2012 год № 1

Резюме:

Ключевые слова:

Summary:

Key words:

Введение

Способность нервной ткани синтезировать ряд стероидных гормонов показана для нейронов разных отделов ЦНС [1, 2, 11, 14], а также для клеток нейроглии - олигодендроцитов, астроцитов [14]. Эпендимоциты также относятся к глиоцитам. Они выстилают канал спинного мозга, желудочки головного мозга, формируют наружный слой сосудистых сплетений мозга. На их апикальной поверхности имеются микроворсинки, реснички, в цитоплазме наиболее развиты такие органеллы, как митохондрии, гладкий и гранулярный эндоплазматический ретикулум, пластинчатый комплекс. Сообщается о наличии у них секреторной активности, участии в формировании цереброспинальной жидкости [4, 8, 9]. В головном мозге эпендимоциты участвуют в образовании субфорникального и субкомиссурального органа. В спинном мозге человека эти клетки формируют интраспинальный орган, имеющий морфологические признаки, характерные для эндокринных желез [4, 5, 8].

Участие эпендимоцитов в формировании цереброспинальной жидкости считается доказанной, тогда как химическая природа вырабатываемых ими веществ не установлена. В то же время показано, что в цереброспинальной жидкости содержатся стероидные гормоны [11]. Можно предполагать, что эти вещества поступают в цереброспинальную жидкость, подобно другим ее компонентам, из плазмы крови. Однако это не исключает возможности их образования и в эпендимоцитах. Данных о синтезе этих соединений в эпендимоцитах, то есть об их принадлежности к клеткам, секретирующим нейростероиды, в доступной литературе нами не обнаружено. Более того, ультраструктура эпендимоцитов не имеет характерных признаков, присущих эндокриноцитам коры надпочечников и гонад: митохондрий с тубуло-везикулярными кристами, высокого содержания липидных включений, в частности, холестерина. Однако можно отметить, что этих признаков нет и у других клеток мозга, у которых способность секретировать нейростероиды считается доказанной [14].

В связи с вышеизложенным, нам представлялось достаточно обоснованным рассмотрение вопроса о том, входят ли нейростероиды в число продуктов, секретируемых эпендимоцитами. Ответ на него может основываться как на биохимических, иммуноцитохимических методиках, так и на гистохимических подходах, включающих применение методов, выявляющих ферменты, катализирующих различные стадии синтеза этих гормонов и, благодаря этому, избирательно маркирующих клетки, продуцирующие стероидные гормоны, [9, 10]. К таким ферментам относится, в частности, 3β-гидроксистероиддегидрогеназа (ГСДГ), под влиянием которой прегненолон трансформируется в прогестерон [7]. Анализ гистохимической реакции на данный фермент для определения возможного синтеза нейростероидов в клетках эпендимной глии, имеющих различную локализацию, был применен в настоящей работе.

Материалы и методы

Исследовалась активность ГСДГ в головном и спинном мозге 10 лабораторных взрослых белых крыс обоего пола. Животных забивали декапитацией, тотчас извлекали головной мозг, а также шейный и грудной отделы спинного мозга. Из переднетеменной доли головного мозга, а также из спинного мозга готовили криостатные срезы (криостат Leica CM 1850, Германия) толщиной 20-30 мкм. Срезы головного мозга делали во фронтальной плоскости, спинного мозга - в поперечной. Их монтировали на покровные стекла и на них наносили инкубационный раствор для выявления ГСДГ, приготовленный по прописи [3]. Заключение срезов производили в глицерин-желатину, а также в канадский бальзам. Препараты изучали на микроскопе "Olympus". При этом исследовались эпендимоциты, выстилающие канал спинного мозга в шейном и грудном отделах, боковые желудочки головного мозга, а также покрывающие сосудистые сплетения боковых желудочков.

Результаты и обсуждение

Сосудистые сплетения, расположенные в боковых желудочках головного мозга, интенсивно маркировались продуктами реакции. Их ворсинки попадали в срез в разных плоскостях. На срезах, прошедших продольно через центральную часть ворсинок, в их составе обнаруживались эпендимоциты, покрывающие ворсинки, и соединительная ткань, содержавшая кровеносные сосуды. При этом соединительно-тканная строма была свободна от продуктов реакции. Эпендимная глия выявлялась на таких срезах в виде эпителиоподобного пласта клеток, с формой, близкой к кубической. Их цитоплазма была интенсивно окрашена продуктами реакции - гранулами формазана сине-фиолетового цвета, ядра клеток их не содержали (рис. 1, 2). При этом апикальная часть многих эпендимоцитов окрашивалась более интенсивно, чем базальная. На срезах, прошедших параллельно длиннику ворсинок, не через центр, а через их поверхностную зону, интенсивность реакции цитоплазмы разных эпендимоцитов существенно различалась, что зависело от толщины среза, прошедшего через клетку. Контуры поверхностей эпендимных клеток имели при этом обычно округлую форму.

Рис. 1. Реакция на ГСДГ в ворсинках сосудистого сплетения (продольный срез). Увеличение 10 10

Рис. 2. Реакция на ГСДГ в ворсинке сосудистого сплетения (фрагмент поперечного среза). Увеличение 100 10

Эпендима, выстилающая полости боковых желудочков, состояла из одного или нескольких рядов клеток, форма которых была кубической, причем эпендимоциты в разных участках выстилки желудочков различались по высоте. Цитоплазма содержала продукты реакции, причем их количество различалось в разных клетках. Гранулы формазана имелись и в коротких отростках, обнаруживавшихся у базальных полюсов некоторых из эпендимоцитов (рис. 3). Интенсивность реакции в эпендимоцитах сосудистого сплетения и клетках, выстилающих полость бокового желудочка, была близкой по интенсивности.

Рис. 3. Реакция на ГСДГ в эпендимоцитах выстилки бокового желудочка головного мозга. Увеличение 100 10

Эпендимоциты выстилки канала спинного мозга имели меньшие размеры, чем эпендимоциты боковых желудочков мозга. Их цитоплазма так же, как и последних, содержала гранулы формазана, которых больше было в апикальной части клеток. При этом интенсивность реакции цитоплазмы эпендимоцитов канала спинного мозга, оцененная визуально, была меньше, чем в исследованных эпендимоцитах головного мозга (рис. 4). Количественная оценка степени отличий активности фермента в эпендимоцитах различной локализации может быть дана при ее цитоспектрофотометрическом изучении.

Рис. 4. Реакция на ГСДГ в эпендимоцитах выстилки канала спинного мозга. Увеличение 100 10

Таким образом, нами показано, что эпендимоциты ЦНС разной локализации обладают активностью ключевого фермента стероидогенеза, ГСДГ [6], хотя эти клетки, как и другие клетки мозга, нейростероидпродуцирующая функция которых не вызывает сомнений [14], не имеют особенностей ультраструктуры, присущих таким стероидсекретирующим эндокриноцитам, как адренокортикоциты, текоциты, лютеоциты, клетки Лейдига. В связи с этим можно заключить, что особенности ультраструктуры перечисленных клеток не являются облигатными для синтеза клеткой стероидных гормонов. Это заключение является основанием для предположения, что продукция данных соединений может осуществляться в более широком наборе клеток, чем это установлено в настоящее время.

Мы полагаем, что новые факты, полученные в нашем исследовании, могут рассматриваться как свидетельство способности эпендимоцитов головного и спинного мозга синтезировать нейростероиды. При этом нам представляется достаточно обоснованным предположение, что эти соединения могут секретироваться (прежде всего, клетками сосудистых сплетений) в цереброспинальную жидкость, а из нее поступать в вещество мозга [5] или/и непосредственно в вещество мозга, через базальную поверхность клеток эпендимы, выстилающей полости головного и спинного мозга, оказывая влияние на состояние их нейронов и глиоцитов. В определенной степени предположение о возможном поступлении стероидных гормонов в желудочки мозга подтверждается данными о их нахождении в составе цереброспинальной жидкости, ткани разных отделов мозга, транспорте ее компонентов через межклеточные пространства головного мозга [6, 12, 13]. Вышеизложенное обосновывает, по нашему мнению, целесообразность детального исследования региональных и онтогенетических особенностей стероидпродуцирующей функции эпендимоцитов, ее изменений в условиях патологии головного и спинного мозга, в том числе при помощи гистохимического изучения ферментов, катализирующих синтез стероидных гормонов.

Литература

1. 1. Балашов A.M. Нейростероиды при аддиктивной патологии // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. - 2010. - Т.110, №6. - С. 106-111.
2. 2. Гончаров Н.П., Кация Г.В., Нижник А.Н. Нейростероиды и их биологическое значение // Успехи физиологических наук. - 2004. - Т.35, №4. - С. 3-10.
3. 3. Лойда З., Госсрау Р., Шиблер Т. Гистохимия ферментов. Лабораторные методы. - М.: Мир, 1982. - 272 с.
4. 4. Мотавкин П.А. Введение в нейробиологию. - Владивосток: Медицина ДВ, 2003. - 251 с.
5. 5. Мотавкин П.А., Пиголкин Ю.И., Каминский Ю.В. Гистофизиология кровообращения в спинном мозге. - М.: Наука, 1994. - 223 с.
6. 6. Отеллин В.А. Межклеточное пространство и несинаптические связи головного мозга млекопитающих // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. - 1987. - Т. 93, №9. - С. 5-19.
7. 7. Розен В.Б. Основы эндокринологии. - М.: Изд. Моск. ун-та, 1994. - 383 с.
8. 8. Руководство по гистологии. - Т. 1, 2. - СПб.: Спецлит, 2001. - 735 с.
9. 9. Рыжавский Б.Я., Литвинцева Е.М. Гистохимическое выявление 3 -гидроксистероиддегидрогеназы в нейронах головного мозга крысы // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2011. - Т. 152, №9. - С. 347-349.
10. 10. Рыжавский Б.Я., Задворная О.В., Литвинцева Е.М. Гистохимическое выявление 3 -гидроксистероиддегидрогеназы в нейронах головного мозга крыс разного пола // Дальневост. мед. журнал. - 2011. - №1. - С. 86-88.
11. 11. Mellon S.H., Griffin L.D., Compagnone N.A. Biosynthesis and action of neurosteroids. Novel brain function: biosynthesis and actions of neurosteroids in neurons // Brain Res Rev. - 2001. - Vol. 37, №1-3. - P. 3-12.
12. 12. Michele F., Longone P., Romeo E. et al. Decreased plasma and cerebrospinal fluid content of neuroactive steroids in Parkinson's disease // Neurol. Sci. - 2003. - Vol. 24, №3. - P. 172-173.
13. 13. Schwarz S., Pohl P. Steroid Hormones and Steroid Hormone Binding Globulins in Cerebrospinal Fluid Studied in Individuals with Intact and with Disturbed Blood-Cerebrospinal Fluid Barrier // Neuroendocrinology. - 1992. - Vol. 55. - P. 174-182
14. 14. Tsutsui K.. Neurosteroid biosynthesis and action in the Purkinje cell // J. Experimental Neuroscience. - 2009. - №2. - P. 1-12.