Ανατομική μελέτη αγγειακών και κυτταρικών διαφορών μεταξύ του διαφραγματικού και του κροταφικού τμήματος του ιπποκάμπειου σχηματισμού του εγκεφάλου του επιμύος

Abstract

The present study examines comparatively vascular and cellular parameters of the septal and the temporal hippocampal formation of the rat brain. More specifically the density and the diameter of capillaries, of medium and large vessels, the density of astrocytic (GFAP-immunoreactive) elements and the number of nNOS-immunoreactive neurons were measured in all fields and layers of the two parts of the hippocampal formation. The number of asymmetrical and symmetrical synapses on the cell soma of nNOS-immunoreactive neurons of the field CA1 of hippocampus proper, the number of synapses on the cell soma of pyramidal neurons of the field CA1 and the number of asymmetrical synapses in the neuropil of stratum radiatum of the field CA1, were also comparatively counted. Blood vessels measurements were performed on hippocampal sections from animals transcardially perfused with India ink. All measurements of nNOS-neurons and astrocytes (GFAP positive) were performed on immunohistochemically stained sections. Electron microscopy was used to count synapses. All other parameters were measured using an optical microscope connected to a computer image analysis system. Comparison of the measured parameters in the septal and the temporal part of the hippocampal formation exhibit statistically significant differences in their vascular and cytological characteristics. The temporal part of the hippocampal formation exhibits higher vascular density and diameter, compared to the septal part. The density of capillaries is lower and the diameter of capillaries is higher in the temporal part of the hippocampal formation, compared to the septal part. The temporal part of the field CA1 exhibits higher vascular density and diameter and higher diameter of capillaries, compared to the septal part. The temporal part of stratum pyramidale of the field CA1 exhibits higher vascular density and diameter and capillary density and diameter, compared to the septal part. The temporal part of the field CA3 exhibits higher vascular diameter and lower capillary density, compared to the septal part. The temporal part of dentate gyrus exhibits higher vascular density and diameter and lower capillary density, compared to the septal part. The temporal part of the field CA3 exhibits lower density of GFAP- immunoreactive elements, compared to the septal part. Lower density of GFAP- immunoreactive elements is found also in the temporal part of stratum pyramidale of the fields CA1 and CA3, compared to the septal part. Less nNOS-immunoreactive neurons are found in the temporal part of stratum pyramidale of the field CA1, compared to the septal part and the septal part of stratum pyramidale of the field CA3, compared to the temporal part. Higher numbers of symmetrical synapses on the cell soma of nNOS-immunoreactive neurons in the field CA1 and in the stratum pyramidale of the same field are found in the temporal, compared to the septal part. Asymmetrical synapses in the neuropil of stratum radiatum of the field CA1 exhibit lower numbers in the temporal, compared to the septal part. The lower vascular density and diameter in the septal part of the field CA1 and in the stratum pyramidale of the same field, possibly contributes to the susceptibility of the septal, compared to the temporal part of the hippocampal formation, to ischemia. The lower capillary density of the temporal part of the field CA3, might play a part to the susceptibility of the temporal, compared to the septal hippocampal formation, to epilepsy.

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν συγκριτικά αγγειακά και κυτταρικά χαρακτηριστικά του διαφραγματικού και του κροταφικού τμήματος του ιπποκάμπειου σχηματισμού του εγκέφαλου του επίμυος. Πιο συγκεκριμένα, μετρήθηκαν σε όλα τα πεδία και τις στιβάδες των δύο τμημάτων του ιπποκάμπειου σχηματισμού η πυκνότητα και η διάμετρος των αιμοφόρων αγγείων συνολικά και αναλυτικότερα των τριχοειδών, των μεσαίου μεγέθους και των μεγάλου μεγέθους αγγείων, η πυκνότητα των αστροκυτταρικών (GFAP-ανοσοδραστικών) στοιχείων και ο αριθμός των nNOS-ανοσοδραστικών νευρώνων. Μετρήθηκαν επίσης συγκριτικά ο αριθμός των ασύμμετρων και των συμμετρικών συνάψεων στο κυτταρικό σώμα των nNOS-ανοσοδραστικών νευρώνων του πεδίου CA1 του κυρίως ιππόκαμπου, ο αριθμός των συνάψεων στο κυτταρικό σώμα των πυραμιδοειδών κυττάρων του πεδίου CA1 και ο αριθμός των ασύμμετρων συνάψεων στο νευροπίλημα της ακτινωτής στιβάδας του πεδίου CA1. Tα αιμοφόρα αγγεία μετρήθηκαν σε ιστολογικές τομές από ζώα που είχαν δεχθεί ενδοκαρδιακή έγχυση σινικής μελάνης. Η καταμέτρηση των GFAP- και των nNOS-κυτταρικών στοιχείων πραγματοποιήθηκε σε ιστολογικές τομές ανοσοκυτταροχημικά σημασμένες. Οι συνάψεις μετρήθηκαν με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Για τις υπόλοιπες μετρήσεις χρησιμοποιήθηκε οπτικό μικροσκόπιο και σύστημα ανάλυσης εικόνας σε ηλεκτρονικό υπολογιστή. Από τη σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ του διαφραγματικού και του κροταφικού τμήματος του ιπποκάμπειου σχηματισμού διαπιστώθηκε η ύπαρξη στατιστικά σημαντικών διαφορών για πολλές από τις παραμέτρους που μετρήθηκαν. Το κροταφικό τμήμα του ιπποκάμπειου σχηματισμού έχει πυκνότερο αγγειακό δίκτυο και αγγεία μεγαλύτερης διαμέτρου, σε σύγκριση με το διαφραγματικό τμήμα. Η πυκνότητα των τριχοειδών αγγείων είναι μικρότερη στο κροταφικό τμήμα του ιπποκάμπειου σχηματισμού, σε σύγκριση με το διαφραγματικό τμήμα, αλλά η διάμετρος τους είναι μεγαλύτερη. Το κροταφικό τμήμα του πεδίου CA1 εμφανίζει μεγαλύτερη πυκνότητα και διάμετρο αγγείων και μεγαλύτερη διάμετρο τριχοειδών αγγείων, σε σύγκριση με το διαφραγματικό τμήμα. Στη στιβάδα των πυραμιδοειδών κυττάρων του πεδίου CA1 το κροταφικό τμήμα εμφανίζει μεγαλύτερη πυκνότητα και διάμετρο αγγείων και μεγαλύτερη πυκνότητα και διάμετρο τριχοειδών αγγείων, σε σύγκριση με το διαφραγματικό τμήμα. Το κροταφικό τμήμα του πεδίου CA3 εμφανίζει μεγαλύτερη διάμετρο αγγείων και μικρότερη πυκνότητα τριχοειδών αγγείων, σε σύγκριση με το διαφραγματικό τμήμα. Το κροταφικό τμήμα της οδοντωτής έλικας εμφανίζει μεγαλύτερη πυκνότητα και διάμετρο αγγείων και μικρότερη πυκνότητα τριχοειδών αγγείων, σε σύγκριση με το διαφραγματικό τμήμα. Το κροταφικό τμήμα του πεδίου CA3 εμφανίζει μικρότερη πυκνότητα αστροκυτταρικών στοιχείων, σε σύγκριση με το διαφραγματικό τμήμα. Μικρότερη πυκνότητα αστροκυτταρικών στοιχείων παρατηρείται και στο κροταφικό τμήμα της στιβάδας των πυραμιδοειδών κυττάρων του πεδίου CA1 και του πεδίου CA3, σε σύγκριση με το διαφραγματικό τμήμα. Η πυκνότητα των nNOS-ανοσοδραστικών νευρώνων είναι μικρότερος στο κροταφικό τμήμα της στιβάδας των πυραμιδοειδών κυττάρων του πεδίου CA1, σε σύγκριση με το διαφραγματικό και στο διαφραγματικό τμήμα της στιβάδας των πυραμιδοειδών κυττάρων του πεδίου CA3, σε σύγκριση με το κροταφικό. Οι συμμετρικές συνάψεις στο κυτταρικό σώμα των nNOS-ανοσοδραστικών νευρώνων του πεδίου CA1 και της στιβάδας των πυραμιδοειδών κυττάρων του ίδιου πεδίου είναι περισσότερες στο κροταφικό, σε σύγκριση με το διαφραγματικό τμήμα.