях ганглиозного слоя по показателям содержания белков положение иное:

максимальные значения характерны для кур, а минимальные – для воробьев.

Для нейронных популяций мозжечковых ядер максимальные значения содержания белков выявлены для цитоплазмы клеток гусей, для ядра – кур, минимальные - для голубей (рис.1). Содержание белков в КП ганглиозного слоя кур (Мц - 544,9 ± 16,5 пг, Р 0,001, Мя - 88,4 ± 3,1 пг, Р 0,01) и НСР мозжечковых ядер гусей (Мц - 789,7 ± 24,5 пг, Р 0,001) представляют самые высокие значения, а для Мя (9,6 ± 0,4 пг, Р 0,001) водоплавающих - самые низкие значения в сравнительно-анатомическом ряду изученных видов позвоночных. По показателям функционального ЯЦК среди нейронных популяций мозжечка птиц ряд распределения по нарастанию значений представлен: внутримозжечковые ядра – ганглиозный слой – зернистый слой – молекулярный слой. Самые низкие показатели характерны для всех нейронных популяций водоплавающих птиц.

В пределах каждого типа нейронных популяций мозжечка птиц вариации значений концентрации водонерастворимых белков в структурных компонентах клеток индивидуальны. В молекулярном слое максимальные значения концентрации ЗК выявлены у древесно-кустарниковых ( Ся – 1,34 ± 0,05 пг/мкм3, Р 0,001;

Сц – 1,87 ± 0,05 пг/мкм3, Р 0,001). Это самые высокие значения среди изученного ряда позвоночных. В зернистом слое достоверно высокие значения выявлены в клетках-зернах кур (Ся – 1,14 ± 0,03 пг/мкм3, Р 0,001;

Сц – 1,94 ± 0,05 пг/мкм3, Р 0,001), что соответствует данным придонных рыб и является максимальным показателем среди сравнительного ряда позвоночных. В ганглиозном слое достоверно высокие значения характерны для воробьев и кур ( Сц совпадают - 2,31± 0,07 пг/мкм3, Р 0,001;

Ся воробьев 1,40 ± 0,05 пг/мкм3, Р 0,001, кур – 1,32 ± 0,04 пг/мкм3, Р 0,001).

Это максимальные показатели среди одноименных популяций изученных позвоночных. Минимальные значения белков выявлены у голубей (рис.2).

Показатели регуляторного ЯЦК во всех изученных нейронных популяциях мозжечка птиц находятся в пределах узкого диапазона от 0,52 - у водоплавающих среди нейронов мозжечковых ядер до 0,70 - у воробьев в молекулярном слое. В ганглиозном слое в нейронных популяциях голубей это самый высокий показатель среди изученных животных (0,65 ± 0,01, Р0,01).

Высокая однородность по показателям белкового фонда выявлена во всех нейронных популяциях наземно-древесных птиц, за исключением ганглиозного слоя, а высокая гетерогенность характерна для всех популяций древесно кустарниковых и малолетающих, наземных птиц.

Сильная положительная зависимость выявлена между содержанием суммарных белков в цитоплазме и площадью профильного поля цитоплазмы клеток в нейронных популяциях ганглиозного, зернистого слоев и внутримозжечковых ядер и между содержанием белков в ядре и его площадью в нейронах молекулярного и зернистого слоев. Сильная отрицательная зависимость выявлена между концентрацией водонерастворимых белков в ядре КП и площадью их ядер в клеточных популяциях ганглиозного слоя.

Класс Mammalia - Млекопитающие Отряд Rodentia - Грызуны Sciurus vulgaris L. – Обыкновенная белка (Планирующие грызуны).

Myocastor coypus – Нутрия и Ondatra zibethicus L. - Ондатра (Полуводные амфибионтные животные). Microtus arvalis Pallas - Обыкновенная полевка, Ellobius talpinus Pallas - Обыкновенная слепушонка, Mus musculus L. - Домовая мышь, Rattus norvegicus - Серая крыса, Rattus norvegicus varietas alba - Белая крыса (Мелкие норные животные) Сравнительнительное изучение нейронных популяций коры и подкорковых ядер мозжечка млекопитающих проведено у представителей отряда Грызуны, животных с самой высокой степенью адаптивной радиации, освоивших практически все возможные среды обитания. Для мозжечка млекопитающих характерна высокая степень дифференцировки клеточных элементов: в молекулярном слое в 2/3 слоя располагаются звездчатые клетки (в верхнем слое малые, а ниже - большие), ближе к КП - корзинчатые, в зернистом слое на фоне основной массы клеток-зерен встречаются клетки Гольджи, клетки Люгаро, униполярные кисточковые клетки, в мозжечковых ядрах выделяют нейроны больших, средних и малых размеров.

Самая высокая плотность распределения нейронов во всех исследованных нейронных популяциях выявлена в группе мелких норных животных. В молекулярном слое у слепушонок, в ганглиозном – у полевок, в ядрах – у домовых мышей. Это максимальные значения среди сравнительно анатомического ряда позвоночных животных (табл. 1). Планирующие и амфибионтные грызуны по показателям распределения клеток в нейронных популяциях коры мозжечка занимают промежуточное положение между пресмыкающимися и птицами, а в нейронных популяциях внутримозжечковых ядер для них характерны самые низкие показатели среди изученных позвоночных (табл. 1). Изученные нейронные популяции мозжечка мелких норных грызунов (полевки, слепушонки и домовые мыши) по распределения клеток характеризуются высокой гетерогенностью, за исключением зернистого слоя домовых мышей и ганглиозного слоя слепушонок. Однородные популяции по анализируемому показателю характерны для молекулярного слоя белок, нутрий и серых крыс, для внутримозжечковых ядер – нутрий и ондатр.

Среди изученных представителей грызунов у планирующих животных выявлены самые крупные клетки в молекулярном, зернистом слоях и мозжечковых ядрах (табл.2). В ганглиозном слое как среди грызунов, так и среди ранее рассмотренных представителей позвоночных самые крупные КП у амфибионтов (нутрии), к ним близки КП планирующих (белки). В группе мелких норных грызунов преобладают мелкоклеточные популяции. Для полевок характерно наличие мелких нейронов во всех типах нейронных популяций, для синантропных домовых мышей - для нейронных популяций ганглиозного слоя. Причем КП домовых мышей самые мелкие среди анализируемых видов позвоночных (табл.2). По варьированию площади тела в пределах как одноименных популяций, так и функционально различных проявляется полиморфизм. Наиболее гетерогенны популяции молекулярного слоя мозжечка белок, из амфибионотов - нутрий, из норных – слепушонок и белых крыс. В мозжечковых ядрах высокая гетерогенность выявлена у планирующих (белки). Высокая однородность характерна для нейронных популяций молекулярного слоя мелких норных (полевки), для ганглиозного слоя и ядер мозжечка - домовых мышей. В нейронных популяциях зернистого слоя варьирование размеров КЗ происходит в относительно узком диапазоне.

Сильная отрицательная зависимость выявлена между распределения нейронов и Sт в нейронных популяциях ганглиозного слоя и внутримозжечковых ядер, средняя - в молекулярном и зернистом слоях.

По характеру варьирования площадей цитоплазмы и ядра клеток нейронные популяции грызунов выявляют различную степень гетерогенности. Наиболее однородны популяции у мелких норных грызунов: полевок, домовых мышей, серых крыс (по Sя). Высокая неоднородность выявлена среди нейронных популяций белых крыс. Для зернистого слоя всех изученных представителей характерно варьирование признаков в близком диапазоне (Sя – от 5 до 30 мкм2, Sц – от 10 до 30 мкм2).

Нейронные популяции синантропных норных грызунов (домовые мыши) характеризуются самыми высокими показателями структурного ЯЦК (молекулярный – 1,12 ± 0,03, Р 0,001;

ганглиозный – 0,88 ± 0,03, Р 0,001;

зернистый - 1,03 ± 0,04, Р 0,001;

мозжечковые ядра - 0,89 ± 0,03, Р 0,001).

У представителей изученных групп грызунов по оценке степени хромофилии выявлена закономерность, проявляющаяся у ранее рассмотренных позвоночных сравнительно-анатомического ряда (клеток нормохромных гиперхромных гипохромных тотально-гиперхромных), но с индивидуальной вариабельностью сочетания типов нейронов на уровне одноименных и функционально различных популяций. В процентном соотношении наибольшее число нормохромных клеток и наименьшее гиперхромных выявлено во всех типах нейронных популяций норных животных (белые крысы). Для амфибионтных животных (ганглиозный слой нутрий, мозжечковые ядра ондатр) и для норных мышевидных грызунов – серых крыс (молекулярный слой) типичен достоверно низкий процент нормо хромных и высокий - гиперхромных клеток. Максимальный процент гипохромных - «светлых» клеток выявлен в нейронных популяциях молекулярного слоя и мозжечковых ядрах планирующих животных (белки), в ганглиозном - у белых крыс. Тотально-гиперхромные нейроны в условиях нормального функционирования организма присутствуют в клеточных популяциях в небольших процентных соотношениях (от 0,1% у ондатр в молекулярном слое до 4,2% в ядрах мозжечка серых крыс). Сильная отрицательная зависимость выявлена при вариации типов нейронов «нормохромные - гиперхромные» во всех исследованных нейронных популяциях млекопитающих, средняя - при вариации нейронов «нормохромные – гипохромные» в ганглиозном слое.

В нейронных популяциях зернистого слоя мозжечка грызунов преобладают клетки-зерна со средним количеством хроматиновых зерен, как у рыб, земноводных и птиц. У планирующих (белки) и амфибионтов (нутрии) значителен процент КЗ - с низким содержанием глыбок (19,5 ± 6,6 и 36,6 ± 6,1).

Сильная отрицательная зависимость выявлена между средним и низким содержанием хроматиновых зерен.

По показателям содержания суммарных белков нейронные популяции грызунов приближены кданным, полученным ранее у рыб и птиц. По показателям концентрации – к земноводным и пресмыкающимся.

В исследованных эколого-морфологических группах грызунов распределение по показателям белкового фонда среди функционально различных нейронных популяций мозжечка совпадает и представляет ряды по возрастанию значений содержания структурированных белков (зернистый слой молекулярный ганглиозный ВМЯ) и концентрации (молекулярный слой ганглиозный зернистый ВМЯ).

В изученных нейронных популяциях мозжечка грызунов максимальные значения содержания белков в структурных компонентах клеток выявлены у планирующих (белки). Исключение составляет молекулярный слой, где содержание белков в ядрах клеток выше у амфибионтов (на 5,7%) и зернистый слой, где показатель достоверно выше у представителей норных (серые крысы) на 39,2% (рис. 1). По содержанию плотных веществ в ядре нейронов мозжечковых ядер белок среди одноименных популяций изученных позвоночных это самые высокие показатели. Минимальное содержание белков характерно для нейронных популяций мозжечка норных животных: полевок, слепушонок, серых и белых крыс (рис.1). Показатели функционального ЯЦК в нейронных популяциях мозжечка грызунов варьируют. Низкие значения характерны для мозжечковых ядер и ганглиозного слоя амфибионтов (НСР – 0,17 ± 0, 001 и КП – 0,16 ± 0,001), высокие - для мелких норных грызунов – слепушонок и полевок (НСР – 0,27 ± 0,01, КП - 0,31 ± 0,001, Р 0,001). В нейронных популяциях молекулярного и зернистого слоев минимальные значения - у серых крыс (ЗК – 0,41 ± 0, 01, Р 0,0,01 и КЗ – 0,32 ± 0,01, Р 0,001), максимальные - у нутрий (ЗК – 0,52 ± 0,01, Р0,001 и КЗ - 0,49 ± 0,01, Р 0,001).

По показателям концентрации водонерастворимых белков в изученных нейронных популяциях коры мозжечка крайние варианты характерны для норных животных: максимальные – для серых крыс, минимальные – для белых крыс (рис.2). Среди нейронных популяций мозжечковых ядер максимальные значения концентрации характерны для амфибионтов (нутрии), а минимальные для мелких норных (полевки и слепушонки) (рис.2). При этом у подавляющего большинства представителей эколого-морфологических групп грызунов концентрация белков в структурах изученных нейронов была ниже, чем у птиц и пелагических рыб. Показатели регуляторного ЯЦК во всех изученных нейронных популяциях грызунов находятся в пределах одного диапазона (0, - 0, 64) и ниже, чем у птиц.

По варьированию показателей белкового фонда в исследуемых нейронных популяциях мозжечка грызунов отмечено большое разнообразие. Наиболее однородны клеточные популяции у мелких норных грызунов (полевки, слепушонки), гетерогенны клеточные популяции мозжечка планирующих животных (ганглиозный слой, ВМЯ), серых крыс (зернистый, ганглиозный слои, ВМЯ) и амфибионтов (молекулярный слой, ВМЯ).

Сильная положительная зависимость выявлена между содержанием белков в цитоплазме клеток и площадью цитоплазмы в нейронных популяциях молекулярного, ганглиозного слоев, внутримозжечковых ядер и во всех изученных популяциях мозжечка между содержанием белков в ядре и их площадью. Сильная отрицательная зависимость выявлена в зернистом слое между концентрацией водонерастворимых белков в ядре и их площадью.

Обсуждение результатов исследования О плотности распределения нейронов, как количественном морфометрическом показателе, в клеточных популяциях функционально различающихся нейронов мозжечка позвоночных животных различного уровня организации существуют весьма ограниченные и разрозненные сведения, касающиеся, как правило, млекопитающих (Антонова А.М. 1969;

Дмитриева Н.И., Дмитриев Ю.С.,1991), отдельных представителей птиц (Lemos V.P., Crisostomo V.F.,1975). Исходя из проведенных исследований, во всех классах изученных видов позвоночных, независимо от их филогенетического возраста, плотность распределения нейронов в нейронных популяциях мозжечка варьирует в однотипных популяциях в близких диапазонах (от сотен клеток на единицу площади в молекулярном слое и внутримозжечковых ядрах, до десятков тысяч - в зернистом слое и измеряется десятками клеток в ганглиозном слое на единицу длины слоя).

Выявленные высокие показатели плотности распределения нейронов и особенности линейных параметров изученных клеток в популяциях мозжечка низших представителей позвоночных (рыбы) и высших позвоночных (птицы и млекопитающие) объяснимо с позиций решения сходных проблем приспособления к специфической среде обитания на разном временном отрезке филогенеза позвоночных индивидуальным путем. У рыб при более упрощенной структурной организации мозжечка его функциональное значение было изначально высоким, у высших животных усложнение структурной и функциональной организации мозжечка происходит параллельно и на более позднем этапе филогенеза позвоночных. Рыбы на более длительном промежутке времени испытывают в относительно стабильной среде обитания отбирающее и контролирующее действие факторов среды, что способствует поддержанию ранее закрепившихся признаков. Среди филогенетически более молодых классов позвоночных, освоивших новые разнообразные среды обитания (наземно-воздушная и наземно-подземная), приобретающих и закрепляющих разнообразные варианты передвижения, требуется более сложный контроль со стороны большого мозга и мозжечка за быстрыми точными движениями, что обусловливает отбор тех признаков, которые позволяют решить данную проблему рационально и быстро.

Низкая плотность распределения клеток в нейронных популяциях земноводных представляет интерес с позиций значения этой группы позвоночных как переходного звена между водными и типично наземными животными для которых характерны перестройки на всех уровнях организации (Бутяева В.В., 1974;

Дунин-Барковский В.Л., 1980), включая в данном случае популяционно-клеточный.

В пределах каждого класса позвоночных на уровне сравниваемых эколого морфологических групп выявляются межвидовые колебания показателя, что, вероятно, объяснимо не только с позиций оценки массы животного, но и с позиций разной двигательной активности, среды обитания, степени приближенности к человеку. Сравнение по степени двигательной активности среди представителей позвоночных животных показало наличие более высокой распределения в нейронных популяциях молекулярного и зернистого слоев мозжечка активно подвижных животных. При этом в группе активно подвижных доминировали птицы. Среди исследованных нейронных популяций максимальная проявляется в популяциях активно подвижных животных разного филогенетического возраста и разной среды обитания: рыб (за исключением ганглиозного слоя), птиц (кроме популяций мозжечковых ядер) и во всех типах мелкоклеточных популяций мелких норных грызунов.

Минимальная распределения клеток присуща лягушкам, черепахам, гадюкам и ужам. У синантропных животных, занимающих промежуточное положение между дикими и домашними, выражено явное преобладание показателей плотности распределения нейронов во всех функционально различающихся нейронных популяциях мозжечка по сравнению с доместицированными. Для животных, связанных в той или иной степени с передвижением в водной среде, наблюдается своеобразное перераспределение показателей. Максимальная нейронов молекулярного, зернистого слоев и нейронов внутримозжечковых ядер выявляется у активно подвижных рыб, а в ганглиозном слое - у полуводных амфибионтов, представителей филогенетически самого молодого класса позвоночных – млекопитающих.



Pages:   || 2 |
 


Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.