Tula, Tula, Russian Federation
The article presents an overview of the actual monograph by I.I. Sadrtdinova, Z.R. Khismatullina "Amigdala in the system of regulation of the reproductive functions of the organism with absense epilepsy". The materials on the general morphology of the amygdaloid complex are described, and an assessment of the structural and functional changes in the anterior cortical nucleus of the amygdala complex of the female WAG / Rij female rat (the recognized model of absential human epilepsy) in response to the modulating effect of sex hormones is given. The novelty and practical applicability of the study is substantiated.
reproductive function, amygdala, physiology, epilepsy, brain.
Со времен начала развития нейрофизиологии и нейроэндокринологии количество исследований, выполняющихся во всем мире, экспоненциально увеличивается. Несмотря на значительные успехи в изучении головного мозга, его структурные и функциональные нарушения остаются трудно изучаемыми и самыми распространенными.
Исследования показывают, что в основе многих двигательных нарушений, таких как, например эпилепсия, лежат изменения на генетическом уровне.
На клеточном уровне эти процессы проявляются чрезмерной электрической активностью нейронов и, как правило, связаны с таламическими и корковыми областями. Нейроны и клетки глии этих образований содержат рецепторы, чувствительные к половым гормонам, под действием которых они способны изменять свою функциональную активность. Миндалевидный комплекс мозга (аmygdala - амигдала) выполняет важную роль как звено репродуктивной системы организма, оказывая влияние на активность гипоталамических центров регуляции секреции гонадотропинов (Акмаев И.Г., Калимуллина Л.Б., 1993; Salamon E. et al., 2005) и принимает участие в модуляции нейроэндокринной и иммунной систем (Акмаев И.Г., Гриневич В.В., 2003; Lin Y. et al., 2011).
Вопрос относительно эффективности методов профилактики развития и лечения этих нарушений остается спорным.
В данной работе авторы предложили использовать модель на животных с генетической предрасположенностью к абсансной эпилепсии для понимания механизмов и особенностей неконвульсивной эпилепсии у человека при различных уровнях половых стероидов [1].
Эпилепсия – это одно из наиболее распространенных сложных невро-психических заболеваний, имеющих сложный полиэтиологичный характер. Понимание биологических механизмов патогенеза и фармакорезистентности эпилепсии является весьма актуальной задачей медицины и биологии. Мало исследованной областью на сегодняшний день является системная эндокринологическая регуляция возникновения абсансных приступов (Лекомцева Е.В., 2006; Меньшикова Н.С. и др., 2007; Толмачева Е.А., 2006; Bazyan A.S., van Luijtelaar G., 2013) [2,3,4,5 и др.]. Эстрогеновые рецепторы выявлены экспериментальным путем во множестве подкорковых образований, локализованных преимущественно в отделах лимбической системы мозга (Karceski S. et al., 2005; Mikkonen K., Tauboll E., 2005; Murialdo G. еt al., 1997). Научные и клинические исследования показывают, что среди структур, реагирующих на изменение гормонального фона, выделяют две наиболее важные, участвующие в патогенетических механизмах многих заболеваний, в том числе в патогенезе эпилепсии – амигдала и гиппокамп (Авякан Г.Н. и др., 2002; Carçak N. еt al., 2014; de Oliveira J.C. et al., 2014; Flores-Mancilla L.E. et al., 2014; Kimura Y. etal., 2014; Markota M. еt al., 2014; McHugh M.J. et al., 2014; Takeda Y. еt al., 2001; Wu T. еt al., 2014) [см. 1, с. 127-140]. Амигдала обладает низким порогом чувствительности к судорожной активности (Ильюченок Р.Ю. и др., 1981; Flores-Mancilla L.E. et al., 2014) [6 и др.], а также выполняет важную роль как звено репродуктивной системы организма, оказывая влияние на активность гипоталамических центров регуляции секреции гонадотропинов (Акмаев И.Г., Калимуллина Л.Б., 1993; Salamon E. et al., 2005) [7] и принимает участие в модуляции нейроэндокринной и иммунной систем (Акмаев И.Г., Гриневич В.В., 2003; Ахмадеев А.В., Калимуллина Л.Б., 2010, 2011; Lin Y. еt al., 2011) [там же]. Поэтому изучение роли амигдалы в нейроэндокринологических механизмах регуляции организма крыс линии WAG/Rij с генетической предрасположенностью к абсансной эпилепсии является актуальным.
Впервые с помощью современных методов исследования (электрофизиологических, морфометрических, гистологических, иммуногистохимических, электронномикроскопических и статистических) дана комплексная оценка структурных и функциональных изменений в переднем кортикальном ядре миндалевидного комплекса мозга самок крыс линии WAG/Rij в ответ на модулирующее влияние половых гормонов. Выявлены изменения электроэнцефалографических показателей переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга самок крыс линии WAG/Rij при различных уровнях половых гормонов [1,с. 45]. Проводился частотно-спектральный анализ участков ЭЭГ, зарегистрированных в состоянии спокойного бодрствования [1, с. 46]. Впервые изучены реактивные изменения нейронов, глиальных клеток переднего кортикального ядра амигдалы крыс в ответ на дефицит половых гормонов и заместительную терапию 17β-эстрадиолом в комбинации с прогестероном [1, с. 60]. Впервые проведен иммуногистохимический анализ астроцитарной глии переднего кортикального ядра до и после овариоэктомии и заместительной гормональной терапии [1,с. 63]. Определена экспрессия CART-пептида в нейронах переднего кортикального ядра в динамике эстрального цикла [1, с. 67]. Впервые проанализированы синапсоархитектоника и ультраструктурные особенности нейронов, глиальных клеток, нейропиля переднего кортикального ядра в динамике эстрального цикла, при экспериментально вызванном дефиците половых гормонов и на фоне экзогенного введения овариоэктомированным самкам 17β-эстрадиола в совокупности с прогестероном [1, с. 102].
Основные разделы работы
Монография состоит из 6 глав. В первой главе «Участие переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга в механизмах регуляции организма» представлен обзор литературы по данной теме. Переднее кортикальное ядро миндалевидного комплекса мозга представляет собой скопление нейронов и глии, которые обладают характерными чертами пространственной организации и оно относится к числу элементов нейроэндокринной системы мозга, так как нейроны переднего кортикального ядра имеют рецепторы к половым стероидам и реагируют на уровень половых стероидов изменением своей функциональной активности. Во второй главе «Характеристика электроэнцефалограммы переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга у крыс линии WAG/Rij» сделано заключение, что колебания уровней овариальных стероидов, несомненно, играют важную роль в деятельности головного мозга, влияя на пик-волновую активность его отдельных областей при абсанс-эпилепсии, в частности переднее кортикальное ядро амигдалы крыс линии WAG/Rij. В третьей главе «Структурная организация переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга у крыс линии WAG/Rij» были получены данные сравнительного анализа количественных характеристик, которые являются свидетельством того, что экспериментально вызванный дефицит половых гормонов сопровождается изменением клеточного состава переднего кортикального ядра, затрагивающими не только популяцию нейронов, но и глии. Хирургическая овариоэктомия приводит к гибели нейронов и увеличению суммарной глии во всех изучаемых нами клеточных зонах. Было отмечено увеличение доли сателлитной глии и величины нейроглиального индекса, что подтверждает участие переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга в механизмах нейроэндокринной регуляции. В четвертой главе «Иммуногистохимическое исследование переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга крыс линии WAG/Rij» был сделан вывод об увеличении количества иммунопозитивных астроцитов после овариоэктомии. Полученные результаты иммуногистохимических исследований подтверждают данные, выявленные при изучении нейроно-глиального соотношения, согласно которым в переднем кортикальном ядре у самок крыс линии WAG/Rij после овариоэктомии обнаруживается увеличение глиальных клеток. Выявлено, что нейроны переднего кортикального ядра содержат CART-пептид и уровень его экспрессии зависит от колебаний уровня половых стероидов в плазме крови в динамике эстрального цикла. В пятой главе «Электронно-микроскопическая характеристика нейронов, глии и нейропиля переднего кортикального ядра миндалевидного комплекса мозга у крыс линии WAG/Rij» было показано, что существуют четкие различия в ультраструктурных характеристиках нейронов, глии, нейропиля и синапсоархитектоники переднего кортикального ядра амигдалы крыс линии WAG/Rij. В группе контроль большую часть клеточной популяции составляли нормохромные нейроны. После овариоэктомии повысилось количество гипохромных и пикноморфных нейронов. После заместительной терапии численность пикноморфных нейронов снижалась, а гиперхромных – возрастала, однако, они были представлены умеренно гиперхромными в отличие от нервных клеток овариоэктомированных крыс, которые были резко гиперхромными. Дефицит половых гормонов вызывает дистрофические и деструктивные изменения, как в нейронах, так и в глиоцитах. Заместительная гормональная терапия приводила к развитию восстановительных процессов в нервных и глиальных клетках. В нейропиле встречали миелинизированные аксоны, как с нормальной ультраструктурой миелиновой оболочки, так и измененные – наблюдали расслоение ламелл миелина, выпячивания наружной части миелиновой оболочки. Анализ синапсов показал, что они также претерпевали структурно-количественные изменения в изучаемых нами группах. В шестой главе «Обсуждение полученных результатов исследований» приводятся обсуждение полученных результатов в ходе эксперимента и сопоставление их с литературными данными.
Сфера применения:
Выводы монографии содержат ценную информацию для нейроморфологов, нейрофизиологов, нейроэндокринологов и клиницистов, занимающихся исследованиями лимбической системы мозга и проблемами функционирования центральной нервной и репродуктивной систем организма.
Направления научного развития:
В монографии изложены новые современные представления о реактивных изменениях структурной и функциональной организации переднего кортикального ядра – основной зоны полового диморфизма миндалевидного комплекса мозга крыс линии WAG/Rij, представляющих генетическую модель генерализованной абсансной эпилепсии человека, на модулирующее влияние половых гормонов. Полученные результаты углубляют знания о структурной и функциональной организации головного мозга. Представленная работа имеет большую научно-практическую значимость для развития исследований в области нейроиммуноэндокринологии.
1. Sadrtdinova I.I., Hismatullina Z.R. Amigdala v sisteme regulyacii reproduktivnyh funkciy organizma pri absansnoy epilepsii [Elektronnyy resurs]: monografiya / I.I. Sadrtdinova, Z.R. Hismatullina. — M.: OOO NIC INFRA-M, 2018. – URL: http://znanium.com/catalog.php?bookinfo=941023
2. Lekomceva E.V. Analіz poshirenostі ta zahvoryuvanostі na nervovі hvorobi v Ukraїnі [Tekst] / E.V. Lekomceva // Mіzhnarodniy nevrologіchniy zhurnal 2006. 3: 7: 9-13.
3. Lekomceva E.V. Patogeneticheskie mehanizmy uchastiya gippokamal'noy formacii i striarnogo kompleksa pri narusheniyah central'noy neyroendrokrinnoy regulyacii [Tekst] / E.V. Lekomceva // Ukrain'skiy medichniy chasopis. – 2006. – №2. – S. 57–64.
4. Men'shikova, N.S. Osobennosti funkcii yaichnikov u bol'nyh epilepsiey [Tekst] / N.S. Men'shikova, O.F. Serova, P.N. Vlasov // Rossiyskiy vestnik akushera-ginekologa. – 2007. – №4. – S. 40–44.
5. Tolmacheva, E.A. Rol' polovyh steroidov v regulyacii spayk-volnovoy aktivnosti u krys linii WAG/RIJ [Tekst]: avtoref. …dis. kand. biol. nauk: 03.00.13 / Tolmacheva, Elena Aleksandrovna. – M., 2006.
6. Il'yuchenok, R.Yu. Mindalevidnyy kompleks (svyazi, povedenie, pamyat') [Tekst] / R.Yu. Il'yuchenok, M.A. Gilinskiy, L.V. Loskutova i dr. - Novosibirsk: Nauka 1981.
7. Akmaev, I. G. Neyroimmunoendokrinologiya: istoki i perspektivy razvitiya [Tekst] / I. G. Akmaev // Uspehi fiziologicheskih nauk. – 2003. – T. 34. – № 4. – S. 4-15; Akmaev, I.G. Mindalevidnyy kompleks mozga: funkcional'naya morfologiya i neyroendokrinologiya [Tekst] / I.G. Akmaev, L.B. Kalimullina. - M.: Nauka, 1993; Akmaev, I.G. Neyroimmunoendokrinologiya gipotalamusa [Tekst] / I.G. Akmaev, V.V. Grinevich. - M., Medicina, 2003; Akmaev, I.G. Neyroimmunoendokrinologiya: problemy i perspektivy razvitiya [Tekst] / I.G. Akmaev // Neyroendokrinologiya 2000: materialy V Vserossiyskoy konferencii. - SPb., - 2000.
