Нейроморфологическая характеристика хвостатого ядра крыс, склонных к формированию алкогольной зависимости

В связи с ростом интереса к проблеме формирования алкогольной зависимости исследование различных отделов ЦНС с позиций конституциональной генетической детерминированности влечения к алкоголю и лечению хронического алкоголизма остается актуальным [1].

Высказываются предположения, что механизм влечения к алкоголю связан с изменением локального уровня ацетальдегида в мозге, возникающим при употреблении алкоголя и зависящим от активности систем метаболизма этанола и ацетальдегида печени и мозга. Все эти исследования указывают на то, что феномен предпочтения этанола животными и предрасположенность к потреблению алкоголя у людей генетически обусловлены и могут быть связаны с интенсивностью обмена алкоголя в организме и зависят от активности ферментных систем метаболизма спиртов и альдегидов, являющихся мощными регуляторами уровня ацетальдегида в клетке. В этой связи представляется актуальным исследование процессов адаптации систем, окисляющих экзогенный этанол (каталаза, микросомальная этанол-окисляющая система, алкогольдегидрогеназа) и являющихся мощными регуляторами уровня ацетальдегида в клетке у животных, различающихся по предпочтению к алкоголю [2, 3].

Обширные связи между отделами головного мозга, которые включают кору головного мозга и базальные ганглии, составляют основную часть переднего мозга и обеспечивают взаимовлияние нейронов различных локализаций и нейромедиаторных систем на поведение, связанное почти со всеми аспектами аффективных, когнитивных и сенсомоторных функций [3, 4].

При длительной алкоголизации может развиться дефицит нейромедиаторов, сам по себе угрожающий жизнедеятельности организма. В качестве механизма компенсации этого явления выступают усиленный синтез катехоламинов и подавление активности ферментов их метаболизма, в первую очередь моноаминоксидазы и дофамин-β-гидроксилазы, контролирующих превращение дофамина в норадреналин [5, 6].

Алкоголь и другие вещества оказывают влияние на функционирование дофаминергических нейронов, что может стимулировать появление вегетативных расстройств, нарушения сна и др. [7].

В сложной иерархии структур головного мозга система кортико-базиллярных взаимодействий является мишенью для всех наркотиков, включая алкоголь, что делает её восприимчивой к действиям хронического воздействия алкоголя и приводит к многочисленным функциональным нарушениям, способствуя формированию когнитивных расстройств, связанным с употреблением психоактивных веществ [3, 8].

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Провести морфологическую характеристику хвостатого ядра крыс, предрасположенных к алкогольной зависимости.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе нами использован метод определения алкогольной мотивации, основанный на определении уровня общей неспецифической реактивности организма (УОНРО) – интегративного генетически обусловленного показателя, отражающего степень общей чувствительности организма к различным экзогенным воздействиям («Способ определения предрасположенности к алкоголизации у лабораторных крыс» № 204120726/14(022241 от 06 июля 2004 г.). При отборе крыс с различными уровнями начальной алкогольной мотивации использовали 180 белых крыс-самцов весом 180–220 г. Все экспериментальные животные были выведены в питомнике ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт». Важное внимание при проведении экспериментальной части исследования было уделено вопросам содержания, отбора, группировки животных, что позволило выполнить запланированные научные задачи. Содержание экспериментальных животных осуществляли в стандартных клетках Т-3 (Чехия). Кормление осуществлялось по стандартному лабораторному рациону со свободным доступом к воде, при температуре воздуха в виварии 18–22 ° С, относительной влажности воздуха – 50–60 %.

Наиболее приемлемым для распределения животных по УОНРО является подход, основанный на определении болевой (ноцицептивной) чувствительности посредством дозированного электроболевого воздействия [9]. В результате тестирования было установлено, что средний порог вокализации в группе «короткоспящих» животных составил (17,4 ± 1,1) В и был достоверно ниже, чем в группе «долгоспящих» животных, где этот показатель составил (26,2 ± 0,8) В (P ± 0,05). Таким образом, «короткоспящие» животные, потенциально склонные к приему алкоголя, отличались большей чувствительностью к действию электробо-левого стресса (высокий уровень УОНРО).

Результаты теста послужили основанием для отбора 15 крыс с коротким сном, средняя продолжительность анестезии этанолом, у которых было (45,6 ± 3,9) минуты, и 17 крыс с длительным сном продолжительностью (184,3 ± 11,4) минут. «Длительноспящие» животные имеют отрицательную алкогольную мотивацию по сравнению с «коротко спящими» крысами, у которых предрасположенность к алкогольной зависимости высокая [4, 9].

После эутаназии производили вскрытие животного и осмотр внутренних органов на предмет патологических изменений. Вскрывали череп, извлекали головной мозг и быстро проводили забор материала, который помещали в 10%-й раствор нейтрального формалина. После фиксации в формалине в течение 48 часов образцы тканей обезвоживали и заливали в парафин. С парафиновых блоков готовили срезы толщиной 4–6 мкм. Их окрашивали по хорошо разработанным и описанным ранее методикам гематоксилином и эозином, тионином по методу Ниссля [10, 11].

Фотодокументирование производили с использованием цифровой фотокамеры Canon (Japan) и светового микроскопа Axiostar plus (Карл Цейc, Германия) c объективами х10, х40, х100.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При морфологическом исследовании крыс, склонных к формированию алкогольной зависимости, в хвостатом ядре обнаруживается увеличение плотности расположения нейронов в ростральной области и постепенное её снижение в каудальном направлении. Нейроны располагаются внутри нечетко отграниченных областей, окруженных пучками нервных волокон. При окраске по Нисслю обнаруживаются пузырьковидные округлые ядра в центральной части перикариона нейрона, реже встречаются нейроны с ядрами овальной формы. Ядрышко, как правило, выражено, расположено в центральной части ядра, в некоторых случаях эктопировано. Цитоплазма перикарионов большинства нейронов умеренно базофильна.

У крыс, не склонных к формированию алкогольной зависимости, плотность расположения нейронов меньше (см. табл.), в состав группы входит в среднем около десяти нейро- нов. Перикарионы большинства нейронов имеют полигональную форму и меньшие размеры по сравнению с перикарионами крыс, склонных к формированию алкогольной зависимости. При окраске по методу Ниссля в нейронах хорошо определяется центрально расположенное крупное круглое ядро с базофильной нуклеолеммой и центральным достаточно крупным ядрышком. Цитоплазма перикариона слабо базофильная.

Гранулы базофильной субстанции не визуализируются в большинстве перикарионов.

При морфометрическом исследовании хвостатого ядра обнаружено, что объёмная плотность нейропиля у крыс, не склонных к формированию алкогольной зависимости, составляет (10,0 ± 0,9) % (см. табл.), что на 2,6 % ниже по сравнению с животными, склонными к алкоголизации, у которых данный морфометри- ческий показатель составляет (12,6 ± 0,8) % (при Р < 0,05).

Средний объем перикарионов нейронов у крыс, не склонных к формированию алкогольной зависимости, составляет (654,2 ± 32,2) мкм3, что на 15 % ниже по сравнению с животными, склонными к алкоголизации, у которых данный морфометрический показатель составляет (769,3 ± 41,1) мкм3 (при Р < 0,05). Изменение данного параметра сопровождается значимым снижением среднего объёма цитоплазмы перикарионов нейронов у крыс, не склонных к формированию алкогольной зависимости, который составляет (345,3 ± 18,9) мкм3, что на 16,6 % ниже по сравнению с животными, склонными к алкоголизации, у которых данный морфометрический показатель составляет (414,0 ± 31,7) мкм3 (при Р < 0,05).

Морфометрические показатели хвостатого ядра крыс с различной конституциональной алкогольной мотивацией, M ± m

Показатели	Экспериментальные группы крыс
	Не склонные к формированию алкогольной мотивации	Склонные к формированию алкогольной мотивации
Объёмная плотность перикарионов нейронов, %	16,6 ± 0,9	19,8 ± 1,06*
Объёмная плотность ядер нейронов, %	6,6 ± 0,7	7,2 ± 0,7
Объёмная плотность цитоплазмы перикарионов нейронов, %	10,0 ± 0,9	12,6 ± 0,8*
Объёмная плотность нейропиля, %	83,4 ± 1,8	80,2 ± 1,4*
Средний объём перикарионов нейронов, мкм3	654,2 ± 32,2	769,3 ± 41,1*
Средний объём ядер нейронов, мкм3	342,9 ± 14,6	355,3 ± 19,2
Средний объём цитоплазмы перикарионов нейронов, мкм3	345,3 ± 18,9	414,0 ± 31,7*
Ядерно-цитоплазматическое отношение	0,99 ± 0,08	0,85 ± 0,07
Объемное отношение перикарионов нейронов к нейропилю	0,20 ± 0,03	0,25 ± 0,02*

* Р < 0,05

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нейрохимическое взаимодействие различных медиаторных систем на уровне отдельно взятого нейрона создает определенное пространственновременное состояние микроокружения при хроническом алкоголизме. При этом различные типы нейромедиаторов могут оказывать синергичное и антогонистичное воздействие на нейроны гипоталамуса [5]. Считается, что нарушения в дофаминергической передаче тесно связаны с глутама-тергической системой. Этот феномен особенно важен, поскольку помимо основной роли возбуждающего нейромедиатора, глутамат может проявлять нейротоксические свойства [4]. При хронической алкогольной интоксикации отмечено снижение экспрессии метаболических глутаматных рецепторов в головном мозге крыс [12]. При гиперактивации глутаматергической передачи происхо- дит интенсивное поступление ионов кальция в клетку индуцирующего процессы образования активных форм кислорода, а также активацию протеинкиназ. Следствием этих процессов может стать глутаматиндуцированное повреждение и гибель нейронов, которая ингибируется дофамином, оказывающим защитное действие [7].

В головном мозге крыс, предрасположенных к алкогольной зависимости, определяются морфофункциональные отличия в неостриатуме, которые выражаются в различиях структурной организации на тканевом и клеточном уровнях, в том числе достоверно большей объемной плотностью перикарионов нейронов, их ядер, среднего объёма перикарионов нейронов, на фоне пониженной объёмной плотности нейропиля хвостатого ядра, по сравнению с аналогичными морфометрическими параметрами, исследованными у животных, не склонных к алкоголизации.