Организационно-методические указания по подготовительной части самостоятельной работы
Студенты, придя на практическое занятие, должны предварительно подготовиться по рекомендованной учебной литературе (см. Раздел III.Учебно-материальное обеспечение, литература), а также используя материалы лекции, прочитанной по расписанию.
Методические указания студентам по реализации целевых установок подготовки к занятию
В первую очередь студентам следует последовательно изучить общий план организации нервной ткани, затем подробно изучить строение и функции всех компонентов нервной ткани в следующей последовательности:
§ Развитие нейроглии, основные функции, классификация. Законспектировать ключевые моменты развития в рабочих тетрадях и подчеркнуть особенности глии центральной (макро-, микроглия) и периферической нервной системы (мантийные глиоциты, нейролеммоциты).
§ Изучить особенности строения и дифференцировки глиобластов.
§ Обратить особое внимание на микроскопическое устройство астроглии, олигодендроглии, микроглии, обратив внимание на строение глии периферической нервной системы – шванновские клетки. Зарисовать в альбоме.
§ Рассмотреть процессы дегенерации и регенерации нейроглии при повреждении.
Задачи на предстоящее занятие: студент должен быть подготовлен к занятию по теоретическому блоку (используя основную и дополнительную учебную литературу, а также конспективные материалы лекции по данной теме) для собеседования с преподавателем, написания программированного контроля и дальнейшего усвоения практического блока (микроскопирование и зарисовка гистологических микропрепаратов нейроглии). С собой на занятии необходимо иметь рабочую тетрадь, лекционный конспект, альбом, карандаши.
Вопросы и задачи для самоконтроля знаний
§ Дайте определение нейроглии.
§ Дайте классификацию нейроглии.
§ Охарактеризуйте виды, строение и функции микроглии.
§ Охарактеризуйте морфологию, виды, функции астроглии.
§ Охарактеризуйте морфологию олигодендроглии и периферической нейроглии, укажите локализацию и функции.
§ Дайте определение клеткам-сателлитам.
§ Охарактеризуйте процесс трансплантации глии.
V. Учебные материалы
ОПИСАНИЕ МИКРОПРЕПАРАТОВ
1. Нейроглия (демонстрационный). Импрегнация нитратом серебра по методу Гольджи.
При слабом увеличении на стезе заметны черные «жучки» - это ядросодержащие участки астроглиальной сети, называемые астроцитами. Ядросодержащие участки астроглии – астроциты – имеют ид черных звездчатых телец, внутри которых нечетко видны ядра астроглии. От клеток отходят множественные отростки – тонкие и длинные – отростки волокнистых. астроцитов, коротки и толстые – отростки протоплазматических астроцитов. В мозговой ткани видны капилляры, с которыми астроциты связаны отростками, представляющими собой сосудистые ножки и образующие булавовидные расщирения, соприкасающиеся со стенкой капилляров.
Необходимо найти участки капилляров, вокруг которых хорошо видны отростки астроцитов, внимательно рассмотреть их при большом увеличении и зарисовать эту часть среза.
ТАБЛИЦЫ, СХЕМЫ
Рис. 1. Взаимодействие нейронов и клеток нейроглии.
Рис. 2. Клетка микроглии.
Рис. 3. Взаимодействие нейронов, ковеносных сосудов и клеток астроглии.
Рис. 4. Взаимодействие нейронов с олигодендроцитами. Клетка микроглии.
МИКРОФОТОГРАФИИ
Рис. 1. Эпендимоциты в желудочках головного мозга (Я – эпендимоцитов; стрелками указаны отростки эпендимных клеток). Окраска гематоксилин-эозин. Увел. 600
Рис. 2. Астроциты (astr) и олигодендроциты (oligo). На микрофотографии виден апоптоз (а) глиоцита. Окраска толуидиновой синью. Увел. 600
Рис. 3. Астроглия: волокнистые астроциты, отростки которых контактируют с капиллярами (указаны стрелками). Импрегнация азотнокислым серебром. Увел. 600
А - гипертрофия и пролиферация астроцитов (тучные клетки Ниссля) в I слое коры средней лобной извилины. Окраска по Нисслю. Увел. 400
Б - разрежение слоя клеток-зерен, в котором имеется пролиферация астроцитов с крупными светлыми ядрами (указаны стрелками). Окраска гематоксилином и эозином. Увел. 1000
Рис. 5. Патологические изменения астроцитов.
Рис. 6. Реактивно измененные астроциты. Положительная ИГХ реакция с антителами к активированному фактору транскрипции NF-kB, который выявляется уже через 1 час после травмы и сохраняется до 1 год после. Увел. 750
Рис. 7. Посттравматический глио-мезодермальный рубец или реактивный глиоз (составлен из густого сплетения глиальных волокон и гипертрофированных астроцитов), в его петлях находятся макрофаги. Окраска по Масону. Увел. 200
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
1. На схеме представлены клетки нейроглии:
а - цилиндрической формы, имеющие на апикальной поверхности реснички;
б - мелкие с многочисленными отростками.
К какому типу глиоцитов относятся эти клетки?
Ответ: а – эпендимоциты, б – астроциты.
2. На препарате спинного мозга представлены два вида глиоцитов с многочисленными отростками. Первый вид глиоцитов: клетки имеют множество сильно разветвляющихся отростков, локализованы в сером веществе. Второй вид: имеют длинные слабоветвящиеся отростки, располагаются в белом веществе спинного мозга. К какому типу относятся глиоциты?
Ответ: Первые - к протоплазматическим астроцитам, вторые - к волокнистым
астроцитам.
3. На схеме представлены два вида глиоцитов. Первый вид глиоцитов имеет многочисленные отростки, второй – 2-3 коротких ветвящихся отростка. Клетки способны к амебовидному движению. К какому типу относятся глиоциты?
Ответ: Первые - к астроцитам, вторые - к глиальным макрофагам.
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАЧИ
1. Укажите источник развития клеток макроглии:
1. кожная эктодерма
2. нейроэктодерма
3. мезенхима
4. хорда
5. энтодерма
Ответ: 2
2. Как называются клетки нейроглии, способные к активному движению и фагоцитозу:
1. протоплазматические астроциты
2. волокнистые астроциты
3. леммоциты
4. микроглиоциты
5. эпендимоциты
Ответ: 4
3. Какие клетки глии выстилают желудочки головного мозга и спинномозговой канал?
1. протоплазматические астроциты
2. волокнистые астроциты
3. эпендимоциты
4. леммоциты
5. микроглиоциты
Ответ: 3
4. Укажите клетки глии, которые обеспечивают процесс регенерации нервных волокон:
1. эпендимоциты
2. волокнистые астроциты
3. протоплазматические астроциты
4. леммоциты
5. все выше перечисленные
Ответ: 4
5. Укажите источник развития клеток микроглии:
1. кожная эктодерма
2. нейроэктодерма
3. мезенхима
4. сомиты
5. энтодерма
Ответ: 2
6. Укажите клетки нейроглии, окружающие тело нейрона и выполняющие защитную и трофическую функции:
1. протоплазматические астроциты
2. волокнистые астроциты
3. леммоциты
4. мантийные глиоциты
5. эпендимоциты
Ответ: 4
7. Укажите клетки нейроглии, принимающие участие в создании гематоэнцефалического барьера и выполняющие опорную функцию в центральных органах нервной системы:
1. астроциты
2. мантийные глиоциты
3. леммоциты
4. микроглиоциты
5. эпендимоциты
Ответ: 1
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ БЛОК
Трансплантация глиальных клеток
За последние годы выполнены многочисленные работы по трансплантации клеток глии. Трансплантация глиальных клеток в ЦНС представляет собой экспериментальную модель, позволяющую исследовать взаимодействие между глиальными клетками ЦНС, шванновскими клетками и аксонами в ходе развития и после различных повреждений, а также при демиелинизирующих заболеваниях.
Трансплантация астроцитов
Изолированная трансплантация астроцитов производится из-за тормозящего действия олигодендроцитов на рост (регенерацию) аксонов. Аллотрансплантированные очищенные незрелые крысиные астроциты контактируют с кровеносными сосудами и подавляют образование глиальных рубцов, которые тормозят отрастание аксонов. В спинном мозге незрелые астроциты мигрируют билатерально на расстояние 55 мм со скоростью 0,72 мм/день. Зрелые астроциты имеют скорость перемещения в 2 раза меньшую, чем незрелые, и не препятствуют образованию рубца.
Трансплантация олигодендроцитов
Олигодендроциты мыши, трансплантированные в поврежденную область белого вещества спинного мозга крыс способны ремиелинизировать поврежденные аксоны.
Миелинобразующая способность (выживание, миграция и плотность миелинизации) олигодендроцитов зависит от возраста клеток и выше у олигодендроцитов, находящихся на самой ранней стадии дифференцировки.
При трансплантации глиальных клеток обнаружено, что олигодендроциты и астроциты взрослых животных могут возобновлять миграционную активность при пересадке в мозг более молодых животных. Пересаженные олигодендроциты способны устранять острые очаги демиелинизации даже у взрослых животных.
Трансплантация участков спинного мозга 15-18-суточных эмбрионов крыс в спинной мозг крыс с мутацией, обусловливающей дефицит миелина, приводит к появлению кластеров миелинизированных волокон.
Обнаружено, что, благодаря значительной пластичности популяции глиальных клеток у грызунов, олигодендроциты трансплантированные от взрослых животных в мозг более молодых, восстанавливают острые очаги демиелинизации через 15-20 суток.
При пересадке линий олигодендроцитов на разных стадиях их созревания в мозг новорожденных мышей и исследовании их способности переживать, размножаться и мигрировать, установлено, что каждая линия клеток мигрировала к различным областям мозга, что, очевидно, связано с тем, что олигодендроциты на определенных стадиях развития обладают различными наборами поверхностных молекул и рецепторов, способны отвечать на разные стимулы, существующие в мозге новорожденной мыши.
Трансплантация глиальных клеток является мощным инструментом в изучении их биологии. Олигодендроциты обладают лучшими ремиелинизирующими свойствами на ранних стадиях своего развития. Предшествующее культивирование клеток и их обработка фактором роста перед трансплантацией расширяют возможности трансплантации.
В самое последнее время установлено, что мозг взрослого животного и человека сохраняет потенциал миелинизации благодаря наличию в нем небольшого числа стволовых клеток.
Микроглия
Иммунная система мозга представлена 2 типами микроглиальных клеток: периваскулярными неразветвленными микроглиоцитами, заключенными в базальную мембрану, и разветвленными паренхиматозными микроглиоцитами. Разветвленная микроглия обладает высокоэффективной и неспецифической системой пиноцитоза, выполняющей функцию очистки жидкости в интерстициальных пространствах мозговой ткани, что позволяет ей активно вмешиваться во все процессы, происходящие на территории мозга.
Отростки микроглиальных клеток внедряются между астроцитарными ножками пограничной глии в 4,0-13,0% микрососудов мозга.
Под действием цитокинов, трофических факторов из астроцитов и факторов, влияющих на макрофаги, микроглия может обратимо трансформироваться в амебоидную (активированная), палочковидную (пролиферирующая) и разветвленную (покоящаяся) формы. Трансформацию амебоидной микроглии в разветвленную представляют следующим образом: миграция моноцита из кровеносного русла в пренатальном и раннем постнатальном периоде —> митоз —> разветвленная микроглия к 3-ей неделе после рождения.