Дмитрий Сахаров - Генеалогия нейронов

При всех своих замечательных свойствах метод Фалька-Хилларпа имеет и отрицательные стороны: он капризен, медлителен, трудоёмок. В связи с этим после его появления не прекращались попытки разработать более простую методику на той же или иной химической основе. Мной совместно с А. В. Сахаровой была, в частности, осуществлена разработка простого и быстрого «водного» метода, который как гистохимическая процедура существенно отличается от «газового» метода Фалька-Хилларпа [58, 59]. Нашу методику можно рассматривать, пожалуй, как развитие идеи, лежащей в основе старого метода Эренко для выявления норадреналина в замороженных срезах надпочечника. Мы изучили механизм водного метода и нашли, что в основе его лежат те же реакции, которые обеспечивают люминесценцию биогенных аминов в методе Фалька-Хилларпа [287]; это позволяет рассматривать все названные методы (Эренко, Фалька-Хилларпа и нашу водную методику) как варианты некоего единого по своему химическому механизму метода — метода формальдегидной конденсации.

Из сказанного вытекает, что результаты, полученные газовым и водным методами, должны быть одинаковыми, если методы обладают равной чувствительностью. Опыт использования того и другого метода показывает, что это в самом деле так. При локализации биогенных аминов в нервной системе прудовика мы применяли метод Фалька-Хилларпа в оригинальной прописи [286]; с тех пор мне неоднократно приходилось работать с тем же объектом водным методом, и я мог убедиться, что при всем различии процедур результаты реакции одинаковы. Простота водного метода позволила мне накопить большой сравнительный материал по топографии моноаминергических нервных элементов у разных гастропод, и этот материал совершенно сопоставим с литературными данными, полученными на тех же или других гастроподах с помощью газового метода (см. 5.). Водным методом получены и приводимые здесь собственные данные о моноаминергических нейронах виноградной улитки, тогда как почерпнутые из литературы дополнительные сведения взяты у авторов, работавших газовым методом.

К сожалению (или, может быть, к счастью), не во всех случаях варианты метода формальдегидной конденсации взаимозаменимы. На мозге теплокровных гистохимическая реакция блокируется при проведении её водным методом, а также некоторыми модификациями газового [287], но реакция идет до конца при применении оригинальной прописи метода Фалька и Хилларпа. Судя по некоторым сообщениям, у газового метода имеются свои ограничения. Так, в работе, один из авторов которой — крупнейший специалист по биогенным аминам беспозвоночных, мы читаем: «Метод Фалька и Хилларпа даёт обычно более успеха при изучении тканей наземных и пресноводных животных, чем когда его применяют на тканях морских животных (например, Aplysia)» [195, стр. 55]. О безуспешных попытках локализовать моноаминергические нейроны в ганглиях ап-лизии методом Фалька и Хилларпа мне известно и из личного сообщения американского нейробиолога Р. Мак-Камана. Между тем, работая водным методом на морских гастроподах, в том числе заднежаберных, мы не испытывали никаких трудностей (неизвестно, впрочем, как поведет себя водный метод с нервной тканью аплизии).

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).