УЛЬТРАСТРУКТУРА НЕЙРОСЕКРЕТОРНИХ КЛІТИН

Тигроїд (субстанція Нісля) зустрічається у великій кількості і представлений переважно великими брилами-скупченнями рибонуклеопротеїдів. Тигроїд концентрується в периферичній зоні нейроплазми перікаріону, в якій розміщується добре розвинена ендоплазматична сітка (ергастоплазма). Поміж канальцями останньої зустрічаються скопичення вільних рибосом. Мітохондрії невеликі за розмірами, концентруються в ділянці комплексу Гольджі, а також в терміналях відростків. Зона Гольджі розміщується в перинуклеарній ділянці, переважно з одного боку ядра і представлена скопиченням гамма-цитомембран і вакуолей. Ядра нейросекреторних клітин мають у більшості випадків вигляд великих світлих пухирців округлої або витягнутої форми, з великими ядерцями (одним або кількома). В деяких випадках (особливо у костистих риб а також у молюсків і членистоногих) ядра нейросекреторних клітин відрізняються великим поліморфізмом. Їх обриси стають нерівними внаслідок виникнення вдавлень і виступів, часто пальцеподібної форми, а інколи ядра виявляються часточковими або навіть розгалуженими. Нерідко в нейросекреторних клітинах виявляється по 2 або 3 ядра, які вказують на амітотичний поділ.

Основною особливістю нейросекреторних клітин є наявність специфічних гранул (елементарних гранул), які містяться в різній кількості як у нейроплазмі перікаріону, так і у відростках (так звані тільця Херінга).

Нейросекреторні елементарні гранули варіюють за хімічним складом і забарвленням, але в переважній кількості випадків вони інтенсивно забарвлюються по Гоморі (хромовим гематоксиліном з дозабарвленням флоксином або альдегід-фуксином), тому часто позначаються як Гоморі-позитивні. Крім того, вони вибірково сприймають псевдоізоціанін, після чого виявляють інтенсивну вторинну флюоресценцію. Елементарні гранули, які виявляються в перікаріонах і у відростках нейросекреторних клітин, ідентичні тим, які, заповнюють терміналі цих відростків, акумулюються в задній долі гіпофіза і є носіями нейрогіпофізарних гормонів. Як правило, Гоморі-позитивні гранули відрізняються малими розмірами (від 500 до 2800 А у діаметрі), інколи пилеподібні. Вони складаються з білкового ядра, часто пов’язаного з полісахаридами. Таким чином, ці гранули за своєю хімічною будовою відносяться до ліпопротеїнових або ліпоглікопротеїнових комплексів. Завдяки нерідкій наявності полісахаридів у їх складі ці гранули в багатьох випадках дають позитивну PAS-реакцію.

Дрібні Гоморі-позитивні гранули (діаметром близько 100 нм в середньому) позначаються зазвичай як елементарні гранули або гранули першого типу. Ці гранули заповнюють як перікаріони нейросекреторних клітин супраоптичного і паравентрикулярного ядер, так і відростки цих клітин включно до терміналей. При посиленому виділенні вазопресину або окситоцину (наприклад, в умовах зневоднення організму), дії пілокарпіну, гістаміну або больового подразнення кількість елементарних гранул зменшується. Електричне подразнення, прикладене до нейросекреторних клітин, викликає зростання їх електричної активності і підсилене виділення секреторних продуктів, із елементарних гранул втрачається їх електроннощільний вміст, вони порожніють і поступово зникають. Подібним чином під час лактації уже протягом перших 15 хвилин смоктання більшість елементарних гранул виявляються пустими, але вже через годину після відняття дитинчати в них знову накопичується осміофільна субстанція, засвідчуючи, що не тільки її виділення, але й синтез і транспортування вздовж аксона здійснюється з великою швидкістю.

Порівняно великі Гоморі-позитивні гранули (різного розміру), легко розпізнавані в нейросекреторних клітинах навіть при малих збільшеннях світлового мікроскопу, в більшості випадку являють собою скопичення елементарних гранул. Але інколи в цих клітинах виявляються також й інші включення, які інтенсивно забарвлюються по Гоморі. В деяких випадках зустрічаються порівняно великі багатопухирцеві тільця або краплі, які нагадують колоїд розмірами 0,5 – 1,5 мк у діаметрі. У кішки в одних гранулах містяться елементарні гранули звичайного типу, в інших волокнах – гранули маленькі за розмірами, але відрізняються вони великою електронною щільністю.

За великі включення, які забарвлюються по Гоморі, інколи приймають ліпофусцинові гранули або лізосоми. Великі Гоморі-позитивні включення на відміну від дрібних елементарних гранул ліпідів у своєму складі зазвичай не містять.

Поряд з Гоморі-позитивним секретом у нейронах гіпоталамічних ядер у деяких випадках виявляються Гоморі-негативні або оксифільні гранули або краплі відносно великого розміру (діаметром від 0,5 до 30 мкм) винятково білкової природи. Вони позитивно реагують на тирозин, а також на дисульфідні і сульфгідрильні групи.

Хімічний склад Гоморі-позитивних гранул як ліпоглікопротеїдних комплексів, значно більш складний, ніж вазопресин і окситоцин, які є порівняно простими октапептидами, не можна ототожнювати з нейрогіпофізарними гормонами, а слід вважати лише носієм останніх, тим більше, що в деяких випадках неможливо відділити гормони від цих гранул. Зв’язок нейрогіпофізарних гормонів із Гоморі-позитивними гранулами можна уявити в наступному вигляді. Основою дрібних Гоморі-позитивних гранул є білок нейрофізин або протеїн Аше, з яким пухко з’єднується антидіуретичний гормон (вазопресин) і окситоцин. Слід відзначити, що в реакції з псевдоізоціаніном (яка вважається найбільш специфічною для нейросекрету, тому що виявляє найдрібніші гранули останнього) фарбуються фактично лише очищені білки, виділені із задньої долі гіпофіза (нейрофізін), тоді як при додаванні псевдоізоціаніну до розчину вазопресину або окситоцину, отриманих шляхом синтезу і, отже, вільними від нейрофізіну, флюоресценція не настає.

До комплексу нейрофізіну з вазопресином і окситоцином, який отримав назву протеїну ван Дейка, нерідко приєднуються полісахариди, а зовні вони покриваються фосфоліпідною мембраною.

Але якщо нейросекреторні гранули є тільки носіями, на яких акумулюються (можливо, інколи тільки адсорбуються) гормони, то ці включення, навіть при однаковій здатності забарвлюватись, можуть бути фізіологічно різними. Так, наприклад, далеко не всі включення, які виявляються в задній долі гіпофіза забарвленням по Гоморі, дають гістохімічну реакцію на аргінін, що вказувало б на наявність в них антідіуретину (вазопресину). На тій же підставі можливо припустити, що одні і ті ж нейросекреторні гранули, зберігаючи своє забарвлення по Гоморі, можуть нести на собі то один, то інший діючий початок залежно від загального стані організму і регуляторних впливів, які діють на підзгір’я в даний момент. З іншого боку, необхідно враховувати також можливість, що фізіологічно активні продукти, які виробляються нейросекреторними клітинами, інколи зв’язуються з цитоплазматичними включеннями іншої хімічної природи, ніж Гоморі-позитивні гранули, а тому мають інші тинкторіальні властивості.

Забарвлення нейросекреторних гранул не завжди лишається стабільним. Так, наприклад, гранули нейросекрету, який продукується ядрами надзорового і біляшлуночкового ядер, забарвлюються по Гоморі однаково як у перікаріонах, так і в аксонах і та закінченнях останніх. Але при забарвленні осмієвою кислотою з йодистим цинком (за методам Шамні – Кужара – Майє) інтенсивно забарвлюються тільки гранули, акумульовані в задній долі гіпофіза, тоді як гранули, які знаходяться в аксонах і в перікаріонах, сприймають це забарвлення слабко. У риб і амфібій гранули нейросекрету протягом різних сезонів року забарвлюються неоднаково. Такі коливання в тинкторіальних властивостях вказують, що стан (а, можливо, і хімічний склад) гранул нейросекрету може змінюватись, зокрема, під час їх руху по аксонах і накопичення в терміналях.

Нарешті, в деяких випадках, синтез діючих речовин нейросекреторними клітинами можлива взагалі без виділення гранул–носіїв. Так, наприклад, новонароджений щур відповідає на зневоднення чітким виділенням антидіуретичного гормону із задньої долі гіпофіза, а Гоморі-позитивні гранули в останній стають розпізнаваними у щурят лише на 4 – 6-й день після народження. Лише в міру посилення гормоноутворення нейросекреторні гранули починають досягати розмірів, при яких вони можуть розрізнятися в світловому мікроскопі. Подібним чином у ембріонального курчати антидіуретична активність підзгір’я може бути виявлена вже на десятий день розвитку, а Гоморі – позитивні гранули стають помітні не раніше 13 – 14-го дня інкубації.

Синтез білкового і глікопротеїдного нейросекрету передбачає високий вміст рибонуклеїнової кислоти в цитоплазмі нейросекреторних клітин. Дійсно, у них багато базофільного тигроїду, причому збільшення кількості останнього співпадає з поселенням гранулоутворення. Для синтезу оксифільного нейросекрету достатньо рибонуклеїнової кислоти тигроїду, а формування Гоморі – позитивних гранул, починаючись у ділянці добре розвиненої ендоплазматичної сітки (яка топографічно співпадає з локалізацією тигроїду), завершується в зоні Гольджі. Початок біосинтезу нейросекреторних пептидів пов’язаний із полірибосомами ендоплазматичної сітки (ергастоплазми), але потім субпродукти, що утворюються, переміщуються і концентруються в зоні Гольджі, де в близькому контакті клітинним ядром дозрівають у готові гранули нейросекрету. Про значення біляядерної ділянки в цих процесах біосинтезу свідчить скупчення тут мітохондрій, так як завершення утворення нейросекреторних гранул протікає, зі значною затратою енергії.

Таким чином, оформлені елементарні гранули вперше стають помітними біля ядра нейросекреторної клітини, а звідти розповсюджуються па нейроплазмі перікаріону до його периферії, збираючись при цьому в більші скупчення. Потім гранули нейросекрету зміщуються у відростки, по яким транспортуються включно до терміналей.