УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК, 2007, том 38, № 4, с. 103-105
ОБЗОРЫ И РЕЦЕНЗИИ
РЕЦЕНЗИЯ НА МОНОГРАФИЮ В.А. ОТЕЛЛИНА, Л.И. ХОЖАЙ, Н.Э. ОРДЯН "ПРЕНАТАЛЬНЫЕ СТРЕССОРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ И РАЗВИВАЮЩИЙСЯ ГОЛОВНОЙ МОЗГ. АДАПТИВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, НЕПОСРЕДСТВЕННЫЕ И ОТСРОЧЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ", Санкт-Петербург, Десятка, 2007. 237 с.
Рецензируемая монография восполняет имеющийся в специальной литературе пробел в отношении знаний клеточных механизмов реакций эмбрионального мозга в ответ на воздействие неблагоприятных факторов среды. Изучение внутриутробного развития головного мозга в последнее десятилетие в связи с резким ухудшением экологической обстановки в мире приобрело выраженную социальную мотивацию, диктующую интенсификацию фундаментальных и прикладных исследований.
В мировой литературе утвердилось мнение о формировании ряда нервно-психических и соматических заболеваний до рождения в результате воздействия неблагоприятных факторов среды на плод в утробе матери, а также болезней беременных матерей и приверженности их вредным привычкам (алкоголизм, наркомания, курение).
Авторы поставили перед собой задачу представить материалы собственных исследований структурных механизмов развития головного мозга после воздействий неблагоприятных факторов среды в эмбриональном периоде развития.
В физиологически обоснованных модельных экспериментах авторы изучали влияние стрессор-ных воздействий на беременных самок животных (различные виды гипоксии, радиационные воздействия, иммобилизационный стресс, воздействие медиатора и гормона стресса - серотонина и глюкокортикоидов) на формирование головного мозга в эмбриональном и в постнатальном периодах. Были установлены дозы стрессорных факторов, не вызывающие выраженных повреждающих эффектов, а использованные методы исследования (комплекс свето- и электронномик-роскопических, иммуноцитохимических, биохимических и физиологических методов), позволили не только маркировать типы клеток, но и процессы, протекающие в развивающемся и дефинитивном головном мозге в различные сроки после экспериментальных воздействий.
Пристального внимания заслуживают данные
0 непосредственных реакциях разных клеточных элементов эмбрионального мозга на воздействие стрессорных факторов в определенные периоды внутриутробного развития. В первые часы после воздействия в эмбриональной нервной ткани доминируют процессы гибели клеток и повреждения ядерных мембран. Впервые показано, что через 1 ч, например, после действия гипоксии на 13 эмбриональный день (£13) в развивающемся неокортексе и среднем мозге происходит гибель по типу апоптоза не только мигрирующих ней-робластов, но и клеток радиальной глии. Через
1 сут в цитоплазме оставшихся клеток повсеместно образуются очаги локальной дегенерации, которую авторы рассматривают как защитную реакцию, направленную на утилизацию погибших нейронов. При действии гипоксии на £19 гибели клеток по типу апоптоза не было замечено, но наблюдалась замедление дифференцировки слоев неокортекса и составляющих его клеток.
Выраженность проявлений повреждения структур в мозге эмбрионов после разных воздействий ослабевает к концу эмбриогенеза. При этом в большей мере, нежели процессы пролиферации и дифференцировки, нарушается миграция нейробластов. Наряду с такими повреждениями к концу эмбрионального периода формируются и защитные антигипоксические реакции мозга -усиление реакции глиальных клеток, инициация антигипоксических процессов, усиление активности NO-синтазы в сосудах мозга и снижение ее в нейронах.
Интересно, что пренатальные гипоксические воздействия приводят к заметному уменьшению числа NO-синтаза-содержащиx нервных клеток во всех отделах головного мозга крысят после рождения. Эндотелиоциты с аналогичной реакцией встречались преимущественно в стенках ар-териол. Эти результаты согласуются с ранее полученными авторами убедительными данными о том, что пренатальная гипоксия-ишемия подавля-
104
АКМАЕВ
ет экспрессию и активность синтазы окиси азота в головном мозге крысят, что справедливо расценивается как адаптивная реакция, направленная на подавление периокисных процессов, суппрес-сию каспазы-3 и активацию NO-ергическиx механизмов регуляции микроциркуляции, стимуляцию ангиогенеза после пренатальной гипоксии.
В постэмбриональном периоде онтогенеза гипоксия приводит к вазодилятации и ускорению мозгового кровотока, в которых ведущую роль играет оксид азота. Гипоксия сопровождается окислительным стрессом, в результате которого образуется большое количество активных форм кислорода (супероксидного аниона), обладающего мощным окислительным потенциалом, который, вступая в реакцию с N0 образует пероксинитрит, а ему свойственен нейротоксический эффект. Поэтому уменьшение числа N0-положительныx нервных клеток после гипоксии можно рассматривать как защитную реакцию.
Наблюдения авторов свидетельствуют о том, что и после рождения существуют периоды повышенной чувствительности к действию стрессор-ных факторов. В первые недели после рождения чувствительность ЦНС к гипоксии периодически изменяется. Если кратковременная гипоксия у крысят 15-дневного возраста не вызывала морфологических изменений в структурах мозга и нарушений в тестируемых формах поведенческих реакций, то такое же воздействие на 7-е и 10-е сут постнатального развития приводило к появлению морфологических перестроек вплоть до гибели значительного числа нейронов в определенных слоях неокортекса и к нарушению некоторых форм поведения животных.
У 7-дневных крысят, подвергнутых аналогичной гипоксии, в последующие сроки постнатального развития были выявлены глубокие деструктивные изменения в обонятельной, лимбической и двигательной зонах коры больших полушарий мозга. Они проявлялись преимущественно в ин-терстициальном отеке, появлении гиперхромных сморщенных клеток в средних слоях, гибели как отдельных нейронов (в частности, пирамидных), так и их групп, что особенно было выражено в поверхностных слоях коры. В гиппокампе подобные нарушения не были обнаружены, там преобладали процессы, которые можно расценивать как компенсаторные. В частности, в нейронах зубчатой фасции имели место перераспределение субстанции Ниссля к концу апикальных участков нейронов, просветление ядра, эксцентритет ядрышек.
Одновременно, по данным биохимического анализа, у 7-дневных крысят после гипоксическо-го воздействия снижалась продукция оксида азота в мозжечке и коре полушарий. Эту реакцию допустимо рассматривать как патологическую, учи-
тывая важную медиаторную функцию N0. У взрослых же крыс, подвергнутых такой же форме гипоксии, образование N0 в мозге, во всяком случае, в его стволовых структурах, увеличивалось. Эти факты указывают на недостаточность развития компенсаторных механизмов в раннем постнатальном периоде. Следует добавить к этому, что гипоксия у 10-дневных крысят не вызывала существенных изменений в описанных структурах мозга, но способствовала появлению патологических изменений в гиппокампе. Здесь резко возросло число хроматофильных нейронов, отмечалось распыление субстанции Ниссля, появлялись цитоплазматические вакуоли и клетки-тени.
В проведенных исследованиях показано, что наибольшие изменения в структурах коры большого мозга наблюдаются после воздействий стрессорных факторов, в частности гипоксии, на 13 день эмбрионального развития. Этот срок развития является критическим для переднего мозгового пузыря и характеризуется активным ростом клеток радиальной глии, образующих каркас для последующей направленной миграции нейробластов, а также началом активной пролиферации клеток, образующих собственно закладку неокортекса. Гипоксия, примененная в этот период развития, вызывает значительную гибель клеток по типу апоптоза, причем изменениям подвергаются не только мигрирующие нейробла-сты, но и клетки радиальной глии. Как показали исследования, гипоксия стимулирует апоптоз.
Отсутствие адаптивных реакций на этом сроке развития приводит к значительной апоптотиче-ской гибели клеток, хотя изучение экспрессии известных антиапоптозных маркеров - белков теплового шока HSP-70 и белка Ьс1-2 - показало, что как в контрольном мозге эмбриона, так и после внутриутробной гипоксии наблюдается высокий уровень экспрессии антиапоптозных факторов. В этих условиях гибель клеток по механизму апоптоза, по-видимому, объясняется значительной апоптогенностью действующего вредного фактора (гипоксии), а не избирательным нарушением собственной защитной системы клеток.
Итак, на основании скрупулезного анализа полученных результатов авторы пришли к заключению, что действие различных факторов (будь то гипоксия или дефицит серотонина, иммобили-зационный стресс или радиация) в определенные периоды эмбриогенеза вызывают сходные нарушения в развитии мозга, приводящие к формированию абнормальных структур, изменению клеточного состава и, вероятно, межнейронных связей, сочетающихся с отклонениями в мотивационно-эмоцио-нальном поведении после рождения.
Логическим продолжением разделов, описывающих непосредственные и отдаленные последствия повреждающих воздействий в разные сроки
РЕЦЕНЗИЯ НА МОНОГРАФИЮ В.А. ОТЕЛЛИНА, Л.И. ХОЖАЙ, Н.Э. ОРДЯН 105
эмбрионального периода на структурно-функциональные характеристики развивающегося и дефинитивного головного мозга, является глава, посвященная исследованиям нейроэндокринных механизмов действия пренатального стресса на адаптивные функции и поведение потомков. В этой главе приведены оригинальные данные, демонстрирующие гормональные перестройки в системе "мать-плод" в результате эмоционального стресса в последнюю треть беременности, которые затрагивают не только основные гормоны стресс-системы, но и половые стероидные гормоны, а также их метаболизм в мозге. Отмечается, что действие пренатального стресса на гормональную сферу продолжается и после рождения, проявляясь как в изменении содержания различных гормонов в крови, так и их рецепции и метаболизма в отдельных структурах головного мозга. Большое внимание в этой главе уделено изучению влияния пренатального стресса на формирование поведенческой и гормональной стрессорной реакции самцов и самок крыс в за
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.