4. 3. 2. Моноаминергические нейроны виноградной улитки

Виноградная улитка оказалась в числе первых объектов, к которым шведские гистохимики приложили метод Фалька и Хилларпа вскоре после его разработки. В то время дело ограничилось публикацией кратких тезисов, а полная работа вышла из печати в 1965 г. [141]. Авторы подтвердили известные к тому времени данные о высоком содержании в нервной системе моллюсков серотонина, обнаружили высокое содержание в ней дофамина и показали, что серотонин и дофамин локализованы в разных нейронах. Каждый из аминов обнаруживается в соматической цитоплазме соответствующей клетки, а также в клеточном отростке, причем наиболее высокая концентрация амина наблюдается в варикозных расширениях аксона в синаптическом нейропиле. Эта работа оказалась важным этапом на пути изучения медиаторной функции серотонина и дофамина в нервной системе моллюсков, но в ней совершенно отсутствовали топографические данные о моноаминергических нейронах и их синаптических терминалях.

Топографии моноаминергических элементов было посвящено наше исследование, проведённое совместно с А. В. Сахаровой. Ранее была опубликована лишь небольшая часть полученных данных, касающаяся церебрального ганглия [353], или приводились краткие ссылки на некоторые из результатов [54-56, 279].

Основное внимание было уделено ганглиям ЦНС, в которых локализацию клеток и волокон, проявляющих специфическую люминесценцию, проводили на серийных срезах. Таким же способом были исследованы буккальные ганглии и обе пары щупалец, в которых имеются чувствительные ганглии. Из периферических органов были изучены нога, пенис, мышца — ретрактор пениса (несерийные срезы), сердце (плёночные препараты).

Мы нашли, что распределение клеток и волокон, содержащих биогенные моноамины, имеет постоянный характер и закономерно сохраняется от особи к особи; не было отмечено каких-либо различий в этом отношении между двумя изученными видами виноградной улитки.

В ЦНС и на периферии имеются нервные элементы, проявляющие зелёное свечение, характерное для катехоламинов, и элементы с жёлтым свечением, характерным для серотонина. Условия реакции, при которых получено зелёное свечение, свидетельствуют о том, что оно обусловлено присутствием первичных катехоламинов. В самом деле, литературные данные по количественному определению биогенных аминов у моллюсков указывают на отсутствие адреналина в ЦНС виноградной улитки и других близких форм; первичные катехоламины представлены в основном дофамином, хотя имеются сведения о присутствии также и норадреналина [209, 260, 334].

Из исследованных отделов центральной нервной системы наиболее богаты биогенными аминами педальные ганглии и педальные доли церебральных ганглиев. Здесь расположены группы преимущественно мелких катехоламиновых нейронов; синаптический нейропиль этих областей проявляет исключительно яркое зелёное свечение. Нейроны этого химического типа закономерно встречаются также в букальных ганглиях и в ганглиях нижней пары щупалец. Клетки с жёлтым свечением найдены в церебральных и педальных ганглиях. Наконец, в ганглиях висцеральной дуги, относительно бедных биогенными аминами, имеется группа нейронов, дающих жёлтое свечение; утверждают, что у садовой улитки в соответствующих клетках содержатся два амина — дофамин и серотонин ([213]; см. также 6.7.).

Остановимся подробнее на топографии моноаминергических элементов. Как принято в литературе, мы будем называть «зелёными» клетки и волокна, содержащие первичный катехоламин (т. е. дофаминергические, но возможно, и норадренергические), и «жёлтыми» — нейроны, дающие свечение индоловой природы (здесь серотонинергические).

В церебральных ганглиях, которые более или менее симметричны, распределение свечения тоже имеет более или менее симметричный характер. Относительно крупные зелёные нейроны имеются только в плевральной доле каждого из ганглиев, в её дорзальной клеточной коре. Таких клеток всего несколько, они расположены более или менее компактной группой, причём одна из зелёных клеток лежит рядом с гигантским дорзальным нейроном. Аксоны этих клеток, войдя в нейропиль, образуют зоны крупных синаптических контактов. Создаётся впечатление, что эти аксоны дают ветви, нисходящие по церебро-плевральным коннективам в подглоточный комплекс ганглиев.

В общем крупные зелёные нейроны составляют очень небольшую часть нейронов, покрывающих дорзальную поверхность церебральных ганглиев. Гораздо более многочисленны клетки этого типа на вентральной стороне, где они составляют несколько компактных групп. Все эти группы мелких зелёных нейронов расположены во внутренних слоях клеточной коры, непосредственно у её границы с нейропилем, в который они посылают пучки своих аксонов. Эти клетки преимущественно находятся на границе между долями, в тех местах, где клеточная кора как бы вклинивается в волокнистое вещество ганглия.

Одна из таких групп лежит на границе между плевральной долей и процеребрумом; отходящие от неё зелёные волокна проходят по дорзальной поверхности процеребрума и входят в состав тентакулярного нерва. В нерве зелёные волокна собраны в пучок, который, войдя в тентакулярный ганглий, даёт на своём пути зоны яркого синаптического нейропиля. В дистальной части тентакулярного ганглия пучок распадается, участки зелёного нейропиля отмечаются во всех пальчатых выростах ганглия. Зелёные волокна прослеживаются на внутренней поверхности мышечной стенки щупальца, но в мышце — ретракторе щупальца таких волокон нет.

Другие группы мелких зелёных нейронов лежат у границы педальной доли с соседними долями церебрального ганглия — с плевральной и коммиссуральной. Крупное скопление таких клеток имеется в вентральной коре ганглия, где эти нейроны образуют свиту у гигантского вентрального нейрона; сам гигантский нейрон всегда проявляет жёлтое свечение.

Указанные группы мелких зелёных клеток являются источником исключительно яркого свечения, характерного для задней половины нейропиля педальной доли.

В отличие от метацеребрума, в процеребруме очень мало волокон с зелёным свечением и совсем нет клеток этого типа. Группа тонких зелёных волоконец прослеживается на границе между нейропилем и массой мелких, лишённых свечения нейронов, характерных для этого отдела ЦНС. Указанные волоконца посылают веточки в клеточную массу, где контактируют с телами мелких нейронов. Другие веточки дают редкую сеть синаптических варикозных расширений в нейропиле [рис. 14 в работе 353]. Результаты люминесцентно-гистохимического изучения процеребрума были подкреплены электронно-микроскопическими данными.

В частности, было показано, что нервные окончания, содержащие характерные для катехоламинов гранулы с плотным ядром, действительно образуют аксо-соматические контакты [352, 353].

В мезоцеребруме также нет клеток со специфическим свечением. К этому отделу церебрального ганглия подходит пучок зелёных волокон, окружающих густым сплетением начальную часть пучка волокон мезоцеребральных клеток.

Жёлтое свечение клеток и волокон, как уже сказано, обусловлено присутствием серотонина, который содержится в нервной системе улитки в значительных количествах [см. ссылки в 132, 166].

Клетки с жёлтым свечением, как и зелёные, имеются только в метацеребральной части каждого из церебральных ганглиев. Большое внимание многих исследователей привлекают содержащие серотонин парные гигантские нейроны, лежащие на вентральной поверхности ганглиев, — клетки ПЦ1 и ЛЦ1. Применение микрохимических методов и электронно-микроскопической гистохимии позволило установить, что желтое свечение этих клеток действительно обусловлено присутствием серотонина. Показано, что эти клетки, в отличие от других исследованных нейронов, способны синтезировать серотонин из 5-окситриптофана и что содержание в них серотонина снижается после перерезки тентакулярного нерва — источника тормозного синаптического притока к этим нейронам [137, 259, 263].

Кроме пары гигантских клеток, в церебральных ганглиях имеются скопления жёлтых клеток среднего размера. Они расположены в педальных долях ганглиев и их волокна образуют скопление варикозных пресинаптических расширений в прилегающей области метацеребрального нейропиля.

В педальных ганглиях элементы, проявляющие специфическое свечение, расположены также в основном симметрично. Немногие исключения из этого правила будут упомянуты. Остановимся сначала на клетках, содержащих катехоламины.

Для вентральной клеточной коры каждого из ганглиев характерно присутствие мелких зелёных нейронов. Они располагаются во внутренней части коры, у границы с нейропилем, и закономерно находятся в тех местах, где из ганглия выходят педальные нервы, иннервирующие ногу улитки. Отдельные мелкие зелёные клетки иногда видны в самих педальных нервах. Нейропиль вентральной части педальных ганглиев по яркости свечения и обилию зелёных волокон сравним с нейропилем педальной доли церебрального ганглия.

Дорзальнее этой области нейропиль расслаивается на тяжи волокон, богатые зелёным свечением, и зоны, свободные от него. В частности, на уровне передней (дорзальной) педальной комиссуры нейропиль разделён на медиальную и латеральную области, причем первая гораздо беднее зелёными волокнами, чем вторая, но и в медиальной области, вблизи комиссуры, имеются участки яркого зелёного нейропиля: На этом уровне в каждом ганглии обнаруживается одна относительно крупная зелёная клетка, лежащая рядом с нейропилем немного нейтральнее комиссуры. Пара ещё более крупных одиночных зелёных клеток расположена непосредственно на уровне комиссуры. Кроме того, в каждом ганглии здесь имеется группа мелких зелёных клеток, которые лежат не компактно, а вперемежку с более крупными нейронами, лишёнными специфического свечения. Эта группа простирается от нейропиля до поверхности клеточной коры.

В самой дорзальной части педальных ганглиев имеются четко локализованные небольшие островки очень яркого зелёного нейропиля. Здесь в правом ганглии у его переднего конца отмечена одна непарная относительно крупная зелёная клетка.

Обращает на себя внимание большое топографическое сходство в распределении нервных элементов, содержащих катехоламины, в педальных и церебральных ганглиях. Для вентральной части тех и других ганглиев характерно присутствие групп мелких зелёных нейронов у внутренней границы клеточной коры, а также сплошной зелёный нейропиль, для дорзальных областей — присутствие разрозненных относительно крупных зелёных нейронов в разных, в том числе и поверхностных участках клеточной коры, и лишь островки зелёного нейропиля. Маловероятно, что это просто случайное совпадение.

Жёлтые клетки педального ганглия, как правило, имеют средние размеры. Они собраны в группы, занимающие, во-первых, поверхность вентральной клеточной коры (в её медиальных и задних участках), а также расположенные у выхода церебро-педальных коннективов. Клетки с жёлтым свечением наблюдаются также в самом церебро-педальном коннективе (только в правом). Помимо этого, в педальных ганглиях имеются небольшие группы мелких жёлтых нейронов.

В ганглиях висцеральной дуги, как уже было отмечено, имеется группа клеток, проявляющих жёлтое свечение. У изученных нами видов в состав этой группы входят нейроны преимущественно небольших размеров, расположенные в пограничной области висцерального и правого париетального ганглиев. Топография этой группы несколько изменчива, обычно большая часть её расположена в правом париетальном ганглии, где нейронами этого типа окружены пучки волокон, идущие в оба правых мантийных нерва. Гигантские нейроны, которых много в этой области, как будто не входят в состав рассматриваемой группы клеток.

Зелёные волокна, наблюдающиеся в нейропиле ганглиев висцеральной дуги, по-видимому, приходят сюда через плевральные ганглии. Хотя в нервах, отходящих от висцеральной дуги, имеется немало зелёных волокон, неясно, можно ли их считать отростками зелёных клеток, находящихся на периферии. Во всяком случае, опыты с наложением лигатуры на висцеральный нерв показали, что материал, проявляющий свечение накапливается проксимальнее лигатуры,- следовательно, в этом нерве волокна идут из центра на периферию, а не наоборот [261], и, следовательно, их источником служат клетки, лежащие за пределами висцеральной дуги. Участки зелёного нейропиля находятся преимущественно в тех местах, откуда начинаются нервы. Особенно много зелёных варикозных волокон у выхода анального нерва и в его начальном участке. Беднее всех специфическим свечением нейропиль плевральных ганглиев, где имеется небольшое число транзитных зелёных волокон.

В буккальных ганглиях нами найдена симметричная парная группа зелёных клеток, расположенных в виде свиты рядом с одной из гигантских клеток в латеральной области каждого из ганглиев. В нейропиле много зелёных и жёлтых волокон.

Зелёные волокна в нижней паре щупалец в общем напоминают по своей локализации то, что выше описано для верхней пары (омматофоров). Однако в составе чувствительного ганглия нижних щупалец мы нашли компактную группу мелких зелёных нейронов, тогда как в верхних щупальцах зелёных клеток никогда не наблюдали.

В сердце чётко выявляются волокна со специфическим свечением, имеющим как будто жёлтый оттенок. Эти волокна, войдя в сердце, ветвятся и ветви их следуют вдоль сократимых элементов миокарда (как в предсердиях, так и в желудочке). Наши наблюдения, полученные на растянутых тотальных препаратах с помощью водного формальдегидного метода, соответствуют данным авторов, которые смотрели срезы и растянутые препараты сердца виноградной улитки, обработанные формальдегид-газом по Фальку и Хилларпу [110, 133].

Очень богато представлены зелёные нервные волокна в ноге и её дериватах — мышечной стенке пениса и в особой мышце, втягивающей этот орган (ретрактор пениса). Все три мышечных органа пронизаны зелёными волокнами; кроме того, имеются небольшие ярко светящиеся островки типа синаптического нейропиля, расположенные рядом с группами мелких нервных клеток, лишённых специфического свечения. Такие синаптические зоны особенно закономерно представлены в ноге и ретракторе пениса. Сравнимые наблюдения сделаны на этих мышечных органах хелицид авторами, применявшими газовый метод Фалька [100, 275а].

Напротив, другая ретракторная мышца головной части улитки — ретрактор омматофора — совершенно лишена нервных элементов, проявляющих специфическое свечение. Как уже было упомянуто, в омматофоре зелёные нервные волокна наблюдались нами только в наружной мышечной стенке, но не в ретракторе.