Особенности структурной организации ферментоактивных зон двигательных нервных окончаний латеральной жевательной мышцы белых крыс при питании диспергированной пищей

Введение. Жевательная нагрузка является важнейшим механическим фактором морфогенеза органов ротовой полости. Она способствует формированию и адаптивной перестройке целого комплекса взаимодействующих органов и тканей полости рта и челюстно-лицевой области, совместно обеспечивающих выполнение важнейшей функции жизнеобеспечения – жевания [1, 3]. Изменение характера жевательной нагрузки вследствие изменения физических свойств пищи запускает механизмы гистоморфологической перестройки органов ротовой полости, адаптируя их к новым условиям функционирования. Исследования последних лет [2, 4, 6, 7] свидетельствуют о существенном влиянии диспергированной пищи на гистологическую структуру и постнатальный морфогенез не только отделов пищеварительного канала, но и органов, функционально связанных с ним и расположенных за пределами его стенки.

Цель исследования. Изучение влияния воздействия диспергированой пищи на структуру ферментоактивных зон нервномышечных синапсов латеральной жевательной мышцы 240-суточных белых крыс.

Материалы и методы. Материалом исследований послужили 16 самцов белых не-инбредных крыс. На 21-е сут постнатального развития животных произвольно распределяли на две группы – контрольную и опытную. Животных контрольной группы содержали в обычных условиях вивария на естественном для грызунов корме (зерно, овощи), для животных опытной группы аналогичную пищу подвергали механической обработке до мягкой пастообразной консистенции. Непосредственными объектами исследования были избраны латеральная жевательная мышца, сочетающая протракцию нижней челюсти с аддукцией. Латеральная жевательная мышца взята у животных обеих экспериментальных групп на 240-е сут постнатального онтогенеза.

Для изучения активности ацетилхолинэ-стеразы (АХЭ) в области нервно-мышечного синапса (НМС) использовали гистоэнзимо-химическую методику выявления данного фермента тиоуксусной кислотой в модификации Г.М. Николаева и В.В. Шилкина [5]. При качественной характеристике АХЭ-по-зитивных зон оценивали выраженность и топографию конечного продукта реакции. Количественный анализ проводили на стандартной площади среза (87 тыс. мкм2) с помощью компьютерной программы специальной морфометрии биологических структур «Мекос–Ц1». При этом определяли: общее количество выявляемых АХЭ-позитивных зон; долю простых и сложных АХЭ-позитивных зон; количество и диаметр мышечных воло- кон; среднюю площадь сечения области нервно-мышечных синапсов для различных конструкций АХЭ-позитивных зон; форм-фактор площади сечения нервно-мышечных синапсов, позволяющий оценивать форму выявляя-емых сечений как веретенообразную (значение показателя ≤0,45), овоидную (0,46–0,64) или округлую (≥0,65).

Для морфометрического исследования использовалась компьютерная система, включающая микроскоп, цифровую видеокамеру JVC (Victor Company, Япония) и компьютерную программу денситофотометрии «Мекос-Ц1» (Россия). Полученные морфометрические данные подвергали статистической обработке с помощью пакета прикладной компьютерной программы Statistica 6.0 (StatSoft Inc., USA).

Результаты и обсуждение. Латеральная жевательная мышца (m. masseter lateralis) тянется от предскуловой площадки верхнечелюстной кости и от переднего отрезка скуловой дуги вниз и назад, оканчиваясь на линии по передневентральному краю массетерной площадки нижней челюсти (под прикрытием поверхностной порции), и сочетает протракцию нижней челюсти с аддукцией.

Латеральная жевательная мышца 240-суточных белых крыс как контрольной, так и опытной групп характеризуется высокой активностью АХЭ в области нервно-мышечных синапсов. Об этом свидетельствует 20-минутная инкубация срезов в рабочем растворе, обусловившая в ходе исследования появление конечного продукта реакции с мелкодисперсной структурой, четкими границами и насыщенной коричневой окраской. Для мышцы характерно наличие внесинаптической активности АХЭ.

Установлено, что в изучаемой мышце как опытной, так и контрольной групп ферментоактивные зоны (ФАЗ) нервно-мышечных синапсов расположены полями. Какая-либо закономерность локализации полей в пределах мышечного брюшка не выявлена (рис. 1).

Рис. 1. НМС латеральной жевательной мышцы 240-суточных крыс в условиях измененной функциональной нагрузки. Окраска тиоуксусной кислотой, ×50

Анализ особенностей морфологии АХЭ-позитивных зон НМС мышцы позволяет выделить два основных типа конструкций ФАЗ: простые, характеризующиеся гомогенной локализацией активного фермента, и сложные, отличающиеся трабекулярной локализацией АХЭ с замкнутым или незамкнутым контуром, ограничивающим ферментонегативную зону (рис. 2).

Рис. 2. НМС с простой АХЭ-позитивной зоной (слева) и со сложной АХЭ-позитивной зоной (справа) в латеральной жевательной мышце 240-суточных крыс в условиях измененной функциональной нагрузки.

Окраска тиоуксусной кислотой, ×600

По данным наших исследований, при питании диспергированной пищей в латеральной жевательной мышце 240-суточных животных отмечается преобладание относительного содержания нервно-мышечных синапсов со сложной конструкцией ФАЗ, в то время как исследуемый мускул контрольных животных отличается большим относительным содержанием НМС с простой конструкцией ФАЗ (рис. 3). Преобразование простых ФАЗ НМС в сложные, по мнению В.И. Филимонова, свидетельствует о повышении степени дифференцированности иннервацион-ного аппарата мышцы [8]. Возможно, у опыт- ных животных латеральная жевательная мышца совершает более сложные дифференцированные движения, связанные с обработ- кой в ротовой полости диспергированной пищи, несвойственной для данного типа животных.

Рис. 3. Относительное содержание простых и сложных ФАЗ НМС латеральной жевательной мышцы 240-суточных белых крыс при питании диспергированной пищей (опыт) и в норме (контроль)

Наряду с этим у животных опытной группы отмечается более высокий показатель средней площади сечения простых и сложных ФАЗ по сравнению с таковым контрольных животных. Увеличение площади контакта в нервно-мышечном синапсе свидетельствует о повышении концентрации химически активных веществ, выделяемых в этом участке, и, как следствие, о более энергичном мышечном сокращении [9].

В латеральной жевательной мышце число ФАЗ нервно-мышечных синапсов, при- ходящихся на одно мышечное волокно (∑ФАЗ/∑МВ), а также совокупная площадь ФАЗ в расчете на одно мышечное волокно (∑Sфаз/∑МВ) у животных опытной группы превышает данный показатель животных контрольной группы (р≤0,05) (табл. 1). Более плотное расположение нервно-мышечных синапсов в мускуле, высокий показатель отношения площади нервной бляшки к поперечнику мышечного волокна отмечаются в скелетной мускулатуре в условиях повышенной функциональной нагрузки [8].

Таблица 1

Интегративные показатели системы «двигательное окончание – мышечное волокно» латеральной жевательной мышцы 240-суточных животных в норме (контроль) и в условиях измененной функциональной нагрузки (опыт)

Показатели	Среднее число ФАЗ, приходящихся на одно мышечное волокно (∑ФАЗ/∑МВ)	Совокупная площадь ФАЗ в расчете на одно мышечное волокно (∑S ФАЗ /∑МВ), мкм²
Опыт	1,08±0,02*	319,84±15,38*
Контроль	0,73±0,01	196,09±9,64

Примечание. * – статистически значимое отличие показателей опытной группы от контрольных значений (р≤0,05).

Заключение. Питание диспергированной пищей обусловливает изменение функциональной роли латеральной жевательной мышцы в ходе жевания, проявляющееся в более сложных дифференцированных движениях данного мускула, связанных с обработ- кой в ротовой полости диспергированной пищи, несвойственной для данного типа животных. Следствием адаптации латеральной жевательной мышцы к изменению функциональной нагрузки явилось увеличение относительного количества сложных ФАЗ нервномышечных синапсов и усложнение их конструкции, возрастание относительного числа и средней площади ФАЗ, приходящихся на одно мышечное волокно.

• 1.    Беззубенкова О. Е. Консистенция пищи как физический фактор регуляции морфогенеза мускулатуры челюстного аппарата крыс / О. Е. Без-зубенкова, Н. А. Курносова // Морфологические ведомости. – 2010. – № 4. – С. 15–24.

• 2.    Консистенция пищи как фактор постнатального морфогенеза околоушной слюнной железы белых крыс / М. А. Семенова [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 11. – С. 861–865.

• 3.    Логинова Н. К. Гипофункция жевательного аппарата как фактор риска возникновения заболеваний парадонта / Н. К. Логинова, И. Е. Гусева // Международный медицинский журн. – 1998. – № 1. – С. 113–115.

• 4.    Морфогенез микроциркуляторного русла

  поверхностной жевательной и двубрюшной мышц белых крыс в условиях гиподинамии челюстного аппарата / В. Ф. Сыч [и др.] // Морфологические ведомости. – 2005. – № 1–2. – С. 53–58.

• 5.    Николаев Г. М. Опыт определения активности ацетилхолинэстеразы в структурах периферической нервной системы / Г. М. Николаев, В. В. Шилкин // Проблемы морфогенеза периферических нервов. – Ярославль, 1983. – С. 64–72.

• 6.    Особенности постнатального онтогенеза мышечной оболочки тощей кишки белых крыс при длительном питании диспергированной пищей / В. Ф. Сыч [и др.] // Морфология. – 2008. – Т. 134, № 5. – С. 97.

• 7.    Сыч В. Ф. Особенности гистоморфологии суставного отростка нижней челюсти белых крыс при пониженной функциональной нагрузке / В. Ф. Сыч, Г. В. Абдулкин, Н. А. Курносова // Морфологические ведомости. – 2007. – № 3–4. – С. 68–69.

• 8.    Филимонов В. И. Конструкция ферментоактивной зоны нейромышечного синапса и ее преобразования в эксперименте : дис.... канд. мед. наук / В. И. Филимонов. – Ярославль, 1998. – 447 с.

• 9.    Филимонов В. И. Морфометрическая характеристика ферментоактивной зоны двигательного окончания икроножной мышцы деафферен-тированной белой крысы / В. И. Филимонов, Т. Р. Ковригина, В. В. Шилкин // Российские морфологические ведомости. – 1999. – № 1–2. – С. 153.

MORPHOLOGICAL FEATURES

OF ENZYMATIC ACTIVITIES ZONES STRUCTURES OF NEUROMUSCULAR SYNAPSES LATERAL MASSETER OF WHITE RATS ON DISPERSED FOOD FEEDING

N.A. Kurnosova, M.A. Semenova, E.P. Drozhdina

Ulyanovsk State University