Medicina Veterinaria 2(1) 2003, 3-10 AFERENTNE UNERWIENIE GRUCZOŁU SUTKOWEGO SUKI Zbigniew Boratyński, Stanisław Flieger, Anna Zacharko, Bolesław Strzałka, Marcin Arciszewski, Małgorzata Matysek Streszczenie. Badania wykonano na 7 sukach, u których wykonano zabiegi doświadczalne polegające na jedno- lub obustronnym usunięciu poszczególnych kompleksów gruczołu sutkowego z pozostawieniem skóry. Pozostała, jedna suka stanowiła kontrolę doświadczenia. Wszystkie zwierzęta utrzymywano przy Ŝyciu przez okres 21 dni, następnie usypiano i pobierano do badań następujący materiał: pień mózgu, odcinek piersiowo- -lędźwiowo-krzyŝowy rdzenia kręgowego wraz z odpowiednimi zwojami rdzeniowymi, zwoje pnia sympatycznego, a takŝe następujące zwoje i sploty nerwowe jamy brzusznej i miednicznej: trzewny, krezkowy doczaszkowy, międzykrezkowy, krezkowy doogonowy, podbrzuszny i miedniczny. Pobrany materiał utrwalano w formaldehydzie, odwadniano w alkoholu, zatapiano w parafinie i następnie krojono na skrawki grubości 15 µm. Preparaty barwiono według metody Klüvera-Barrery oraz metody Nissla. Porównanie lokalizacji zmian wstecznych w neuronach u zwierząt doświadczalnych z lokalizacją podobnych zmian wywołanych przez sam zabieg operacyjny u zwierzęcia kontrolnego dało podstawę do ustalenia lokalizacji komórek nerwowych, będących źródłem wyjścia trzewno-czuciowych włókien nerwowych dochodzących do gruczołu sutkowego suki. Rezultaty badań wyraźnie wskazują, Ŝe włókna nerwowe aferentne (dośrodkowe) zaopatrujące gruczoł sutkowy suki pochodzą głównie z kompleksu zwojów rdzeniowych. Słowa kluczowe: gruczoł sutkowy, unerwienie aferentne, ośrodki nerwowe, suka WSTĘP Większość dotychczasowych badań ukierunkowana była na badanie dróg dojścia głównie autonomicznych (przywspółczulnych i współczulnych) włókien nerwowych do poszczególnych narządów jamy brzusznej lub miednicznej. Poznanie źródeł pochodzenia włókien nerwowych pozwala bowiem bardziej dokładnie określić ich wpływ na unerwiany narząd oraz ewentualny ich udział w regulacji nerwowo-hormonalnej. Natomiast dość często badania nad aferentnym unerwieniem gruczołu sutkowego były traktowane marginesowo lub przedstawiano je wyrywkowo, przy okazji wykonywania innych badań [Habel 1956, Linzell 1950]. W ostatnich latach przeprowadzono cykl badań nad lokalizacją ośrodków nerwowych (w tym takŝe czuciowych) dla narządów rozrodczych u owcy [Boratyński 1983, Grant Nr 5 PO6K 024 18
4 Z. Boratyński i in. Flieger 1977], krowy [Boratyński i in. 1993, Flieger i in. 1979a, 1984, Lassoie 1958, Welento i in. 1987b] i świni [Boratyński i in. 1988, Flieger i in. 1988a, 1988b, Welento i in. 1984, 1987a] oraz dla gruczołu sutkowego owcy [Flieger 1976] i krowy [Clair 1942, Flieger i in. 1979b]. Badania wykorzystujące techniki histochemiczne ostatecznie dowiodły obecności w obrębie gruczołu sutkowego szczurów [Poulain i Wakerley 1986], królików [Hebb i Linzell 1970], świni [Franke-Radowiecka i Wąsowicz 2001] czy teŝ kozy [Lukas i in. 1971, Lukasova i in. 1971] zakończeń włókien nerwowych o charakterze zarówno wegetatywnym, jak i czuciowym. W dostępnej literaturze nie spotkano do tej pory prac dotyczących całościowych badań nad lokalizacją trzewno- -czuciowych ośrodków nerwowych dla wspomnianego gruczołu u suki. Niniejsza praca jest drugą częścią cyklu badań poświęconych ustaleniu lokalizacji ośrodków nerwowych dla gruczołu sutkowego u suki. MATERIAŁ I METODY Badaniom eksperymentalnym poddano 8 suk. Wszystkie wspomniane zwierzęta były dojrzałe płciowo oraz przynajmniej po okresie jednej laktacji. W grupie zwierząt doświadczalnych u siedmiu zwierząt wykonywano zabiegi eksperymentalne polegające na jedno- lub obustronnym usunięciu poszczególnych kompleksów gruczołu sutkowego z pozostawieniem skóry. U suki nr 1 usunięto wszystkie pakiety gruczołu po jednej stronie, a u pozostałych zwierząt usuwano jednostronnie od 1 do 3 kompleksów grruczołowych (przednie, środkowe lub tylne). Pozostała, jedna suka stanowiła zwierzę kontrolne doświadczenia. W celu określenia wpływu samych zabiegów operacyjnych na powstanie dodatkowych zmian w układzie nerwowym, u suki kontrolnej dokonano operacji polegającej na przecięciu (w linii białej) skóry i tkanki podskórnej pokrywającej gruczoł sutkowy, dokładnie w miejscu usuwania miąŝszu gruczołowego u zwierząt doświadczalnych, z pozostawieniem nienaruszonej tkanki miąŝszowej tego narządu (zabieg symulowany). Wszystkie zabiegi wykonano według klasycznych metod chirurgicznych w znieczuleniu ogólnym i z wcześniejszą premedykacją. Wszystkie zwierzęta, zarówno doświadczalne, jak i kontrolne utrzymywano przy Ŝyciu przez okres 21 dni, następnie usypiano i pobierano do badań następujący materiał: pień mózgu, odcinek piersiowo-lędźwiowo-krzyŝowy rdzenia kręgowego wraz z odpowiednimi zwojami rdzeniowymi, zwoje pnia sympatycznego, a takŝe następujące zwoje i sploty nerwowe jamy brzusznej i miednicznej: trzewny, krezkowy doczaszkowy, międzykrezkowy, krezkowy doogonowy, podbrzuszny i miedniczny. Pobrany materiał utrwalano w formaldehydzie, odwadniano w alkoholu, zatapiano w parafinie i następnie krojono na skrawki grubości 15 µm. Tak uzyskane preparaty były barwione według metody Klüvera-Barrery oraz zmodyfikowanej metody Nissla. WYNIKI BADAŃ W wyniku przeprowadzonych doświadczeń w komórkach nerwowych powstały zmiany degeneracyjne. Przedstawione umiejscowienie zmian degeneracyjnych powstałych w wyniku przeprowadzonych eksperymentów pozwala stwierdzić, Ŝe czuciowe włókna nerwowe dochodzące do gruczołu sutkowego u suk pochodzą głównie ze zwojów rdzeniowych. Acta Sci. Pol.
Aferentne unerwienie gruczołu... 5 U wszystkich badanych suk doświadczalnych stwierdzono występowanie zmian degeneracyjnych w komórkach nerwowych zwojów rdzeniowych. Komórki zdegenerowane obserwowano we wszystkich zwojach rdzeniowych z neuromerów od Th 5 do S 3, z tym Ŝe usunięcie dwu przednich kompleksów gruczołu sutkowego spowodowało nasilenie występowania zmian wstecznych w komórkach zwojów rdzeniowych Th 7 Th 10 (znamiona degeneracji wykazywało około 1 2% wszystkich komórek zwojowych), przy usunięciu trzech środkowych kompleksów podobne nasilenie zmian degeneracyjnych stwierdzono w zwojach rdzeniowych neuromerów Th 9 L 2 (rys. 2 i 3), natomiast przy ekstyrpacji tylnych kompleksów większą liczbę komórek uwstecznionych zaobserwowano w zwojach od Th 13 do L 7. U jednej suki doświadczalnej zwiększoną liczbę komórek zmienionych obserwowano równieŝ w zwoju rdzeniowym S 1 (rys. 4). W pozostałych, krzyŝowych zwojach rdzeniowych (S 1 S 3 ) występowały tylko pojedyncze komórki zdegenerowane. Wszystkie komórki zdegenerowane charakteryzowały się ekscentrycznie połoŝonym, przesuniętym na obwód jądrem komórkowym, zaawansowaną chromatolizą tigroidu w cytoplazmie komórkowej oraz obrzmiałym, powiększonym ciałem komórki. Poza wyŝej opisanymi zmianami wstecznymi, często obserwowano równieŝ zwiększoną liczbę komórek glejowych wokół neuronów zwojowych wykazujących znamiona degeneracji. Zabieg przecięcia skóry u suki kontrolnej spowodował wystąpienie zmian wstecznych w komórkach nerwowych zwojów rdzeniowych oraz w bardzo nielicznych komórkach nucleus intermediomedialis w odcinku od Th 12 do L 2 rdzenia kręgowego. Komórki zdegenerowane obserwowano we wszystkich zwojach rdzeniowych w odcinku od Th 9 do S 1 3. W odróŝnieniu od zmian obserwowanych u zwierząt doświadczalnych, u suki kontrolnej najczęściej obserwowano tylko pojedyncze komórki zwojowe, które wykazywały znamiona degeneracji. Nasilenie zmian wstecznych w komórkach nerwowych zlokalizowanych na terenie rdzenia kręgowego było bardzo niewielkie. DYSKUSJA I PODSUMOWANIE Porównanie lokalizacji zmian wstecznych występujących w neuronach u zwierząt doświadczalnych z lokalizacją takich zmian wywołanych przez sam zabieg operacyjny u suki kontrolnej dało podstawę do ustalenia w miarę dokładnej lokalizacji komórek nerwowych, będących źródłem wyjścia trzewno-czuciowych włókien nerwowych dochodzących do gruczołu sutkowego u suki (rys. 5). Na podstawie dokonanych eksperymentów i przeprowadzonych obserwacji moŝna stwierdzić, Ŝe źródłem aferentnych włókien zaopatrujących gruczoł sutkowy suki są komórki zwojów rdzeniowych od Th 7 9 do L 6 lub S 1. Pogląd, Ŝe komórki zwojów rdzeniowych są głównym źródłem wyjścia włókien aferentnych dla gruczołu sutkowego potwierdzają takŝe w swoich histochemicznych badaniach inni autorzy [Franke- -Radowiecka i Wąsowicz 2001]. Medicina Veterinaria 2(1) 2003
6 Z. Boratyński i in. Rys. 1. Normalne komórki w zwoju rdzeniowym Fig. 1. Normal nerve cells in the spinal ganglion Rys. 2. Komórka zdegenerowana w zwoju rdzeniowym Th 10 Fig. 2. Degenerated nerve cell in the Th 10 spinal ganglion Rys. 3. Komórka zdegenerowana w zwoju rdzeniowym L 1 Fig. 3. Degenerated nerve cell in the L 1 spinal ganglion Rys. 4. Komórka zdegenerowana w zwoju rdzeniowym S 1 Fig. 4. Degenerated nerve cell in the spinal ganglion S 1 Acta Sci. Pol.
Aferentne unerwienie gruczołu... 7 Rys. 5. Schemat aferentnego unerwienia gruczołu sutkowego suki Fig. 5. Schematic representation of the afferent innervation of the mammary gland in female dog NaleŜy stwierdzić, Ŝe na przestrzeni kilku ostatnich lat szczególne zainteresowanie wielu autorów badających autonomiczny układ nerwowy koncentruje się równieŝ na przewodnictwie dróg doprowadzających, biegnących od najniŝszych pięter czucia narządowego do czuciowych ośrodków w korze mózgowej włącznie [Poulain i Wakerley 1986]. Wszelkiego rodzaju zaburzenia w normalnym funkcjonowaniu narządów Medicina Veterinaria 2(1) 2003
8 Z. Boratyński i in. wewnętrznych dostarczają przekonujących dowodów, Ŝe istnieją podniety trzewne dochodzące nie tylko do rdzenia, ale nawet i do świadomości [Flieger 1977, Welento i in. 1984]. Do unerwienia aferentnego narządów wewnętrznych, jak ukazują to publikacje szczególnie w zakresie medycyny ludzkiej [Eriksson i in. 1996], przywiązuje się niejednokrotnie większą wagę aniŝeli do unerwienia aferentnego, zwłaszcza w odniesieniu do zaburzeń w prawidłowym funkcjonowaniu systemu włókien czuciowych po uszkodzeniu lub poraŝeniu struktur tej części układu nerwowego autonomicznego. Zagadnienia czuciowego unerwienia narządów sprowadza się najczęściej do takich pojęć, jak: czucie trzewne, ból trzewny, aferentne przewodnictwo trzewne itp. [Flieger 1977, Flieger i in. 1979a, 1984]. Z przeprowadzonych doświadczeń i przedstawionych badań własnych wynika, Ŝe w porównaniu z innymi przebadanymi w tym kierunku zwierzętami, takimi jak owca [Flieger 1976] czy krowa [Clair 1942, Flieger i in. 1979b] lub świnia [Franke- -Radowiecka i Wąsowicz 2001], u suki zasięg unerwienia czuciowego, reprezentowany przez odpowiednie zwoje rdzeniowe, jest stosunkowo duŝy (największy, jak się wydaje jest u świni). I tak (według cytowanych powyŝej autorów) u owcy gruczoł sutkowy unerwiany jest przez zwoje rdzeniowe od Th 11 do S 1, u krowy ilość zwojów zaangaŝowanych w unerwienie omawianego gruczołu jest nieco większa od Th 7 do S 1, u świni największa od Th 4 do L 6, zaś u suki od Th 7 9 do L 6 lub S 1. Tak duŝy zasięg unerwienia czuciowego prawdopodobnie jest konsekwencją duŝej rozległości tego gruczołu u suki w porównaniu do jego wielkości i lokalizacji u innych zwierząt (z wyjątkiem świni). W uzupełnieniu naleŝy zauwaŝyć, Ŝe pozostałe zmiany wsteczne zaobserwowane u suki kontrolnej w rdzeniu kręgowym oraz w zwojach rdzeniowych są następstwem wykonania samego zabiegu operacyjnego polegającego na przecięciu skóry i mięśni. PIŚMIENNICTWO Boratyński Z., 1983. Autonomiczne zwoje nerwowe dodatkowe w nerwach dochodzących do narządów układu moczopłciowego tryka. Annales UMCS., sectio DD, 38, 45 58. Boratyński Z., Flieger S., Welento J., KrzyŜanowski J., Sławomirski J., 1988. Sources of het autonomic and afferent fibers to the uterine cervix in pig. Folia Morphol. (Warsz.), 47, 71 76. Boratyński Z., Welento J., Flieger S., Eustachiewicz R., Szalak M., KrzyŜanowski J., Sławomirski J., 1993. Ustalenie ośrodków nerwowych łechtaczki u krowy. Annales UMCS., sectio DD, 48, 63 69. Clair S.L.E., 1942. The nerve supply to the bovine mammary gland. Amer. J. Vet. Res., 3, 10 21. Eriksson M., Lind. B., Uvnas-Moberg K., Hokfelt T., 1996. Distribution and origin of peptide- -containig nerve fibres in the rat and human mammary gland. Histochemistry, 70, 227 254. Flieger S., 1976. Eksperymentalne badania nad lokalizacją ośrodków nerwowych gruczołu mlekowego u owcy. Annales UMCS., sectio DD, 31, 57 66. Flieger S., 1977. Eksperymentalne badania nad lokalizacją ośrodków nerwowych narządów płciowych u owcy. Pol. Arch. Wet., 20, 89 119. Flieger S., Boratyński Z., Welento J., Eustachiewicz R., Szalak M., KrzyŜanowski J., Sławomirski J., 1979a. Eksperymentalne badania nad lokalizacją ośrodków nerwowych szyjki macicy u krowy. Annales UMCS, sectio DD, 34, 35 46. Flieger S., Welento J., Boratyński Z., Eustachiewicz R., Szalak M., KrzyŜanowski J., Sławomirski J., 1979b. Badania eksperymentalne nad lokalizacją ośrodków nerwowych gruczołu mlekowego u krowy. Annales UMCS, sectio DD, 34, 47 60. Acta Sci. Pol.
Aferentne unerwienie gruczołu... 9 Flieger S., Boratyński Z., Welento J., Eustachiewicz R., Szalak M., KrzyŜanowski J., Sławomirski J., 1984. Eksperymentalne badania nad lokalizacją ośrodków nerwowych jajnika i jajowodu u krowy. Pol. Arch. Wet., 24, 261 273. Flieger S., Boratyński Z., Welento J., KrzyŜanowski J., Sławomirski J., 1988a. Sources of the Autonomic and Afferent Fibers to the Horns and Body of the Uterus in Pig. Folia Morphol. (Warszawa), 47, 77 82. Flieger S., Welento J., Boratyński Z., KrzyŜanowski J., Sławomirski J., 1988b. Sources of the autonomic and afferent fibers to the clitoris in pig. Folia Morphol. (Warszawa), 47, 83 88. Franke-Radowiecka A., Wąsowicz K., 2001. Adrenergic and cholinergic innervaton of the mammary gland in the pig. Anat. Histol. Embryol., 31, 3 7. Habel R.E., 1956. A source of error in het pudendal nerve block. J. Amer. Vet. Med. Ass., 128, 16 19. Hebb C., Linzell J.L., 1970. Innervation of the mammary gland. A histochemical study in the rabbit. Histochem. Journ., 2, 491 505. Lassoie L., 1958. La portion postérieure du systéme nerveux chez la běte bovine. Ann. de Med. Vet. (Brux.), 102, 529 534. Linzell J.L., 1950. Vasomotor nerve fibres to the mammary glands of the cat and dog. Quart. J. Exp. Physiol., 35, 295 302. Lukas Z., Lukasova J., Rysanek D., 1971. Histochemical studies on innervation of the mammary gland of goat (Capra hircus). I. Monoaminergic innervation. Z. Mikrosk. Anat. Forsch., 84, 219 224. Lukasova J., Lukas Z., Rysanek D., 1971. Histochemical studies on innervation of the mammary gland of goat (Capra hircus). II. Presence and localization of cholinesterases. Z. Mikrosk. Anat. Forsch., 84, 311 320. Poulain D.A., Wakerley J.B., 1986. Afferent projections from the mammary glands to the spinal cord in the lactating rat II. Electrophysiological responses of spinal neurons during stimulation of the nipples, including suckling. Neuroscience, 19, 511 521. Welento J., Flieger S., Boratyński Z., KrzyŜanowski J., Strzałka B., Sławomirski J., Szalak M., Eustachiewicz R., 1984. Experimental investigations on localization of the nerve centers concerned in the innervation of the ovary and the uterine tube in pig. Folia Morphol. (Warszawa), 43, 85 90. Welento J., Flieger S., Boratyński Z., KrzyŜanowski J., Sławomirski J., 1987a. Eksperymentalne badania nad lokalizacją ośrodków nerwowych narządów rozrodczych u świni. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 339, 73 88. Welento J., Szalak M., Flieger S., Eustachiewicz R., Boratyński Z., KrzyŜanowski J., Sławomirski J., 1987b. Badania doświadczalne nad lokalizacją ośrodków nerwowych macicy u krowy. Pol. Arch. Wet., 25, 297 305. AFFERENT INNERVATION OF THE MAMMARY GLAND IN FEMALE DOG Abstract. The study was performed on 7 female dogs, in which the experimental procedure depending on lateral or bilateral extirpation of the mammary gland complexes with leaving the skin was carried out. One dog constitued the control group. All animals were kept alive for 21 days, after which they were put to sleep and the following material was taken for further examination: the brain stem, the thoracic-lumbar-sacral part of the spinal cord with adeqate nerve ganglia, sympathetic trunk ganglia and the following ganglia and plexuses of abdominal and pelvic cavity: celiac, cranial mesenteric, intermesenteric, cau- Medicina Veterinaria 2(1) 2003
10 Z. Boratyński i in. dal mesenteric, hypogastric and pelvic. The material was fixed in formalin, dehydrated in alcohol and after embedding in paraffin cut into 15µm thick slides. The slides were stained according to Klőver-Barrera s method and Nissel s method. The comparison of the retrograde changes in neurons in the experimental animals with the localization of similar changes effected by the same operational procedure in the control animal gave rise to establishing of the localization of the nerve cells being the source of origin of visceralsensory neurons reaching the mammary gland in female dog. The results of the study point directly to the fact that afferent nerve fibres supporting the mammary gland in female dog come mainly from complex of spinal ganglia. Key words: mammary gland, afferent innervation, nerve centres, female dog Zbigniew Boratyński, Stanisław Flieger, Anna Zacharko, Bolesław Strzałka, Marcin Arciszewski, Małgorzata Matysek, Katedra Anatomii Zwierząt, Akademia Rolnicza w Lublinie, ul. Akademicka 12, 20-934 Lublin Acta Sci. Pol.