ANATOMICAL AND HISTOLOGICAL ASPECTS OF THE EVOLUTIONARY MORPHOLOGY OF THE SPINAL NODES OF VERTEBRATES ANIMALIUM
DOI:
https://doi.org/10.35433/naturaljournal.1.2023.19-33Keywords:
phylogeny, anatomy, morphology, vertebrates, nerve cell, glial cells, neuroplasm, basophilic substance.Abstract
Using anatomical, histological, neurohistological and morphological research methods, the histomorphology of spinal cord nodes in a comparative anatomical series of vertebrates: bony fishes, amphibians, reptiles, birds and mammals, which differ in their motor activity and their place of existence in a certain environment, was clarified in the work. It has been established that in the process of phylogenesis, a certain structural and morphofunctional reorganization of the spinal nodes occurs. They differ in shape and size. Adaptation to various living conditions of animals was formed on the basis of changes in the density and size of neurocytes, an increase in the total number of gliocytes and perineuralneglia cells, and polymorphism in the degree of chromatophilia. Thus, according to neurohistological studies, it has been noted that the neurons of the spinal cord nodes of cold-blooded animals (pond frog, pond lizard) are characterized by a functional degree of relative polymorphism – chromatophilia. Impregnation of spinal cord nodes with silver nitrate in all studied animals revealed different intensity of staining of nerve cells (light, light-dark, dark), which is related to the specifics of species and age-related neuromorphology, the morpho-functional state of the nervous system and the type of higher nervous activity. An important issue of modern neuromorphology of animals is the study of spinal cord nodes, which play an important role as primary centers on the way to transmit sensory information from receptors to the central nervous system, providing appropriate reactions to the action of certain factors. The scientific article uses material that is a fragment of the research work of the adjacent departments "Development, morphology and histochemistry of animal organs in normal and pathological conditions", state registration number – 0120U100796. The obtained results of the research have an important general biological significance, which complements and expands the idea of certain regularities of spinal nodes, which relate to their structural organization and comparative characteristics at the cellular and tissue levels in vertebrate animals of various species.
References
Горальський Л. П., Сокульський І. М., Демус Н. В., Колеснік Н. Л. Порівняльно– гісто– та цитологічна характеристика спинного мозку і спинномозкових вузлів шийного і грудного відділів свійського собаки. Науковий вісник ЛНУВМБТ імені С.З. Ґжицького. 2016. Том 18. № 1. (65) Частина 2. С. 26–32.
Горальський Л. П., Хомич В. Т., Кононський О. І. Основи гістологічної техніки і морфофункціональні методи дослідження у нормі та при патології : навч. посіб. Житомир : Полісся. 2019. 288 с.
Западнюк В. И. К вопросу о возрастной периодизации лабораторных животных. Геронтология и гериатрия. Киев: из-во ин-та геронтологии АМН СССР. 1971. С. 433–438.
Ковалева Д. В. Морфометрическая характеристика нейронов спинномозговых и вегетативных узлов. Морфогенез органов и регулирующих систем в норме и эксперименте. Минск. 1985. С. 82–84.
Назарчук Г. О. Морфологічна та морфометрична характеристика спинномозкових вузлів курей у постнатальному періоді онтогенезу. Вісник ДАУ. 2008. № 1 (21). С. 113–118.
Назарчук Г. О. Особливості морфології грудних спинномозкових вузлів великої рогатої худоби та свиней. Науковий вісник ЛНУВМБТ імені С.З. Ґжицького. 2009. Том 11 № 2(41) Частина 2. С. 239–243.
Островський М. М. Морфофункціональний стан спинномозкових вузлів при корекції паклітаксел-індукованої нейропатії армадіном. Український журнал медицини, біології та спорту. 2019. Том 4. № 6 (22). С. 74–79. https://doi.org/10.26693/jmbs04.06.074
Северцов А. С. Внутривидовое разнообразие как причина эволюционной стабильности. Журнал общей биологии. 1990. Т. 51. № 5. С. 579–589.
Сисюк Ю. О., Карповський В. І., Журенко О. В., Данчук О. В., Постой Р. В. Зміни в вітамінній ланці антиоксидантної системи корів різних типів вищої нервової діяльності. Науковий вісник ЛНУ ветеринарної медицини та біотехнологій. 2017. 19(78). С. 81–85. https://doi: 10.15421/nvlvet7816.
Яблонська О. В. Використання лабораторних тварин у експериментах: метод. Вказівки. К.: Вид. центр НАУ. 2007. С. 3−16.
Alvarez-Buylla A., Kohwi M., Nguyen T. M., Merkle F. T. The heterogeneity of adult neural stem cells and the emerging complexity of their niche. Cold Spring Harbor symposia on quantitative biology. 2008. V. 73. Р. 357–365. https://doi.org/10.1101/sqb.2008.73.019
Braun K, Stach T. Morphology and evolution of the central nervous system in adult tunicates. Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research. 2018. V. 57(19). Р. 323–344. DOI:10.1111/jzs.12246
De Moraes E. R., Kushmerick C., Naves L. A. Morphological and functional diversity of first-order somatosensory neurons. Biophysical reviews. 2017. V. 9(5). Р. 847–856. https://doi.org/10.1007/s12551-017-0321-3
Horalskyi L. P., Kolesnik N. L., Sokulskiy I. M., Tsekhmistrenko S. I., Dunaievska O. F., Goralska I. Y. Morphology of spinal ganglia of different segmentary levels in the domestic dog. Regulatory Mechanismsin Biosystems. 2020. V. 11(4). Р. 501–505. https://doi:10.15421/022076
Kang S. W. Central Nervous System Associated With Light Perception and Physiological Responses of Birds. Frontiers in physiology. 2021. V. 12. 723454. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.723454
Khorooshi M., Hansen B.F., Kelling J. et al. Prenatal Localization of the dorsal root ganglion in different segments of the normal human vertebral column. Spine. 2001. V. 26, № 1. P. 1–5.
Kverková K., Marhounová L., Polonyiová A., Kocourek M., Zhang Y., Olkowicz S., Straková B., Pavelková Z., Vodička R., Frynta D., Němec P. The evolution of brain neuron numbers in amniotes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2022. V. 119(11). e2121624119. https://doi.org/10.1073/pnas.2121624119
Liebeskind B. J., Hillis D. M., Zakon H. H., Hofmann H. A. Complex Homology and the Evolution of Nervous Systems. Trends in ecology & evolution. 2016. V. 31(2). P. 127– 135. https://doi.org/10.1016/j.tree.2015.12.005
Medici T., Shortland P. J. Effects of peripheral nerve injury on parvalbumin expression in adult rat dorsal root ganglion neurons. BMC neuroscience. 2015. V. 16. 93. https://doi.org/10.1186/s12868-015-0232-9
Meltzer S., Santiago C., Sharma N., Ginty D. D. The cellular and molecular basis of somatosensory neuron development. Neuron. 2021. V. 109, Issue 23. Р. 3736–3757. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2021.09.004
Moore M. J, Sebastian J. A, Kolios M. C. Determination of cell nucleus-tocytoplasmic ratio using imaging flow cytometry and a combined ultrasound and photoacoustic technique: a comparison study. J Biomed Opt. 2019. V. 24(10). Р. 1–10. https:// doi:10.1117/1.JBO.24.10.106502 Pannese E., Ventura R., Bianchi R. Quantitative relationships between nerve and satellite cells in spinal ganglion: An electron microscopical study. The journal of comparative neurology. 1999. Vol. 160. № 4. P. 463–476.
Ribeiro F. F., Xapelli S. An Overview of Adult Neurogenesis. Advances in experimental medicine and biology. 2021. V. 1331. Р. 77–94. https://doi.org/10.1007/978-3-030-74046-7_7
Rubinow M.J., Juraska J.M. Neuron and glia number in the basolateral nucleus of the amygdala from prewraning through old age in male and female rats: a stereological study. The journal of comparative neurology. 2009. Vol. 512, № 6. P. 717–725.
Sokulskyi I. M., Goralskyi L. P., Kolesnik N. L., DunaievskaО. F., Radzіkhovsky N. L. Histostructure of the gray matter of the spinal cord in cattle (Bos Taurus). Ukrainian Journal of Veterinary and Agricultural Sciences. 2021. V. 4(3). P. 11–15. https://doi: 10.32718/ujvas4-3.02
Svahn A. J., Don E. K., Badrock A. P., Cole N. J., Graeber M. B., Yerbury J. J., Chung R., Morsch M. Nucleo-cytoplasmic transport of TDP-43 studied in real time: impaired microglia function leads to axonal spreading of TDP-43 in degenerating motor neurons. Acta neuropathologica. 2018. V. 136(3). P. 445–459. https://doi.org/10.1007/s00401-018-1875-2
Zhurenko O.V., Karpovskiy V.I., Danchuk О.V., Kravchenko-Dovga Yu.V. Тhe content of calcium and phosphorus in the blood of cows with a different tonus of the autonomic nervous system. Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies. 2018. V. 20(92). P. 8–12. https:// doi: 10.32718/nvlvet9202
