The latest insights into the innervation of the digestive tube

Abstract

The question of the innervation of the digestive tube, which is one of the most difficult parts of the autonomic nervous system, has been in the center of attention of biologists for the last decade. Most recently, a number of works have appeared on the "enteric nervous system", as Langley called the Auerbach and Meissner plexus together.

Full Text

Вопрос об иннервации пищеварительной трубки, являющийся одним из наи­более трудных отделов автономной нервной системы, стоял в последнее десятиле­тие в центре внимания биологов. В самое последнее время появился целый ряд работ, посвященных „enteric nervous system“, как назвал Langley Ауэрбаховское и Мейсснеровское сплетение вместе. Я остановлюсь, главным образом, на морфологических исследованиях, которые, надо сказать, являются весьма много­численными и чрезвычайно интересными и выяснившими многие до сего времени неясные вопросы иннервации пищеварительного тракта, но вместе с тем и поста вившими новые вопросы, которые ждут своих исследователей. Большинство этих работ принадлежат русским авторам, особенно интересовавшимся изучением этого отде­ла автономной нервной системы. Из русских школ, работавших последние годы в этой области, я назову Харьковскую школу проф. В. П. Воробьева, Москов­скую школу проф. Б. Й. Лаврентьева и, наконец, Казанскую школу проф. А. Н. Миславского. Но прежде чем излагать результаты этих исследований, я должен хотя бы вкратце остановиться на классических работах выдающегося русского неврогистолога прошлого столетия А. С. Догеля. Работы Догеля являются той базой, на которой строятся все новейшие исследования в области автономной нервной системы.

Как известно, Догель установил три типа нервных клеток для перифѳри" ческой автономной нервной системы. Классификация Догеля основывается, главным образом, на длине и форме клеточных отростков. Первый тип—клетки округлой формы с многочисленными протоплазматическими отростками, которые невдалеке от клеточного тела быстро разветвляются и заканчиваются в пределах данного ганглия. Нейрит их представляет длинную, ровную, гладкую нить, которая покидает ганглий и может быть прослежена проходящей через несколько соседних нервных узлов. В результате терминальные веточки оканчиваются в гладкой мус­кулатуре и железах. Второй тип—количество дендритов ограничивается 5—8, длина их превосходит длину дендритов 1-го типа, они, как правило, уходят за пределы данного ганглия. Аксон—такая же длинная ровная нить, как и у клеток 1-го типа. Тело клеток имеет овальную форму. Третий тип встречается в пищеварительной трубке очень редко и поэтому его описание я опускаю. Но Догель не ограни­чился чисто морфологическим описанием, но помня, что форма всегда отражает функцию, строит чрезвычайно интересную гипотезу о физическом значении опи­санных им клеточных элементов. Клетки 1-го типа стоят, по мнению Догеля, в связи с цереброспинальными волокнами, аксон их оканчивается на элементах гладкой мускулатуры, отсюда Догель заключает, что они являются двигатель­ными элементами и поэтому называет их „моторными“ клетками. Дендриты кле­ток II-го типа доходят, по наблюдениям Догеля, до t. submucosa и даже t. mu­cosa propria и воспринимают там соответствующие раздражения, нейрит же их заканчивается перицеллюлярами на теле клеток 1-го типа. На основании этих наблюдений Догель предполагает, что они являются „чувствительными“ клетками и, кроме того, он получает возможность говорить б местной рефлекторной дуге, явлении чрезвычайно важном и необходимом для объяснения многих физиологи­ческих и клинических наблюдений. Вскоре все эти наблюдения Догеля, сделан­ные им на млекопитающих, были подтверждены его учеником Закусевым на пи­щеварительном тракте рыб. Кроме классификации клеточных элементов Догель, этот необычайно тонкий наблюдатель, еще тогда обратил внимание на то обстоя­тельство, что различные типы клеточных элементов различно участвуют в строе­нии ганглиев Ауэрбаховского и Мейсснеровского сплетения. Именно, в то время как ганглии Ауэрбаховского сплетения кишечника состоят преимущественно из элементов 1-го типа, в Мейсснеровском сплетении, наоборот, преобладающим является второй тип. Этим Догель положил, в сущности говоря, начало учению о цитоархитектонике автономной нервной системы пищеварительного тракта, учению, которое развил в своих последних работах Лаврентьев с своими учениками.

Затем Догель указал также и на то чрезвычайно важное обстоятельство, что элементы 1-го типа должны стоять в связи с цереброспинальными волокнами. Вот, помня это указание Догеля, а также общее положение Langley о строении эфферентной цепи автономной нервной системы из 2-х нейронов, Лаврен­тьев делает блестящие опыты с перерезкой n. vagi у собак. Перерезая n. vagus ниже ganglion nodosum, Лаврентьев оставлял животных на разные сроки, после того умерщвлял их и изучал ход дегенерирующих волокон при помощи серебря­ной методики (Bielschowsk y-Gross). Ему удалось обнаружить, что все мя­котные волокна находились в различных стадиях перерождения вплоть до их тер­минальных разветвлений. Он проследил их в нервных пучках, которые подходят к ганглиям, видел их перерождение в интерцеллюлярное сплетении. Он устано­вил, что перерождающиеся волокна интерцеллюлярного сплетения переходят в пе­рицеллюлярные аппараты на клетках 1-го типа Догеля и эти аппараты несут на себе те же самые следы дегенерации, что и производящее их волокно.

В этом пункте процесс дегенерации останавливается и постганглионарных волокна—нейриты ганглиозных клеток остаются совершенно нетронутыми. Это, конечно, очень важный момент, имеющий большое принципиальное значение. Факт остановки дегенерации на перицеллюлярных аппаратах является блестящим мор­фологическим доказательством одного из важнейших физиологических положений Langle у’я о перерыве преганглионарных волокон в периферических ганглиях. До сих пор никто пе мог показать этого на экспериментально-морфологическом материале и поэтому Ph. Stöhг до самого последнего времени утверждал, что Langlеу’евская гипотеза о перерыве не имеет никакого морфологического суб­страта. Перицеллюлярные аппараты были описаны на самых различных клетках автономной нервной системы выдающимися неврогистологами, как Ramon у Cajal, Догель, Арнштейн и целым рядом учеников последнего (Плошко, 'Смирнов, Тимофеев и др.), а также в новейшее время Лаврентьевым, Колосовым и Ивановым, С. Hill, Tiegs, А. Kuntz, R. Grewing, Іеонтович и многими другими.

Однако, несмотря на это, описанные образования вызвали сомнения со сто­роны некоторых неврогистологов. Может быть, этот скептицизм и имеет под собою некоторую почву, если принять во внимание несовершенство даже наших новей­ших методов исследования нервной системы, но все же не надо забывать, что они были обнаружены различными методами, как при помощи метиленовой сини, так и при помощи импрегнации серебром. Если вспомнить, что их описали великие мастера, творцы современных методов обработки нервной системы, как Ramon у Cajal, Догель и Арнштейн, то уже и тогда трудно было сом­неваться в наличии перицеллюлярных аппаратов. А после того как Лаврен­тьев представил экспериментальные доказательства, едва ли могут иметь место какие бы то ни было сомнения в этом отношении. С этого момента перерыв ва­гальных (цереброспинальных) волокон Ауэрбаховского сплетения долж­но считать твердо установленным.

Это предсказывал Догель, об этом говорил и Langley, но и этот послед­ний, создавший со своей никотиновой методой свое учение об автономной нервной системе, не мог высказаться определенно относительно разбираемого отдела, ибо те опыты, которые были им поставлены с Аndегsоп’ом, не дали им тех резуль­татов, которые обычно получаются с никотиновой методой в других частях авто­номной нервной системы. Никотин даже в больших дозах не парализует эффек­тов, которые могут быть получены раздражением волокон, выходящих из ganglion mesenter. inf.

Доказав наличие перерыва, Лаврентьев совершенно точно локализиро­вал его. указав, что волокна n. vagi прерываются или вернее связаны с клетками 1-го типа Догеля. Таким образом оправдалось предположение Догеля, сде­ланное им на основании чисто морфологических наблюдений. Далее в этой же работе Лаврентьев обращает внимание на количественные отношения клеточных элементов нервных ганглиев, залегающих в толще стенки пищевода. Уже здесь он указывает, что ганглии Ауэрбаховского сплетения пищевода состоят почти исключительно из элементов 1-го типа, в то время как в Мейсснеровском спле­тении преобладающим является второй тип. С этого момента он широко начинает развивать свое интересное учение о цитоархитектонике автономной нервной си­стемы пищеварительной трубки. В дальнейших работах цитоархитектоника разра­батывается для всех отделов пищеварительного тракта млекопитающих. Наблю­дения чрезвычайно любопытны и имеют, несомненно, большое теоретическое значение. Картина получается следующая. Ганглии Ауэрбаховского сплетения пищевода состоят только из элементов 1-го типа, в желудке первый тип яв­ляется преобладающим, но мы встречаемся и с клетками ІІ-го типа. В duode­num количество клеток II го типа возрастает, в jejunum их еще больше, и ileum их количество достигает до 50%. В толстых кишках картина снова меняется, І-й тип снова становится преобладающим и в rectum в области sphincter internus ганглии межмышечного сплетения имеют в своем составе так же, как и в пище­воде, только „моторные“ клетки І-го типа. Почти одинаковые результаты в смысле топографического распределения клеточных элементов получила в пищеваритель­ном тракте коровы одна из сотрудниц Лаврентьева—Соколова. Но при этом она отметила и некоторые отличия. Она между прочим указывает, что процентное отношение клеток ІІ-го типа у коровы много больше, чем у собаки. Если принять во внимание, что опыты с перерезкой n. erigens, сделанные также в лаборатории Лаврентьева, привели к тем же результатам, что и с n. vagus? т. е., что клетки I типа Ауэрбаховского сплетения recti связаны также с парасимпатикусом, то анализируя данные Соколовой, мы можем сказать, что п. vagus и п. erigens у коровы связаны с меньшим числом нервных элементов, не­жели у собаки. Это касается, по словам автора, главным образом n. erigens. Таким образом, на основании чисто морфологических данных, получается возможность довольно точно определить степень участия парасимпатикуса в иннервации того или иного отдела пищеварительной трубки.

Но кроме создания учения о цитоархитектонике автономной нервной си­стемы пищеварительного тракта, учения, приобретающего чрезвычайный интерес не только для биологов, но и для клиницистов, кроме доказательства принадлеж­ности клеток І-го типа До геля к парасимпатической системе, Лаврентьев дает еще описание некоторых весьма важных морфологических особенностей этих клеточных элементов. Я разумею здесь те „Dendritlamellen“, как назвал Лаврентьев те впервые им описанные характерные образования, которыми заканчиваются протоплазматические отростки клеток І-го типа. Дело в том, что большинство дендритов „моторных“ клеток на некотором расстоянии от клеточного тела начинает постепенно расширяться, переходя в конце концов в оригинально пластинчатые образования, обладающие очень нежным фибриллярным аппаратом. По мнению Лаврентьева, „Dendritlamellen“ являются окончаниями дендритов и приспособлением, увеличивающим воспринимающую поверхность клеточного тела. В скором времени „Dendritlamellen“ были описаны целым рядом авторов у самых различных представителей животного царства. Иванов описал их для пищева­рительного тракта птиц, Колосов и Иванов наблюдали их в весьма выражен­ной и оригинальной форме в желудке стерляди. Pb. Stöhr дает прекрасное опи­сание и рисунки этих образований для кишечника кролика. Он дал им назнание „Fibrilläre Verbreiterungen“ коротких отростков, что объясняется общими взгля­дами автора настроение автономной нервной системы. Автор является ревностным представителем синцитиального строения автономной нервной системы и поэтому отрицает всякую возможность дифференцировать клеточные отростки, т. е. разли­чать отдельно дендриты и аксоны, называя всякие попытки авторов к подобному разграничению лишенными какого бы то ни было основания. Как видно из его последней работы, он до сих пор различает „короткие отростки“, которых бывает много, и один или два длинных отростка. „Короткие отростки“—это дендриты авто­ров, длинный отросток—аксон. По мнению Ph. Stоhr’a „фибриллярные расши­рения“ или „Dendritlamellen“ Лаврентьева ни в коем случае нельзя считать окончаниями коротких отростков. Они не имеют резко очерченных границ и их нейроплазма постепенно*, не прерываясь, переходит в плазму окружающей ткани. Нейрофибриллярный аппарат рызрыхляется на краю „фибриллярного расширения“, приобретая нежное ячеистое строение. Этим фибриллярные расширения „ко­ротких отростков“ погружаются в окружающую ткань и весьма напоминают пери­терминальные сети Воeke. Ограничиваясь пока этими немногими замечаниями, я перейду к изложению результатов, полученных мною в совместных работах с Г. П. Забусовым и отчасти с И. Ф. Ивановым. Интересные данные Лаврен­тьева, как и вообще всякое научное исследование, нуждаются в проверке и дальнейшей разработке.

Наша лаборатория уже целый ряд лет работала в области автономной нерв­ной системы и, главным образом, по иннервации пищеварительного тракта. Целый ряд работ вышел из лаборатории по автономной нервной системе нисших позво­ночных-рептилий (Колосов и Забусов), рыб (Колосов и Иванов), птиц (Иванов, Колосов и 3абусов). На этих работах я останавливаться не буду, а коснусь их постольку, поскольку они связаны с последними нашими ра­ботами на человеке и голубях. Прежде всего я опишу те наблюдения, которые мы с Забусовым получили на пищеварительном тракте человека. В связи столь­ко что цитированными работами Лаврентьева, в связи с его интересным уче­нием о цитоархитектонике нервных ганглиев пищеварительного тракта у неко­торых млекопитающих, нас естественно интересовали цитоархитектоническиѳ отношения пищеварительной трубки человеческого организма.

Получив некоторые данные в этом направлении, мы столкнулись здесь с од­ним обстоятельством, которое позволило нам расширить наши наблюдения. Дело в том, что ряд пищеварительных трубок был взят от детей, погибших от пнеймонии. Просматривая первые же посеребренные препараты, мы сразу обратили внимание на громадное количество перерожденных волокон, являющихся в подав­ляющем большинстве случаев мякотными. Дегенерацию можно было совершенно свободно проследить до ее конечного пункта, именно до перицеллюлярных .аппа­ратов на клеточных элементах интрамуральных ганглиев. Мы имели перед собой совершенно те же картины, какие наблюдал Лаврентьев в своих экспери­ментах с перерезкой парасимпатических нервов. Таким образом, мы имеем перед собой как бы эксперимент, поставленный самой природой.

Наиболее интересным и благодарным материалом оказался пищевод, где мы сделали наблюдения, которые, как нам кажется, являются нелишенными интереса не только для биологов, но и для клиницистов. Наши данные по пищеводу каса­ются почти  исключительно Ауэрбаховского сплетения. При изучении ганглия этого последнего мы пришли к тому выводу, что клеточные элементы, входящие в состав этих ганглиев, принадлежат все без исключения к элементам 1-го типа Догеля, что вполне согласуется с наблюдениями Лаврентьева на собачьем пищеводе и данными Соколовой, полученными ею при исследовании межмы­шечного сплетения пищевода коровы. Иванов, в своей работе об иннервации пищеварительного тракта птиц, также указывает, что клетки Ауэрбаховского сплетения пищевода в большинстве случаев являются элементами 1-го типа. R. Grewing, работавший на человеческом материале, прямо говорит, что все клетки Ауэрбаховского сплетения пищевода человека нужно причислить к клет­кам 1-го типа. И, действительно, если считать, что „моторные“ клетки характе­ризуются многочисленными протоплазматическими быстро разветвляющимися от­ростками и длинным ровным нейритом, то мы не могли бы найти более типич­ных представителей 1-го типа. Отличить нейрит от дендритов не представляется никакой трудности. И хотя Ph. Stöhг, как это я уже указывал выше, не при­знает возможности дифференцировать отростки, указывая между прочим на то, что до сих пор еще никто не мог показать направление, ход и способ окончания „длинного отростка“, и, следовательно, называть его нейритом у нас не имеется никаких оснований, я все же смею указать, что его точка зрения едва ли может считаться в настоящее время правильной, так как целый ряд работ новейших авторов подтверждают старое мнение Cajal и Догеля. Укажу здесь на ра­боты С. Uill, Tiegs, Колосова и Забусова, Иванова, Колосова и Иванова, Соколовой и особенно экспериментальные работы Лав­рентьева. В своей работе о сердечных ганглиях Лаврентьев дает пре­красный рисунок маленького нервного узелка из левого предсердия кошки, где клетки, расположенные на границе с мускулатурой, посылают свои отростки в миокард, в котором они образуют конечные сплетения и тут же рядом второй рисунок моторных нервных окончаний в сердечной мышце. Аналогичные наблю­дения сделал "в свое время в Казанской гистологической лаборатории Н. Лавдовский, который, пользуясь методом золочения, проследил отростки клеток нервных узлов перегородки сердца лягушки и кролика до мускулатуры. В этой же лаборатории Плошко, одному из учеников Арнштейна, удалось наблюдать в "дыхательном горле собаки, как осевоцилиндрический отросток одной нервной клетки, покинув ганглий, достигает гладкой мускулатуры и, углубившись, оканчи­вается в ней. Это старый, но чрезвычайно поучительный пример.

Ганглии Ауэрбаховского сплетения желудка имеют тот же клеточный со­став, т. е. также состоят из элементов 1-го типа. В смысле дегенерации картина та же самая, что и в пищеводе. По аналогии с картинами Лаврентьева, а также на основании своих собственных опытов с перерезкой n. vagi у голубей Колосов и Забусов пришли к заключению, что перерожденные волокна, ко­торые наблюдались ими в пищеварительном тракте ребенка, являются волокнами n. vagi.

К сожалению, за недостатком места я не могу подробнее остановиться на этих наблюдениях. Мне еще хочется, хотя бы вкратце, изложить результаты опы­тов, произведенных Колосовым, Забусовым и Ивановым на голубях. Голубям производилось одно или двухсторонняя ваготомия. Сроки выживания от нескольких часов до 21 дня. Изучение хода дегенерации дали совершенно те же результаты, что и опыты Лаврентьева на собаке, а также наблюдения К о- лосова и Забусова иа человеческом материале, т. е. n. vagus и здесь свя­зан с элементами 1-го типа Догеля, ибо и здесь процесс дегенерации вагаль­ных волокон останавливался ва тех перицеллюлярных аппаратах, которые они образуют на этих клеточных элементах. Этот момент, как я уже указывал выше, имеет большое принципиальное значение, так как он является весьма сильным аргументом в пользу Langlеу’евского учения о строении автономной нервной системы из 2-х нейронов. Впервые экспериментально морфологическое доказатель­ство этого перерыва было представлено Лаврентьевым, а затем Т. De­Castro в его блестящей экспериментальной работе па симпатической нервной системе. Далее, на основании изучения громадного материала, авторы приходят к заключению, что в смысле цитоархитектоники картина пищеварительного тракта голубей в основном сходна с млекопитающими, но все же имеет некоторые свои оригинальные особенности.

Ганглии Ауэрбаховского сплетения пищевода, всех отделов желудка состоят почти исключительно из элементов 1-го типа. В 12 п. кишке отмечается присут­ствие „чувствительных44 Догелевских элементов. В Jejunum количество последних увеличивается. Конечный отдел ничем не отличается в смысле цитоархитектоники от пищевода.

При исследовании дегенерирующих волокон бросается в глаза то обстоя­тельство, что их количество далеко не соответствует количеству элементов 1-го типа, с которыми они должны быть связаны. Может быть, это объясняется феноменом мультипликации, о которой говорил Langley, т. е., что одно преганглионарное волокно может обслуживать несколько клеток периферического ганглия. Может быть, здесь играют роль его „intermediate mother cells“. Лаврентьев в своих работах склонен объяснять отмеченные явления фено­меном мультипликации. Но мне кажется, ио крайней мере для наших наблюдений, такое толкование не совсем удовлетворительным. Дело в том, что мультипликация в пищеварительном тракте птиц вовсе не так резко выражена, как это показал Лаврентьев для млекопитающих. Здесь, мне кажется, вполне возможно дру­гое объяснение. Догель, описывая 1-й тип, отмечал необыкновенное разнообра­зие клеточных форм этого типа. Вот с этим богатством форм столкнулись и мы при исследовании интрамуральной нервной системы пищеварительного тракта го­лубей. II мне кажется, что я не буду слишком смел, если скажу, что не все клетки 1-го типа связаны с парасимпатикусом, т. е. в данном случае n. vagus, как это склонен думать Лаврентьев. Пока это я высказываю это только в виде осторожного предположения, во во всяком случае некоторые наблюдения в этом направлении у нас имеются, и они заставляют нас думать несколько в другом направлении.