Нейронные синцитии в энтеральной нервной системе Felis catus

Введение. «Если межклеточные нейрофибриллярные анастомозы…, мостики слияния… могут быть легко доказаны, они будут более серьезным возражением против теории нейрона (Ramon y Cajal, 1959, p. 133)», (цит. по [1]). Нейрональные синцитии являются обычными клеточными структурами, как и предполагается по закону Теодора Шванна [1]. Поэтому возник вопрос о возможности формирования синцитиальных межнейрональных перфорацией и в энтеральной нервной системе или так называемом «энтеральном мозге», обладающим более 200 миллионами нейронов, что значительно больше, чем в спинном мозге [2]. В современной нейро-морфологической литературе интеграция в нервной системе ограничивается исследованием химических и электрических синапсов. Наличие синцитиальной связи нейронной теорией обычно не предполагается. Однако, исследование цитоплазматических контактов в нервной системе чрезвычайно важно, так как синцитии, подобно щелевым контактам, так же элек-тропроницаемы, но при нулевом сопротивлении. Без синаптической задержки они проводят электричество в обе стороны после перфорации и обладают свободной проницаемостью мембран для крупных молекул и даже при слиянии смежных нервных клеток [3]. В работе с вегетативными нейронами энтеральной нервной системы мы, естественно, не можем касаться подробностей организации всей вегетативной нервной системы, анатомия и физиология которой изложены в трудах Лаврентьева [4], Ленглея [5], Хауликэ [6]. Однако, следует отметить, что о некоторых ее особенностях, касающихся предполагаемых синцитиальных свойств, в них все же упоминается. В интраплазматическом положении концевых веточек подошвы рецепторов кишечника в специальных рецепторных синцитиях глиальных клеток был уверен Лаврентьев [7]. Cинцитиальные межнейрональные связи, вероятнее всего, являются основой как антидромной им-пульсации возбуждения Соковнина [8], так и аксон-рефлекса Ленглея [5]. О кольцевых нервных аппаратах писали Соловьева [9] и Милохин [10], но об их синцитиальной природе авторы не подозревали. Вообще, в современной неврологии данные о межнейрональных синцитиях практически отсутствуют, как это и предполагает нейронная теория. Однако, нами, с помощью электронной микроскопии, естественные синцитиальные перфорации между нейритами были неоднократно обнаружены в интрамуральной нервной системе кошек, молодых свиней, а также в культуре ганглиев моллюска Lymnaca Stagnalis [11]. Нами установлено, что короткие волоконные нейронные комиссуры на самом деле являются дистантными синцитиальными анастомозами (далее – ДСА), содержащими полужидкий сократимый гель аксоплазмы, постоянно перемещающийся в противоположные стороны через два смежных удаленных синцития. Совершенно неожиданно для нас, на многочисленных иллюстрациях путаницы сложных арборизаций в монографиях Ramon y Cajal [12-13] с помощью метода компьютерного демаскирования была выявлена масса дву- и многоклеточных ДСА [14]. Это прямые доказательства реальности ретикулярной концепции Golgi в нервной системе [15]. Однако для того, чтобы доказать всеобщую реальность распространения синцитиев, мы считали необходимым исследовать нервные сплетения также и в энтеральной нервной системе.

Цель исследования : анализ подслизистого и межмышечного вегетативных нервных сплетений кишечника домашней кошки Felis catus методом компьютерного демаскирования для доказательства наличия синцитиальных связей нейроцитов в кишечнике.

Материалы и методы исследования. Для электронно-микроскопического исследования фрагменты различных отделов кишечника фиксировали в течение 1 часа в 2,5%-ном растворе глютарового альдегида (Acros Organics, США), затем в 1%-ном растворе охлажденной OsO4 (Sigma – Aldrich, Германия). После дегидратации ткань заливали в смесь аралдитов (Sigma). Срезы готовили на ультратоме LKB-5 (Швеция) и окрашивали по Рейнольдсу. Просмотр и фотосъемку проводили на электронном микроскопе при напряжении 80 кВ.

«РЕАВИЗ» и Института физиологии имени И.П. Павлова РАН.

Для интерпретации цифровых изображений, полученных с препаратов, устранения множественных ветвлений нейритов, маскирующих сложность структурной организации нейрональных арбо-ризаций (что, по мнению авторов, является главной причиной маскирования искомых нервных структур и поводом для дискуссии между сторонниками нейронной и ретикулярной теорий), использовали цифровой метод упрощения импрегнационной картины для демаскировки ее мелких и мельчайших деталей. Для этого, с помощью соответствующих программных инструментов усиливали контраст изображений и, таким образом, снижали их разрешение. В результате получали цифровые изображения только крупных и контрастных аргентофильных волокон, контактирующих с телами нейронов и между собой, которые являются нервными мостиками и синцитиальными контактами.

Результаты исследования и обсуждение. Исследования препаратов кишечника выявило в них несколько вариантов типичных межмембранных цитоплазматических синцитиев. Они обычно обнаруживаются на поперечных срезах в виде перфораций, ограниченных адгезированными парами мембран. Это свидетельствует об их возникновении на основе щелевых и плотных контактов (рис. 1).

На основании изучения этих препаратов легко представить, что синцитиальным перфорациям предшествует превращение двухслойных контактирующих ак-солемм в слившиеся тонкие мембраны (щелевые и плотные контакты) с признаками их превращения в синцитий. Во всех отделах кишечника широкое распространение имеют соединительные толстые межнейронные мостики, которые называют дистантными парными синцитиальными анастомозами. Они нередко встречаются в микроганглиях кишечных сплетений, и хорошо заметны, так как часто являются широкими, короткими и утолщенными (рис. 2).

Ранее нами было показано, что в культуре ткани эти расширения живых подвижных нейронов могут, сближаясь,

Рис. 1. Cинцитиальные перфорации в межмышечном нервном сплетении тонкой кишки. Обозначения: а – крупный межволоконный синцитий; б – признаки формирующейся синцитиальной перфорации; в – разрушение мембранных контактов перед формированием перфорации; 1 – липидная вакуоль, остаток разрушенного плотного контакта би-липидной мембраны; 2 – билипидная мембрана перед формированием синцития; стрелки – структурные этапы формирующихся и сформированных синцитиев. Электронные микрофото. Ув.: а, б – х35000, в – х45000.

Рис. 2. Крупные, короткие синцитиальные анастомозы. Обозначения: а – межмышечное нервное сплетение толстой кишки кошки; б – подслизистое нервное сплетение тонкой кишки кошки; в – межмышечное нервное сплетение тонкой кишки кошки; г – межмежмышечное нервное сплетение толстой кишки кошки; 1 – ДСА; 2 – синцитиальная аутопетля. Окр.: универсальным методом импрегнации. Ув.: х400.

Рис. 3. Связи нескольких клеток ДСА клеток II типа Догеля в подслизистом нервном сплетении толстой кишки кошки. Обозначения: а – синцитиальная связь трех последовательно синцитиально объединенных нейрона; в – рецепторные клетки Догеля II типа с тканевым рецептором; 1 – тканевый рецептор; стрелки – ДСА, связывающие соседние нейроны; Окр.: а, б – универсальный метод импрегнации; в – по Бильшовскому–Гросс. Ув.: х400.

сливаться в крупные двуядерные клетки. Такие дикарионы часто встречаются также в препаратах кишечника. Их ДСА могут удлиняться и достигать удаленных нервных клеток (рис. 3). При этом диаметр ДСА уменьшается и у них появляются дополнительные ветви. Эти структуры существенно усложняют характер всего нервного сплетения, но не изменяют принципа удаленной межнейронной электрической и гуморальной связи. Резко расширенные короткие синцитиальные анастомозы и даже тела нейронов в нервных сплетениях кишечника могут контактировать друг с другом и даже сливаться [3, 14]. Иногда нейроны сплетений имеют по три и более синцитиальных анастомозов или аутопетель. Так, от одиночного чувствительного нейрона может отходить не один, а два дендрита, образующих одиночный рецепторный кустик (рис. 3-в). В то же время у смежного нейрона, находящегося с ним в удаленной цитоплазматической синцитиальной связи, сенсорные терминали могут отсутствовать.

Рис. 4. Петлеобразные и кольцевые дистантные анастомозы клеток II типа Догеля в подслизистом нервном сплетении толстой кишки кошки. Обозначения: а – удлиненный межнейрональный анастомоз с двумя парными синцитиями; б – кольцевой синцитий с фрагментами миелиновой оболочки и тканевым рецептором; в – кольцевой аутоанастомоз с двумя нейрональными синцитиями и тканевым рецептором; г – кольцевые синцитиальные анастомозы в области тканевого рецептора; 1 – анастомоз между двумя нейронами, двумя смежными синцитиями; 2 – миелиновая оболочка; 3 – рецептор; 4 – дистантные кольцевидные синцитиальные анастомозы. Окр.: а – универсальный метод импрегнации; б-г по Бильшовскому–Гросс. Ув.: х400.

Для «энтерального мозга» множественные волоконные удаленные замкнутые петли и кольцевые анастомозы оказались наиболее важными (рис. 4). Скорее всего, это одна из структурных особенностей его нервных сетей. У клеток Догеля II типа нейриты образуют кустиковидные и обширные распространенные рецепторы, дополнительно подтверждая сенсорную природу этих клеток. Кольцевые анастомозы, меняя форму и диаметры отростков, также могут обладать фрагментами миелиновой оболочки (рис. 4-б). Возможно, что у птиц эта форма структур встречаются чаще. Однако, по нашему мнению, кольцевые синцитиальные анастомозы формируются у всех животных и, особенно, в терминальных отделах сенсорных нейронов, то есть в области рецепторов, где особенно увеличена степень арборизаций, извилистости нейритов и частоты ретроградного изменения направления тока их аксоплазмы (рис. 4-г). Таким образом, ДСК встречаются в «энтеральном мозге» чаще, чем в головном мозге. Их особенность состоит в том, что они представляют собой цитоплазматические анастомозы с несколькими последовательными синцития-ми и более четко формируют широкий ре-

Рис. 5. Рецепторное поле. Массовые дистантные парные синцитии 7 нормальных клеток II типа Догеля в подслизистом нервном сплетении тонкой кишки кошки. 1–7 – тела клеток; 8 – рецепторные терминали; стрелки – анастомозы между нейронами, содержащие по паре синцитиев. Окр.: по Бильшовскому–Гросс. Ув.: х400.

тикулум. Нам удавалось выявить сети межнейритных и межсоматических связей 7–8 нейронов, связанных цитоплазматическими анастомозами с непарными, последовательными синцитиями, соединяющими по три цилиндрических отростка (рис.

• 5). Это единственный тип биологических синцитиев в цитологии. Такая редкая, фактически асинаптическая, исключительно цитоплазматическая нейронная связь в нервных сплетениях требует и новых физиологических подходов, и новых объяснений.

Заключение . Описанные факты множественных синцитиальных цитоплазматических асинаптических связей в нервных сетях энтеральной нервной системы или, запутанность сети и широкая арбори-зация нейронов несомненно свидетельствуют о реальности и распространенности ретикулярного принципа структурной ор-