4. 4. Электронно-микроскопическое исследование
4. 4. 1. История вопроса
Выше уже отмечалось, что на ультраструктурном уровне химическая специфичность нервных клеток наиболее демонстративно выражается различиями в строении и внешнем виде секреторных органелл.
Появившаяся в 1963 г. статья Гершенфельда, посвящённая ультраструктуре синаптического нейропиля некоторых наземных пульмонат [164], была первой публикацией, наложившей определённый отпечаток на последующие работы других авторов.
Исследуя нейропиль улиток, Гершенфельд впервые столкнулся с трудностью, известной и в нейрогистологии позвоночных: на основании каких критериев считать контакты синаптическими? К началу 60-х годов электронные микроскописты, работавшие на позвоночных, выработали так называемую «классическую триаду» критериев: 1) наличие секреторных везикул в пре-синаптическом окончании; 2) скопление митохондрий там же; 3) уплотнение пре- и постсинаптической мембраны или одной из них в области активного контакта. Оказалось, что работая с гастроподами, опираться на эту триаду признаков весьма непросто.
Синаптический нейропиль в ганглиях гастропод представляет собой массу переплетающихся и контактирующих нервных волокон, почти не разделённых глией. Это вслед за Гершенфельдом обнаружили и другие авторы, работавшие с другими видами. Вот цитата из нашего с В. Л. Боровягиным электронно-микроскопического атласа нервной ткани тритонии [4]: «Нейропиль… на гистологических препаратах имеет вид плотного беспорядочного войлока, в который вкраплены отдельные, немногочисленные в сравнении с кортикальной зоной, ядра глии. На первой стадии ознакомления с электронно-микроскопическим материалом впечатление хаоса не ослабевает, а напротив ещё более усиливается. Волокна разного диаметра, идущие пучками и порознь, а иногда одно внутри другого; соприкосновения этих волокон, слишком частые для того, чтобы в каждом случае предполагать синаптические контакты; скопления различных, чаще всего разнородных везикул, нередко лежащие в каждом из двух соприкасающихся волокон — всё это создает впечатление, что сколько-нибудь обоснованная функциональная трактовка наблюдаемых картин невозможна» [стр. 22].
В этих словах определённо выражена растерянность перед трудно трактуемым материалом. Можно думать, что Гершенфельд тоже должен был её испытывать. Характерен пример с уплотнением мембран. Сейчас достаточно хорошо известно, что и у позвоночных далеко не все химические синапсы характеризуются этим признаком [см., например, 91], у беспозвоночных же он представлен лишь в редких случаях. «Уплотнения», продемонстрированные Гершенфельдом, скорее всего — случайные колебания плотности или артефакты, что хорошо видно при внимательном рассмотрении фотографий. С такой же предвзятостью был трактован Гершенфельдом вопрос о секреторных органеллах. Гершенфельд утверждал, что в нервных окончаниях имеется только три вида таких органелл: 1) прозрачные пузырьки диаметром 600 — 800 Å, 2) пузырьки диаметром 800 — 1100 Å, имеющие плотное зерно и 3) структуры типа элементарных нейросекреторных гранул диаметром 1200 — 1400 Å. В одних окончаниях, по словам Гершенфельда, имеются пузырьки только первого типа, в других они смешаны с пузырьками второго или третьего типа.
На самом деле, как будет показано в этой главе, секреторные пузырьки лёгочных улиток относятся к большому разнообразию хорошо различимых типов. Классификация, сделанная Гершенфельдом, была навязана знаниями об ультраструктуре нервной системы позвоночных. Нужно признать, что оценка, данная В. Л. Боровягиным и мной нейропилю тритонии, была немногим лучше. Мы писали в своём атласе:
«Здесь присутствуют электронноплотные, ограниченные мембраной крупные гранулы диаметром около 1000 — 1500 Å,… прозрачные пузырьки диаметром до 500 — 600 Å и пузырьки с плотным зерном, имеющим варьирующую плотность» [4, стр. 24]. Это утверждалось, несмотря на то, что на опубликованных нами фотографиях чётко видно, что разнообразие органелл необычайно велико и что, в частности, крупные гранулы различны в разных волокнах.
Последующие годы позволили во многом разобраться, решить ряд трудных вопросов и в значительной степени освободиться от указанного психологического препятствия — стремления подогнать данные под стандарт. Упомянем наиболее важные вопросы, подвергшиеся анализу.
Вопрос о месте синаптических контактов в ЦНС гастропод сначала решался с излишней категоричностью, когда в ряде работ было сделано заключение, что единственным местом контактов является синаптический нейропиль, тогда как аксо-соматических синапсов у гастропод не бывает. Вопрос этот с самого начала получил нездоровое развитие в связи с опубликованием А. Абрахамом статей о «перицеллюлярных синапсах», у аплизии [например, 72]. Профессор Абрахам любезно предоставил мне возможность ознакомиться с некоторыми своими препаратами, и у меня сложилось впечатление, что примененный им метод импрегнации выкрашивает межуточное вещество оболочки ганглия, в связи с которым и находится сеточка, окружающая тела нейронов. Категоричность выводов Абрахама, известного нейрогистолога, вызвала между тем противоположную реакцию у электронных микроскопистов, которые на том же объекте не смогли найти вокруг тел нейронов ничего, кроме сателлитной глии. Точно так же, только сателлитную глию, находили в окружении тел нейронов авторы, исследовавшие лёгочных и голожаберных моллюсков, в том числе тритонию (см. библиографию в [4]).