Морфология ядрышек нейронов туберомамиллярного ядра гипоталамуса при сосудистой деменции

Ishunina TA. The nucleoli morphology of tuberomamillary nucleus neurons of the hypothalamus in vascular dementia. Morfologicheskie Vedomosti – Morphological newsletter. 2023;31(1):673. (1).673

Article received 06 July 2022

Article accepted 10 January 2023

Введение. Традиционно ядрышки клеток ассоциируются с транскрипцией рибосомальных генов и сборкой рибосом. Однако, в последнее время в литературе все чаще встречается термин «ядрышковый стресс», означающий изменения активности и целостности ядрышек в ответ на различные стрессовые воздействия, такие как нарушения метаболизма, окислительный стресс, интоксикация (в т.ч. алкогольная), ишемия [1–3]. Ядрышки реагируют на стрессовые сигналы выделением в нуклео- плазму целого ряда рибосомальных белков (например, L5, L11, L23, S7), которые нарушают протеосомную деградацию апоптоз-ного фактора р53, приводя к его накоплению и включению р53-зависимых программ остановки клеточного цикла, старения и апоптоза [1]. Помимо использования механизма с участием р53, ядрышки накапливают различные регуляторные белки и РНК, функции которых выходят далеко за пределы традиционного участия в белковом синтезе. Нарушения функции ядрышек описа- ны при некоторых редких генетических заболеваниях, таких как синдром Вернера (прогерия взрослых), врожденный дискера-тоз, синдром Тричера Коллинза. В то же время в литературе авторы акцентируют внимание и на влияние ядрышкового стресса на активность и выживание нейронов, открывая перспективы для исследований ядрышек при нейродегенеративных заболеваний. Показано, что подавление активности рибосомальных генов происходит на ранних стадиях развития болезни Альцгеймера. В допаминэргических нейронах пациентов с болезнью Паркинсона нарушается целостность ядрышек (по результатам иммуногистохимического окрашивания на нуклеофозмин) [1-4]. При болезни Гентингтона изменяется транскрипция рибосомальных генов, а в самих ядрышках накапливаются нерастворимые агрегаты патологического белка гентингтина. Аномальные белки с удлиненным полиглутаминовым участком, как у гентингтина, встречаются в ядрышках нейронов и при других заболеваниях, например, при спиноцеребеллярной атаксии. Дефицит ангиогенной рибонуклеазы ангиогенина, способного связываться с промоторным участком рибосомальных генов и стимулировать их транскрипцию, приводит к развитию бокового амиотрофического склероза. При этой патологии дополнительно отмечается сморщивание ядрышек в двигательных нейронах спинного мозга, которое предшествует основным проявлениям заболевания [5]. Уменьшение размеров ядрышек констатируют в корковых нейронах лобных долей при лобно-височной дегенерации [6]. В то же время отсутствуют сведения о возможных изменениях ядрышек в нейронах при сосудистой деменции (далее - СД), второй по частоте форме слабоумия после болезни Альцгеймера [7].

Целью исследования стало изучение размеров ядрышек нейронов крупноклеточного туберомамиллярного ядра (далее - ТМЯ) гипоталамуса при сосудистой деменции, участвующего в синтезе гистамина и регулирующего когнитивные функции, циклы сна и бодрствования [8].

Материалы и методы исследования. Исследование проведено на ауто-псийном материале 9 случаев с подтвер- жденным диагнозом сосудистой деменции (средний возраст 77,2±3,3 лет) и 10 контрольных случаев (средний возраст 79,2±2,7 лет), соответствующих им по полу и возрасту с соблюдением всех этических требований [9–11]. Гипоталамическая область мозга фиксировалась в 10% растворе формалина в фосфатном буфере методом погружения и заливалась в парафин. Каждый сотый серийный срез толщиной 6 мкм окрашивался 0,5% раствором крезилового фиолетового ацетата. При увеличении в 400 раз с использованием микроскопа Leica CME 3-2 и цифровой камеры Micromed MVV 5000 выполнены микрофотографии препаратов, содержащих ТМЯ. С помощью программы Image J 1.48v на полученных изображениях определяли площадь сечения ядрышек нейронов ТМЯ (в среднем 41,8±3,6 на каждый случай). Согласно тесту Шапиро-Уилка для всех полученных значений характерно нормальное распределение (р=0,93). В связи с этим различия между контрольной группой и пациентами с СД оценивались с помощью t-критерия Стьюдента.

Результаты исследования и обсуждение. Интенсивность окраски по Нисслю во многих случаях с СД оказалась заметно ниже, чем в контрольной группе, что было ранее показано нами в базальном ядре Мейнерта [10]. Площади сечения ядрышек нейронов ТМЯ были достоверно меньше в случаях с СД по сравнению с контрольной группой (см. рис. 1-2, р=0,00026). Сопоставление результатов измерений размеров ядрышек с размерами ядер и перикарионов нейронов показало практически одинаковые изменения. Так, для ядрышек разница между изученными группами (СД-контроль) составила 12%, для ядер – 13%, для перикарионов – 14%, что свидетельствует о тесной связи этих морфометрических показателей друг с другом и об их синхронном снижении при СД. Следует отметить, что уменьшение размеров ядер (р=0,033) и перикарионов (р=0,022) нейронов ТМЯ было статистически значимо у пациентов мужского пола, что соответствует данным эпидемиологических исследований, демонстрирующим более высокую частоту СД у мужчин по сравне-

Рис. 1. Микрофото препаратов гипоталамической области мозга. Нейроны туберомамил-лярного ядра гипоталамуса в случаях сосудистой деменции (б, г) и в контрольной группе (а, в). Окр. крезиловым фиолетовым. Ув.: х 1000

нию с женщинами [9, 12]. В случаях с бо-значимое на 34% (р=0,005) уменьшение размеров ядрышек нейронов ТМЯ, что согласуется со значимым снижением размеров комплекса Гольджи, ядер и перикарионов нейронов ТМЯ при этом заболевании [9, 12]. Таким образом, в ТМЯ при сосудистой деменции наблюдается небольшое, но статистически значимое уменьшение размеров ядрышек, свидетельствующее о снижении уровня белкового синтеза и подавлении образования гистамина, что может проявляться нарушениями циклов сна и бодрствования. Клинические исследования подтверждают, что нарушения сна характерны для пациентов с деменциями. При этом у больных с СД они могут быть выражены в большей степени, чем при болезни Альцгеймера [13-14]. Наличие «ядрышкового стресса» в гистаминэргиче-ском ТМЯ при СД и болезни Альцгеймера, наряду со снижением выработки гистамина и связанного с этим нарушением циклов сна и бодрствования, может сопровождаться накоплением про-апоптотического белка р53, и спровоцировать гибель нейронов. Одной из вероятных причин уменьшения ядрышек при СД является ишемия вслед- лезнью Альцгеймера (n=4) было отмечено ствие нарушения кровоснабжения мозговых структур. Подобный механизм был ранее изучен в экспериментальной модели у крыс [3]. Следует отметить, что выраженность ядрышкового стресса в ТМЯ при болезни Альцгеймера больше, чем при СД, что может быть связано с наличием нейрофибриллярных клубков.

Рис. 2. Диаграмма площадей сечения ядрышек в нейронах туберомамиллярного ядра в случаях с сосудистой деменцией и в контрольной группе (пояснения см. в тексте)

Заключение. В нейронах туберо-мамиллярного ядра при сосудистой деменции наблюдается умеренно выраженный ядрышковый стресс, проявляющийся небольшим, но значимым уменьшением размеров ядрышек. При этом морфометрические критерии метаболической ак- тивности нейронов туберомамиллярного ядра (размеры ядрышек, комплекса Гольджи, ядер и перикарионов) синхронно и в равной степени реагируют на патогенетические процессы при сосудистой деменции.