WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 


Pages:     | 1 | 2 ||

Синцитиальная цитоплазматическая связь и слияние нейронов некоторых беспозвоночных

-- [ Страница 3 ] --

Полученные нами результаты исследования периферических нервных стволов речного рака подтверждают высокие адгезионные свойства нейроллемы и впервые демонстрируют возможность образования синцитиальных цитоплазматических связей нейритов с отростками глиальных клеток. В нашей лаборатории ранее было показано образование межнейронных синцитиальных связей в гиппокампе и мозжечке (Сотников, 2008; Парамонова, Сотников, 2010), вегетативных ганглиях (Арчакова и др., 2009; McCarthy, Tank, Ehquist, 2009), а также в коре головного мозга (Santander, Cuadrado, Sez, 1988; Сотников и др., 2011). Также как при исследовании нейронов позвоночных условием формирования синцитиальной связи у раков оказалось отсутствие глиальных прослоек, образование синцития на базе мембранных контактов, локальные расширения межклеточной щели в виде варикозных деформаций и образование фрагментов разрушающихся мембран в виде остаточных мембранных телец (везикул). На наших препаратах остаточные везикулы (до 10 штук) наблюдали как постоянный фактор. Возможно, под влиянием сил гидрофобного взаимодействия амфифильные липидные молекулы стремятся спрятать свои гидрофобные части внутрь, образуя везикулы (Карпунин, Акимов, Фролов, 2005).

Для того чтобы подтвердить наши предположения о высоких адгезионных свойствах мембраны нейроцитов, было необходимо разработать методику стабильного получения синцитиальной связи в эксперименте. Известно, что попытки такой связи между нейронами и перевиваемыми нейроидными клетками нейробластомы (Chalazonitis, Greene, Shan, 1975), а также между нейронами в эксперименте уже предпринимались.

Нами были предприняты попытки использовать общепринятые методики для слияния ненервных клеток с помощью вируса Сендай, полиэтиленгликоля, элктропорации, латекса полистерола и так далее (Poter, 1989; Lentz, 2007), однако они оказались мало пригодными для массового слияния нейронов беспозвоночных (моллюск). При использовании ПЭГ потребовалась температура, которую не переносят живые клетки моллюсков, а при применении латексных шариков появилась необходимость в удалении двухвалентных катионов Са2+ и Mg2+, что также повреждает нейроны беспозвоночных. Поэтому было решено использовать естественные потенции нейрона к слиянию.

Поскольку в проведенных опытах иногда встречались спонтанно слившиеся нейроны непосредственно после их выделения проназой, было решено проверить, не является ли этот комплекс ферментов средством, способствующим слиянию, тем более, что такая дискуссия ранее имела место (Керкис, Уржнеко, Жданова, 1978; Ненашев, 1984; Фролов, Быченко, Дунина-Барковская, 1995). Оказалось, что структурные элементы нейрона сохраняют нормальное строение. Сформировавшиеся межклеточные щели имеют обычную ширину (20 нм). Выраженных мембранных контактов и синцитиальных цитоплазматических связей не обнаружено. Однако обработка проназой приводит к массовой гибели глиальных клеток и тем самым способствует контакту мембран нейроцитов. Как показали дальнейшие исследования с культивированием одиночных нейронов, отсутствие глии способствует естественному процессу слияния нервных клеток.

Таким образом, наши эксперименты доказали, что сама проназа непосредственно после обработки ганглиев не может служить сливающим веществом. Синцитиальные цитоплазматические связи, слияние клеток и получение двуядерных и многоядерных нервных клеток удалось осуществить только на вторые сутки культивирования, когда влияние проназы уже не могло сказаться. Из этого можно заключить, что нейроны сливаются благодаря собственным потенциям, в связи с отсутствием глиальных прослоек между ними. Можно также предположить, что появление клеток саттелитов у нейронов явилось эволюционным приспособлением, разделяющим электровозбудимые клетки.

В проведенных опытах впервые удалось смоделировать синцитиальную связь между нейронами in vitro, получить двуядерные и многоядерные нейроны, доказав под электронным микроскопом их слияние, и тем самым подтвердить принципиальное сходство нейронов с другими клетками в вопросе межклеточных взаимоотношений.

Электронно-микроскопические исследования позволили выделить абсолютный признак слияния нейронов. Он состоит в том, что на границе сливающихся клеток образуются вакуолеподобные расширения межклеточной щели и множественные мостики слияния, содержащие остатки разрушенных пограничных мембран. Эти данные дополняют, уже известный в литературе, доказанный электрофизиологически, второй абсолютный признак слияния нейронов (McCarthy, Tank, Ehquist, 2009), который говорит о том, что нейроны, имеющие угол контакта между клетками больше 125, свидетельствует о слиянии этих нейронов.

Возможно тот факт, что в литературе существует мало сведений о синцитиальной цитоплазматической связи между нейронами, говорит то, что такие связи имеют много общего с функционированием щелевых контактов. Они также как gap junctions обладают низким сопротивлением, отсутствием синаптической задержки, способствуют появлению ритмики электрической активности и так далее. Поэтому щелевые контакты так легко спутать с развивающимися синцитиальными цитоплазматическими связями.

Возможно, межклеточная цитоплазматическая связь между нейронами, причиной которых признаются щелевые контакты, является в некоторых случаях цитоплазматическим синцитием. Поскольку блокаторы специфического белка коннексина 36 (Cx 36) gap junctions нейронов (Draguhn et al., 1998) не могут полностью предотвратить эффекты присутствия межклеточной электрической связи, можно предположить, что это сохраненные цитоплазматические синцитиальные связи, которые не могут быть блокированы никакими веществами.





Как было показано в проведенных экспериментах на препаратах живых нейронов в культуре ткани, иногда встречаются спаренные (двуядерные) клетки. В литературных данных многие авторы объясняют появление таких двуядерных и многоядерных нейронов амитозом (Sosa, Sosa, 1972; Anastas et al., 2010; Kawataki et al., 2010), нам же удается показать, что двуядерные клетки формируются путем слияния. Все это, однако, не означает, что двуядерные нейроны не могут формироваться с помощью незавершенного амитоза. Доказательство одного механизма не исключает наличия другого. Однако следует иметь в виду, что гипотеза амитоза нейронов, как процесса, никем не доказана (Botar, 1966; Zhu et. al., 2008).

Для полного подтверждения высокой способности нервных клеток к слиянию, были проведены опыты по слиянию нейронов с его фрагментами (цитопластами и кариопластами), что ранее убедительно продемонстрировано на клетках других типов (Зеленин, Кущ, Прудовский, 1982; Trounce et al., 2000; Tesarik et al., 2003). Для этого потребовалось добиться энуклеации ядра нейронов и получить безъядерные цитопласты.

В наших экспериментах наряду со слиянием нейронов друг с другом, впервые удалось вызвать энуклеацию нервной клетки, получив цито- и кариопласты нейронов и, после их синцитиального слияния, создать комплексы тело клетки – цитопласт, цитопласт – кариопласт и другие. То есть доказать, что мембрана нейронов обладает теми же способностями, что и мембрана клеток, используемых при клонировании животных, которое в последние годы стало тривиальным (Kawahara et al., 2002; Chen et al., 2007; Costa-Borges et al., 2011). Как известно, эксперименты по энуклеации ненервных клеток производятся уже давно (Эфрусси, 1976; Ch’ng et al., 2005). Однако энуклеация нейроцитов взрослых животных в первичных культурах нами предпринята впервые.

Результаты опытов с энуклеацией позволяют по-новому оценить гистологические препараты ряда авторов (Альтшуль, 1940; Войно-Ясенецкий, Жаботинский, 1970), свидетельствующие, по их мнению, о цитокинезе нейронов. На самом деле нам удается воспроизвести все эффекты, так называемого прямого деления в культуре ткани на живых нейронах при их энуклеации.

В нашей работе впервые удалось слить ампутированный фрагмент нейроплазмы с телом, метаболическим центром другой клетки. Теоретически это означает, что in vivo ампутированный отросток нейрона (то есть цитопласт) также может быть слит с новой клеткой. Сходные попытки в литературе известны. Было показано, на примере ракообразных, что центральная культя перерезанного нервного волокна может быть сращена с периферическим отрезком (Birse, Bittner, 1976; Bouton, Bittner, 1981; Deriemer et al., 1983). Конечно, для позвоночных, у которых преобладают миелиновые нервные волокна, возможность слияния ампутированных отделов нейрона – это пока только теоретическая, проблематичная и практически трудно реализуемая задача, однако уже полученные данные позволяют усомниться в неотвратимости закона вторичной дегенерации А. Валлера (Waller, 1850) и обещают большие перспективы для нейротравматологии.

Однако следует отметить, что полученные нами данные, как и многочисленные замечания по поводу нейронной доктрины (Bullok et al., 2005; Guillery, 2007), никак не отменяют нейронной теории. Они только ее дополняют и расширяют положением о том, что в нервной системе помимо синаптической и электрической контактной систем коммуникаций возможна и цитоплазматическая синцитиальная связь.

ВЫВОДЫ

  1. В периферических нервных стволах речного рака существуют глионейритные синцитиальные цитоплазматические связи, выявленные при электронно-микроскопическом исследовании.
  2. У моллюсков возникает спонтанное синцитиальное слияние одиночных нейронов с образованием двуядерных клеток (дикарионов) независимо от их энзиматической обработки.
  3. Полиэтиленгликоль и латексные шарики полистирола, широко используемые для синцитиального слияния ненервных клеток, непригодны для слияния нейронов моллюска.
  4. Синцитиальное слияние нейронов осуществляется в эксперименте с помощью впервые разработанного «Способа моделирования синцитиальных связей между нервными клетками in vitro», а двуядерные и многоядерные нервные клетки формируются с помощью слияния нейронов, а не путем амитоза.
  5. Высокие адгезионные свойства мембраны нейронов подтверждаются экспериментальным получением цитопластов и кариопластов путем энуклеации и синцитиального слияния этих клеточных фрагментов с другими живыми нейронами.

СПИСОК НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

  1. Лактионова А.А. Энуклеация живых нервных клеток под воздействием цитохалазина В. // Тез. XII научной конф. молодых ученых по физиологии высшей нервной деятельности и нейрофизиологии. - М., 2008. - С.42-43.
  2. Сотников О.С., Лактионова А.А., Васягина Н.Ю, Луковникова М.В. Поведение изолированного переживающего нейрона ганглия моллюска. // Сб. науч. статей в 2-х кн., «Проблемы регуляции висцеральных функций» кн.1. - Минск: РИВШ. 2008. - С. 228-231.
  3. Сотников О.С., Луковникова М.В., Васягина Н.Ю., Лактионова А.А., Парамонова Н.М. Изменение нейронов моллюска при действии протеолитических ферментов. // Морфология.

    - 2009. - Т. 136, № 5. - С. 36-41. (Sotnikov O.S., Lukovnikova M.V., Vasyagina N.Yu., Laktionova A.A., Paramonova N.M. Neuron changes in a Mollusk in response to proteolitic enzymez. // Neuroscience and behavioral physiology. - 2010. - V. 40, № 7. - P. 773-778).

  4. Laktionova A.A. Enucleation of neuron. //Abstracts of IX East European Conference «Simple nervous system». - St. Peterburg, 2009. - P. 58.
  5. Лактионова А.А. Сотников О.С. Прижизненное исследование феномена «деления нейронов». // Морфология. - 2009. - Т. 136, № 4. - С. 87.
  6. Сотников О.С., Лактионова А.А., Соловьева И.А., Краснова Т.В. Деление или энуклеация нейронов. // Морфология. - 2009. - Т. 136, № 6. - С. 28-34. (Sotnikov O.S., Laktionova A.A., Solovieva I.A., Krasnova T.V. // Neuron division or enucleation. Neuroscience and behavioral physiology. // Morphology. - 2010. - V. 40, № 8. - Р. 841-847).
  7. Сотников О.С., Лактионова А.А., Парамонова Н.М. Доказательство синцитиальной связи и слияния нейронов. // Морфология. - 2010. - Т. 137, № 4. - С. 179.
  8. Лактионова А.А., Сотников О.С., Парамонова Н.М. Экспериментальное слияние нейронов. // Тез. Межд. Конгресса «Нейронаука для медицины и психологии». - Судак, 2010. - С. 188-189.
  9. Сотников О.С., Фомичев Н.И., Лактионова А.А., Арчакова Л.И., Краснова Т.В. Глионейрональные и глиальные синцитиальные цитоплазматические связи в периферических нервных стволах речного рака Astacus leptodactylus. // Ж. эвол. биох. и физиол. - 2010. - Т. 46, № 5. - С. 429-434.
  10. Сотников О.С., Лактионова А.А., Парамонова Н.М. Синцитиальная связь и экспериментальное слияние нейронов. // Тез. XXI Съезда физиологического общества им. И.П. Павлова. - Калуга, 2010. - С. 575-576.
  11. Сотников О.С., Лактионова А.А., Парамонова Н.М., Новаковская С.А. Модель слияния нейронов в культуре ткани. // Тез. конф. «Механизмы регуляции физиологических систем организма в процессе адаптации к условиям среды». - СПб, 2010. - С. 275.
  12. Лактионова А.А. Выделения кариопластов и цитопластов у нервных клеток под действием цитохалазина В. // Тез. конференции молодых ученых «Механизмы адаптации физиологических систем организма к факторам среды». - СПб, 2010. - С. 61.
  13. Сотников О.С., Лактионова А.А., Парамонова Н.М., Соловьева И.А. Экспериментальное моделирование и дискуссия о синцитиальных связях в нервной системе. // Морфология. - 2010. - Т. 138, №. 6. - С. 15-20.
  14. Сотников О.С., Лактионова А.А., Парамонова Н.М. Способ моделирования синцитиальных связей между клетками in vitro. Патент RU 2010 114371. Решение о выдаче патента 2011.05.30.
  15. Лактионова А.А. Синцитиальное слияние нервных клеток. // Тез. III Съезде физиологов СНГ. - Ялта, 2011. - С. 49.
  16. Сотников О.С., Фрумкина Л.Е., Лактионова А.А., Парамонова Н.М., Новаковская С.А. Двуядерные нейроны: синцитиальное слияние или амитоз. // Успехи физиол. наук. - 2011. - Т. 42, № 4. - С. 38-51.


Pages:     | 1 | 2 ||
 




Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.