авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Роль поясного пучка мозга в реализации ноцицептивных реакций у крыс

На правах рукописи

Никенина Екатерина Валерьевна

РОЛЬ ПОЯСНОГО ПУЧКА

МОЗГА В РЕАЛИЗАЦИИ НОЦИЦЕПТИВНЫХ

РЕАКЦИЙ У КРЫС

03.03.01 - Физиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Москва - 2010

Работа выполнена в Учреждении Российской академии медицинских наук НИИ нормальной

физиологии имени П.К. Анохина РАМН, г. Москва.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук Абрамов Юрий Борисович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Будылина Софья Михайловна доктор биологических наук Джебраилова Тамара Джебраиловна

Ведущая организация: Учреждение Российской академии медицинских наук НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН.

марта

Защита состоится «_» _ 2010 г. на заседании диссертационного совета Д.

001.008.01 при Учреждении Российской Академии медицинских наук НИИ нормальной физиологии имени П.К. Анохина по адресу: 125009, г. Москва, ул. Моховая, д. 11, стр. 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской Академии медицинских наук НИИ нормальной физиологии имени П.К. Анохина.

12 февраля Автореферат разослан «»_2010 года.

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат медицинских наук В.А. Гуменюк

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Распространенность хронических болевых синдромов составляет от 11,8 до 82%, часть из которых не поддается медикаментозному лечению, включающему наркотические анальгетики [Исакова М.Е., 2003;

Павленко C.C. и др., 2005]. В связи с этим ведется поиск альтернативных методов лечения некупируемых болей, одним из которых является воздействие на различные структуры мозга.

В настоящее время особое внимание в изучении ноцицептивных процессов привлекает поясная извилина мозга. Полагают, что эта структура участвует в различных проявлениях ноцицептивных реакций, особенно, эмоциональных [Fellgiebel A., 2005;

Vogt B.A., 2005;

Судаков С.К., 2006;

Zhang Y., 2007].

Имеются данные, свидетельствующие о том, что различные манипуляции с поясной областью головного мозга приводят к снижению хронических болей [Ballantine H. T. еt al., 1967;

Hurt A. and Ballantine H. T., 1974;

Corkin S.,1980;

Gybels J. M. and Sweet W. H., 1989;

Davis K. D., 1994;

Vogt B. A., 2005 и др.]. Этот факт, её поверхностное анатомическое расположение, а также отсутствие достаточных данных о роли этой структуры в механизмах ноцицепции побуждает исследователей к подробному исследованию данной зоны на предмет подавления или снижения страданий при тяжелых болях. В связи с этим, актуальным является экспериментальное изучение различных воздействий на участки поясной области мозга. До сих пор открыт вопрос выбора оптимальной мишени в зонах поясной коры и поясного пучка (Cg), воздействия на которую будут обеспечивать максимальный аналгетический эффект. Не раскрыты нейрофизиологические механизмы участия поясной коры и поясного пучка в ноцицептивных реакциях. В подавляющем большинстве работ для оценки аналгетического действия авторы используют ограниченное число тестов без комплексного изучения различных компонентов болевой реакции. Таким образом, поясная область головного представляет собой основу для фундаментальных исследований в области ноцицепции.

Целью настоящей работы явился анализ компонентов ноцицептивной реакции при различных воздействиях на поясную кору и поясной пучок мозга у крыс.

Задачи исследования:

1. Изучить перцептуальный и эмоциональный компоненты ноцицепции после одностороннего разрушения поясной коры и поясного пучка мозга у крыс. Провести сравнительный анализ изменений перцептуального и эмоционального компонентов ноцицепции.

2. Исследовать эффекты одностороннего разрушения заднего отдела поясного пучка мозга с максимальным антиноцицептивным эффектом с учетом вегетативного и когнитивного компонентов ноцицепции у крыс.

3. Исследовать локальные механизмы антиноцицептивного эффекта после разрушения заднего отдела поясного пучка мозга у крыс.

4. Сопоставить индивидуально-типологические особенности животных с эффектами разрушения заднего отдела поясного пучка мозга у крыс.

Научная новизна. В данной работе при исследовании передней поясной коры (поля 24b), переднего и заднего отделов поясного пучка впервые показано, что задний отдел поясного пучка относится к области представительства поясных структур головного мозга, разрушение (электрокоагуляция) которой обеспечивает максимальный антиноцицептивный эффект, снижая эмоциональный компонент ноцицептивной реакции у крыс.

Впервые проведен комплексный анализ эмоционального, перцептуального, вегетативного и когнитивного компонентов ноцицептивной реакции при одностороннем разрушении заднего отдела поясного пучка мозга у крыс.

Выделены нейромедиаторный и иммунный механизмы, лежащие в основе развития антиноцицептивного эффекта после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка. Установлен существенный вклад иммунных процессов в формирование антиноциноцицептивного эффекта при электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс.

Теоретическая и практическая значимость работы. Показано, что ведущим эффектом разрушения (электрокоагуляции) поясного пучка мозга является угнетение эмоциональной реакции на ноцицептивную стимуляцию наряду с сохранностью перцептуального компонента ноцицепции. Появление у крыс аверсивных реакций на индифферентные раздражители по типу аллодонии рассматривается как системный компенсаторный ответ в условиях эмоционального дефицита боли. Выявлено, что электрокоагуляция заднего отдела поясного пучка, в сравнении с электростимуляцией или местной анестезией того же участка, наиболее выражено подавляет эмоциональную ноцицептивную реакцию у крыс. Установлено, что снижение эмоциональной ноцицептивной реакции после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга обеспечивается зоной ирритации, разрушенными волокнами и включением иммунных процессов в результате повреждения нервной ткани.

При этом показано участие нейромедиаторных (опиатного и серотонинового) звеньев. Выявлена защитная роль иммуномодулятора имунофана, системное введение которого устраняет эффект аллодонии, что может быть использовано для лечения последствий локальных повреждений структур мозга.

Задний отдел поясного пучка мозга можно рассматривать в качестве потенциальной мишени для поиска новых средств, в том числе и локальных физических воздействий с целью лечения тяжелых хронических болей.

Основные положения, выносимые на защиту:

Задний отдел поясного пучка мозга крыс среди прочих участков поясной области (переднего отдела поясного пучка и передней поясной коры) наиболее вовлечен в эмоциональный, когнитивный и вегетативный компоненты ноцицепции, но не участвует в перцептуальном компоненте ноцицепции.

Антиноцицептивное действие электрокоагуляции поясного пучка обеспечивается наличием разрушенной ткани, зоной ирритации при участии иммунного, опиатного и серотонинового механизмов.

Апробация работы. Результаты исследований в виде докладов доложены на IV научной конференции с международным участием «Нейроиммунопатология» (11.05.2006), Х научной конференции молодых ученых (12.10.2006), ХХ съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (05.06.2007), конференции с международным участием "Структурно функциональные, нейрохимические и иммунохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга" (25.10.2007), V конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины». Москва, 21.05.2008, ХIII школе конференции молодых ученых по нейрофизиологии и высшей нервной деятельности (14.10.2009).

Публикации. По теме работы опубликовано 14 научных работ. В том числе: статьи в журналах из списка ВАК – 5, статьи в сборниках – 1, тезисы докладов конференций – 8.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на страницах компьютерного набора, содержит 15 таблиц, 21 рисунок и состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания методов исследования (глава 2), изложения результатов исследования (глава 3), обсуждения полученных результатов (глава 4), выводов, библиографического указателя (121 источников, в том числе, 43 на русском и 78 на английском языках).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Эксперименты проведены на 121 взрослых белых крысах-самцах массой 250-300г.

Оценку индивидуально-типологических особенностей крыс проводили по коэффициенту устойчивости к стрессу (КУС) в тесте «открытое поле»

[Коплик Е.В., 2002].

Электрокоагуляцию поясного пучка и коры проводили под кетаминовым наркозом (в дозе 10 мг/кг в объеме 0,9 - 1,0 мл оффицинального раствора) по координатам стереотаксического атласа крысы [Paxinos G. and Watson C., 1996] в ростральном отделе (каудально от брегмы - 0,5 мм, латерально от срединного шва - 1 мм), в каудальном отделе поясного пучка (каудально от брегмы - 4,3мм, латерально от срединного шва - 1мм,) и в передней поясной коре (рострально от брегмы – 3мм, латеральнее срединного шва – 0,5 мм) с помощью стереотаксической установки TSE systems (Германия). Коагулирующий биполярный электрод опускали на глубину 2мм - в случае поясного пучка, на 2,5 мм - в случае поясной коры. Электрокоагуляцию осуществляли постоянным током 0,5 мА в течение 20-25 с.

Гистологический контроль зоны повреждения проводили методом окрашивания срезов мозга крезилвиолетом.

Перцептуальный компонент ноцицепции оценивали в секундах по латентному периоду реакции отведения хвоста (ЛП РОХ) крысы в ответ на свето-термальное раздражение методом «tail flick» на приборе модели DS фирмы « Ugo Basile» (Италия). ЛП РОХ вычисляли по среднему показателю за 6 предъявлений, осуществляемых через каждые 4-5 минут.

Эмоциональный компонент ноцицепции определяли по порогу вокализации (ПВ), измеряемому в мА, в ответ на электрокожное раздражение хвоста (ЭКР) электрическим стимулятором Nihon Kohden (длительность импульса - 0,5 мс, частота -10 имп/с). Электрический ток подавали от 0.1 мА до появления реакции вокализации (писка).

Вегетативный компонент ноцицепции анализировали по изменению частоты кардиоритма. При выполнении тестов ЭКР и «tail flick»

регистрировали электрокардиограмму.

Для изучения кардиоинтервалов во время ЭКР применяли стандартный метод анализа кардиоритма по средним длительностям RR -интервалов.

Дополнительно для анализа использовали метод построения кардиоинтервалограмм, или ритмограмм. Изменения кардиоинтервалов при проведении «tail flick» - теста оценивали по ритмограммам.

Когнитивный компонент ноцицепции исследовали по ЛП РОХ методом «tail flick», а также выработке поведения активного избегания электрокожного ноцицептивного раздражения конечностей в «челночной» камере на приборе «био-тест».

После тестирования методом «tail flick» у всех животных подсчитывали количество минимальных ЛП РОХ, приходящихся на каждое из предъявлений.

Определяли исходные перцептуальный, эмоциональный, вегетативный и когнитивный компоненты ноцицептивной реакции и через четверо суток с учетом восстановительного (послеоперационного) периода.

Электрическую стимуляцию поясного пучка осуществляли импульсным током (длительность импульса 0,5 мс, частота 200 имп/с, сила тока- 0.2 мА, время раздражения – 20 с).

В ряде опытов использовали введение препаратов. Лидокаин - (2 Диэтиламино)-N-(2,6-диметилфенил) ацетамид. Оказывает местноанестезирующее действие, снижая проницаемость нейрональной мембраны для ионов натрия [РЛС, 2007]. Лидокаин (1% оффицинальный раствор в объёме 2 мкл) вводили стереотаксически в задний отдел поясного пучка.

Налоксон - (5альфа)-4,5-эпокси-3,14-дигидрокси-17-(2-пропенил) морфинан-6-он (в виде гидрохлорида). Блокирует опиатные рецепторы [РЛС, 2007]. Метисергид - N-[ a -(Гидроксиметил)пропил]-1-метил-D-лизергамид.

Неселективный антагонист серотониновых рецепторов I и II подтипов [Cапронов Н. С. и Федотова Ю. О., 2001]. Налоксон (0,15 мг в объёме 0,5 мл изотнического раствора NaCl [Allescher H.D. et al., 1988]) и метисергид (10, мкг в объеме 0,5мл изотонического раствора NaCl [Игонькина С.И., 2001]) вводили внутрибрюшинно крысам с поврежденным задним отделом поясного пучка. Имунофан – гексапептид (аргинил-аспартил-лизил-валил-тирозил аргинин), синтетическое производное тимических гормонов иммунитета, является иммуномодулятором, обладает фазным действием [Караулов А. В., 2000]. Имунофан (8мкл оффицинального раствора в объёме 0,3 мл изотонического раствора NaCl) вводили внутримышечно сразу после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка крыс. Действие имунофана оценивали во вторую фазу действия препарата (когда происходит усиление реакций фагоцитоза) на четвертые сутки после введения, когда отмечен максимальный эффект препарата на ноцицептивные пороги, выражающийся в снижении этих порогов [Abramov Y. B. et al., 2003;

Лебедев В. В. и др., 1998].

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета программ ECGDIG Medical Software, а также стандартных статистических методов, входящих в пакеты прикладных программ Excel и Statistics for Windows, v. 6.0. Достоверность различия показателей оценивали с помощью t критерия Стьюдента. Для проверки статистических гипотез использовали непараметрический Z-критерий знаков.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Изучение перцептуального и эмоционального компонентов ноцицептивной реакции после электрокоагуляции участков поясной коры и пучка.

Целью данной серии экспериментов являлось выявление зоны поясной области мозга, электрокоагуляция которой обеспечит максимальный антиноцицептивный эффект с учетом перцептуального и эмоционального компонентов ноцицепции.

У 8 крыс коагулировали переднюю поясную кору. Регистрировали ЛП РОХ и ПВ на электрокожное раздражение хвоста.

ЛП РОХ крыс после электрокоагуляции передней поясной коры (поле 24b) изменялись недостоверно по отношению к исходным показателям, однако выявлена тенденция к их снижению. ПВ также менялись недостоверно (рис.1.1).

Возможно, что передняя поясная кора (поле 24b), имеющая высокую плотность ноцицептивных нейронов, вовлечена в обработку ноцицептивного возбуждения, информация о котором поступает, минуя поясной пучок, о чем говорит тенденция к снижению ЛП РОХ после её разрушения [Gabriel М.,1996;

Vogt B.A., 2005].

В литературе имеются данные о роли переднего участка поясного пучка в реализации эмоционального компонента и об отсутствии связи с перцептуальным компонентом ноцицептивной реакции [Melzack R., 1989;

Fuchs P.N., 1999].

В связи с этим, во второй группе (9 крыс) производили электрокоагуляцию переднего отдела поясного пучка мозга. Регистрировали ЛП РОХ и ПВ.

По нашим данным, изменения ЛП РОХ оказались недостоверными, а по ПВ наблюдали тенденцию к их повышению (рис.1.2).

В третьей группе (10 крыс) электрокоагулировали задний отдел поясного пучка мозга. ЛП РОХ после электрокоагуляции изменялись недостоверно по сравнению с исходными ЛПРОХ, тогда как ПВ достоверно (р0,05) увеличивались по отношению к исходным порогам (рис.1.3).

В контрольной группе экспериментов (8 крыс) воспроизводили всю процедуру операции, включая погружение электродов, но без электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга.

Контрольная группа экспериментов показала отсутствие достоверных изменений ПВ после операции по сравнению с исходными данными.

Наибольший антиноцицептивный эффект электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка, по-видимому, связан с его строением. Количество восходящих путей в поясном пучке мозга млекопитающего уменьшается в направлении от заднего отдела к переднему [Mufson E. J. and Pandya D. N., 1984]. По-видимому, именно в каудальном отделе имеется наибольшее плотность нисходящих проекций из области поясной коры, отвечающей за эмоциональную реакцию ноцицепции, а также восходящих волокон, в том числе несущих «ноцицептивную» информацию, от других структур мозга.

Таким образом, электрокоагуляция заднего отдела поясного пучка мозга у крыс наиболее эффективно подавляет эмоциональный компонент ноцицептивной реакции наряду с относительной сохранностью перцептуального компонента ноцицепции.

рис. 1.1 рис. 1. 5 4 3 мА мА 2 1 0 А Б А Б рис. 1. * мА А Б Рис.1. ПВ до (А) и после (Б) электрокоагуляции передней поясной коры (СС1), поля 24b (рис. 1.1), переднего отдела (Cg) (рис. 1.2), заднего отдела Cg (рис. 1.3) у крыс. * достоверность (р0,05).

Дополнительные данные были получены при наблюдении за поведением животных. В ходе экспериментов мы неоднократно отмечали, что после электрокоагуляции участков поясного пучка (но не коры) крысы реагировали на любое прикосновение к их телу писком, отдергиванием хвоста и конечностей, что является симптомы аллодонии. Это явление мы рассматриваем как системную приспособительную реакцию «переноса»

эмоций на слабые раздражители по типу опережающего реагирования на возможные реальные повреждения тканей. Эти данные показывают, что отдельно взятый тест вокализации ещё не отражает истинной эмоциональной реакции на реальное повреждение. В связи с этим, для дополнительной оценки эмоционального компонента ноцицепции мы исследовали вегетативный и когнитивный компоненты ноцицепции, непосредственно связанные с эмоциями.

Учитывая полученные результаты, а также морфологические связи поясной коры и поясного пучка с другими структурами мозга, в следующих экспериментах мы исследовали воздействия исключительно на задний отдел поясного пучка мозга у крыс.

2. Изучение вегетативного и когнитивного компонентов ноцицепции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс.

Задачей данной серии экспериментов явилось исследование влияния электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка на динамику кардиоритма при проведении ЭКР и «tail-flick»-теста, а также на когнитивный компонент ноцицепции, который изучали при проведении «tail-flick»-теста и в камере «Био-тест».

2.1. Вегетативный компонент ноцицепции.

Эмоциональные переживания сопровождаются изменением вегетативных показателей [Каштанов С. И. и др., 2001;

Судаков К.В., 1995]. Исследование этих показателей также является критерием оценки эмоциональной реакции на ноцицептивные воздействия.

Данная группа экспериментов включала регистрацию электрокардиограммы у крыс во время тестирования методом «tail-flick» и ЭКР до и после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс.

В качестве критерия эмоциональной реактивности мы выбрали анализ изменения кардиоритма при ноцицептивной реакции.

2.1.а. Было протестировано 8 крыс. Анализ средних длительностей RR интервалов показал, что после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга частота сердечных сокращений достоверно снижается по сравнению с частотой у крыс с неповрежденным пучком (р0,05). После ЭКР изменения кардиоритма у крыс как до, так и после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга недостоверны.

рис.2.1. ЭКР (фон) 1 11 21 31 41 рис.2.2. ЭКР (после коагуляции) * 1 11 21 31 рис.2.3. "tail-flick" (фон) 1 11 21 31 рис.2.3. "tail-flick" (после коагуляции) * 1 11 21 31 41 Рис.2. Кардиоинтервалограммы при проведении ЭКР и «tail-flick»-теста (слева направо соответственно) до (рис.2.1 и 2.2) и после (рис.2.3 и 2.4) электрокоагуляции заднего отдела Cg мозга у крыс. * - достоверность (р 0,05).

Далее был проведен анализ ритмограмм. Рисунок 2 показывает наиболее характерные при проведении ЭКР хвоста зависимость длительностей RR интервалов от их порядкового номера до и после коагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс. Момент подачи порогового ноцицептивного стимула отмечен на графике стрелкой.

Изменение кардиоритма в сторону укорочения длительностей RR интервалов у крыс с разрушенным электрокоагуляцией задним отделом поясного пучка в ответ на ЭКР становилось менее выраженным, по сравнению с кардиоритмом у интактных животных. Электрокожное раздражение хвоста сопровождалось кратковременным (1-2 интервала) достоверным (р0,05) замедлением кардиоритма, представленным в виде пика на ритмограмме.

2.1.б. Измерение ЛП РОХ в тесте «tail-flick» используют для отражения перцептуальной ноцицептивной реакции. Вместе с этим, этот тест представляет собой предъявление ноцицептивных стимулов, которые воспринимаются животным «отрицательно», но недостаточно для вокализации. Поэтому для изучения вегетативного компонента ноцицепции мы также исследовали кардиоритм при проведении «tail-flick» - теста. На рисунке 2 представлены типичные, наиболее встречаемые графики зависимости величин кардиоинтервалов в мс от их порядкового номера при выполнении «tail-flick» у крыс до (рис.2.2.) и после (рис.2.4) электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга. Единице на оси абсцисс соответствует начало светотермального раздражения хвоста, стрелкой указан момент отведения хвоста.

После электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга учащение сердцебиения не наблюдали, а момент отведения хвоста также, как и при ЭКР хвоста, сопровождался кратковременным замедлением частоты сердечных сокращений, что соответствовало достоверному (р0,05) «пику» при обработке данных методом символьной динамики [Абрамов Ю.Б. и др., 2008].

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс снижалось основное вегетативное сопровождение ноцицептивной реакции: увеличение частоты сердечных сокращений в ответ на ноцицептивное электрокожное и светотермальное воздействие. Отсутствие ускорения кардиоритма в ответ на электрокожную ноцицептивную стимуляцию после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мы рассматриваем как угнетение вегетативной поддержки, необходимой для эмоционально окрашенного защитного поведения животных. Вместе с тем, появление кратковременного замедления кардиоритма можно расценить как усиление перцепции при ноцицептивном раздражении, тесно связанное с ощущением в момент достижения ноцицептивного порога.

2.2. Когнитивный компонент ноцицепции.

В предыдущем разделе мы показали, что электрокоагуляция заднего отдела поясного пучка мозга угнетает эмоциональную окраску ноцицептивной реакции, а вместе с тем и её вегетативное сопровождение, особенно выраженное по «tail-flick»- тесту. Предполагалось, что в условиях снижения эмоциональной ноцицептивной реакции, должно нарушаться обучение.

Согласно представлениям П.К. Анохина [Судаков К.В., 2000], обучение непосредственно связано с эмоциями, которые помогают оценить степень достижения полезного результата. Отсутствие или снижение эмоций нарушает обучение или делает его невозможным. Когнитивный компонент ноцицепции формирует субъективное отношение к испытываемой в данный момент боли на основе накопленного опыта, то есть обучения [Вальдман А.В. и Игнатов Ю.Д., 1976]. Этот компонент отражает особенности эмоциональной оценки боли субъектом или животным в зависимости от частоты и силы ноцицептивного воздействия в прошлом. В связи с этим мы изучали этот компонент как один из показателей эмоциональных реакций животных.

Первая группа (48 крыс), сборная. В нее вошли 42 крысы из других указанных в данной работе групп разных серий. Животных обучали с помощью стандартной методики «tail-flick» до и после электрокоагуляции заднего поясного пучка мозга. После тестирования у всех животных подсчитывали количество минимальных ЛП РОХ, приходящихся на каждое из 6 предъявлений.

В ходе измерения ЛП РОХ наблюдали ряд особенностей в поведении животных: 28 крыс сдвигали хвост от кончика к основанию;

8 крыс не давали класть хвост на точку нагрева;

12 крыс сгибали хвост дугой, препятствуя локальному нагреву хвоста. Указанные данные позволили нам предположить наличие обучения у животных при выполнении теста.

0 1 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 А Б Рис.3. Количество минимальных ЛП РОХ в зависимости от порядкового номера предъявления до (А) и после коагуляции (Б) заднего отдела Сg мозга у крыс.

На рис.3 показано, что количество минимальных ЛП РОХ постепенно увеличивается от первого к пятому предъявлению и затем начинает снижаться к шестому. По-видимому, снижение количества минимальных ЛП РОХ на шестом предъявлении отражает включение антиноцицептивных механизмов в условиях неизбежного повторения ноцицептивного воздействия.

После электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга наибольшее количество минимальных ЛП РОХ приходилось на 6-е предъявление. Не наблюдали последовательного увеличения этого показателя от 1-го к 5-у предъявлению. То есть, снижение эмоциональной оценки ноцицептивной реакции приводило к тому, что животное хуже обучалось избеганию светотермального раздражения хвоста.

Вторую группу (8 крыс) тестировали в камере «Био-тест». В результате обучения сила тока и латентные периоды перехода в светлый отсек после нанесения ЭКР конечностей, уменьшались во всех опытах (р0,05). В данном эксперименте наблюдали последовательное перемещение животного из светлого отсека в темный и обратно на первые и четвертые сутки тестирования.

Поведение животных третьей группы (8 крыс) в камере «Био-тест», после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга по сравнению с исходным поведением менялось ключевым образом. Наблюдали характерное фланирование животных по отсекам установки «Био-тест». Латентные периоды перехода в светлый отсек изменялись недостоверно.

Итак, в ходе экспериментов достоверного снижения латентных периодов избегания электрокожного раздражения конечностей после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка не наблюдалось. Кроме этого, электрокоагуляция указанной зоны приводило к нарушению выбора предпочтительного (темного) отсека.

Таким образом, после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга выявлено нарушение обучения животных как в «tail-flick» тесте, так и в камере «Био-тест».

3.1. Анализ локальных механизмов воздействия на задний отдел поясного пучка мозга у крыс.

В этой серии экспериментов предполагали выявление причин антиноцицептивного эффекта, который возникает после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс. Этот эффект может складываться, по крайней мере, из двух компонентов. Центральная зона электрокоагуляции содержит разрушенные ткани, ведущие к выключению их функции.

Выключение функций также можно моделировать введением местных анестетиков. Вокруг зоны мозга, разрушенной электрокоагуляцией должна существовать область неразрушеных, но поврежденных менее интенсивным током тканей и проводящих путей, зона ирритации, обладающая повышенной возбудимостью [Харченко Е.П., Клименко М.Н., 2007]. Электростимуляция мозговой ткани моделирует эффект зоны ирритации. Во всех случаях местная анестезия и электростимуляция тканей мозга нарушают нормальное функционирование подлежащих тканей поясного пучка, что сопровождается сходным с электрокоагуляцией эффектом. Среди других возможных механизмов, лежащих в основе развития антиноцицептивного эффекта электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка, исследовали иммунное и нейромедиаторное звенья у крыс.

3.1.а. Электростимуляция заднего отдела поясного пучка мозга у крыс.

В первой группе (7 крыс) осуществляли электростимуляцию заднего отдела поясного пучка мозга. Регистрировали исходные ЛП РОХ и ПВ и через 20 минут после электростимуляции. ЛП РОХ изменялись недостоверно, отмечена тенденция к повышению ПВ.

3.1.б. Локальное введение местного анестетика в задний отдел поясного пучка мозга у крыс.

Во второй группе (7 крыс) в задний отдел поясного пучка мозга вводили местный анестетик лидокаин. Регистрировали ЛП РОХ и ПВ. В этой группе опытов по тесту «tail-flick» достоверных различий не обнаружено. При действии ЭКР отмечена тенденция к повышению ПВ после введения местного анестетика во всех случаях.

Третья группа, контрольная, (7 крыс, взятых ранее). Cм. четвертую группу серии I.

Таким образом, по степени выраженности угнетения эмоциональной ноцицептивной реакции наиболее значимое увеличение ПВ оказывает электрокоагуляция заднего отдела поясного пучка мозга. Введение местного анестетика и электростимуляция той же зоны оказывают сопоставимое между собой, но более слабое действие по сравнению с электрокоагуляцией (рис.4).

рис. 4.1 рис. 4. 5 4 3 мА мА 2 1 0 А Б А Б рис. 4. * мА А Б Рис.4. ПВ до (А) и после (А) стимуляции заднего отдела Cg мозга (4.1);

введения лидокаина в задний отдел Cg (4.2);

коагуляции заднего отдела Cg мозга (4.3) – см. рис.1.3. у крыс. * - достоверность (р0,05).

Имеются работы, посвященные изучению эффектов электростимуляции переднего поясного пучка и временной блокады проведения возбуждения по поясному пучку с помощью местного анестетика [Vaccarino A. L. and Melzack R.,1989;

Fuchs P. N., 1996]. Полученные нами результаты изменений в эмоциональном и перцептуальном компонентах после местной блокады проведения возбуждения в волокнах поясного пучка сопоставимы с данными других исследователей [Magnusson J. E. and Vaccarino A. L., 1996].

3.2. Нейромедиаторные и иммунозависимые механизмы последствий электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка у крыс.

Раздельное применение местных анестетиков и электростимуляции оказывало по сравнению с электрокоагуляцией меньший эффект, являясь её отдельными составляющими. Эти данные повлекли за собой предположение о наличии третьей составляющей, лежащей в основе развития антиноцицептивного эффекта после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс.

3.2.а. Иммунный механизм. Введение имунофана.

Мы предположили, что антиноцицептивный эффект электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс может быть связан с вовлечением иммунного звена, так как разрушение или повреждение нервных волокон требует вовлечения восстановительных процессов, в которых участвуют иммунные реакции: удаление детрита, активация астроцитов и иммунокомпетентных клеток ЦНС с выделением цитокинов, включая интерлейкин-1 и др. Для выявления участия иммунных процессов, вызванных электрокоагуляцией заднего отдела поясного пучка, мы исследовали влияние иммуномодулятора имунофана на ноцицептивные пороги при электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка.

В седьмой группе (10 крыс) электрокоагулировали задний отдел поясного пучка мозга и в/м вводили имунофан. Отмечено достоверное (р0,05) изменение ЛП РОХ после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга и введения имунофана по сравнению с исходными показателями. По тесту вокализации экспериментальные значения достоверно (р0,05) отличались от контрольных данных: введение имунофана подавляло антиноцицептивное действие электрокоагуляции. Кроме того, у 8 из 10 крыс после введения препарата отмечали отсутствие эмоциональных реакций, напоминающих симптомы аллодонии. Важно отметить, что имунофан не только восстанавливал значения исходных ПВ на фоне электрокоагуляции, но и в большинстве опытов снижал ПВ ниже исходных показателей.

Контрольная группа (8 крыс, взятых далее), см. восьмую группу серии III.

При внутримышечном введении имунофан, вероятно, оказывает корригирующее действие на иммунные реакции, направленные на восстановление поврежденной электрокоагуляцией ткани в области заднего отдела поясного пучка мозга у крыс.

Более того, учитывая то, что инъекции иммуномодулятора имунофана дополнительно отменяли симптомы аллодонии у оперированных животных, мы указываем на возможное перспективное применение подобных препаратов в целях лечения микроповреждений тканей головного мозга.

3.2.б. Опиатный механизм. Введение налоксона.

При разрушении нервных волокон возможна «утечка» медиаторов из аксонов нервных клеток. В связи с этим, мы решили выяснить, участвуют ли в этом процессе опиатные и серотонинергические медиаторы как основные составляющие антиноцицептивной системы.

У 9 крыс электрокоагулировали задний отдел поясного пучка мозга.

Далее осуществляли внутрибрюшинное введение налоксона на четвертые сутки после операции и после регистрации ЛП РОХ и ПВ. Эффекты введения налоксона оценивали через 25-30 минут после инъекции.

При введении налоксона достоверно (р0,01) снижались ЛП РОХ по сравнению с показателями данного теста после электрокоагуляции у всех животных. Также наблюдали достоверное (р0,05) снижение ПВ при введении препарата по сравнению с ПВ после электрокоагуляции.

В контрольной группе экспериментов (8 крыс) после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга внутрибрюшинно вводили физиологический раствор.

Регистрация ЛП РОХ и ПВ не показала достоверных различий в этих показателях до и после введения физиологического раствора как по тесту «tail flick», так и на ЭКР хвоста.

3.2.в. Серотонинэргический механизм. Введение метисергида.

Для выявления участия серотонинергического звена ноцицептивной регуляции в антиноцицептивном эффекте электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс мы исследовали влияние введения метисергида на ноцицептивные пороги.

У 7 крыс определяли исходные ПВ, после чего электрокоагулировали задний отдел поясного пучка мозга. На четвертые сутки регистрировали ПВ и внутримышечно вводили метисергид, действие которого оценивали по ПВ через 25-30 минут после инъекции.

Отмечали достоверное (р0,05) снижение ЛП РОХ после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга и достоверное (р0,05) снижение ПВ после введения метисергида у крыс.

В контрольной группе (8 крыс) внутримышечное введение физиологического раствора на четвертые сутки после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга достоверно не изменяло ПВ.

Таким образом, в проведенной серии экспериментов было показано, что в антиноцицептивных механизмах электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка участвуют иммунное, опиатное и серотониновое звенья. Наиболее выраженное снижение посткоагуляционных ПВ наблюдали после введения имунофана.

Известно, что поясная кора через поясной пучок оказывает ингибирующее действие на подлежащие структуры, в том числе, околопроводное серое вещество и ядра шва. Электрокоагуляция поясного пучка нарушает передачу возбуждения и указанные структуры высвобождаются из под влияния поясной коры. Следствием этого является повышенная, нерегулируемая выработка опиатов и серотонина, которые оказывают антиноцицептивное действие. Системное введение налоксона и метисергида после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка возвращает ноцицептивные пороги к исходному уровню, или даже снижает их по сравнению с исходными, блокируя опиатные и серотониновые рецепторы.

Введение лидокаина в задний отел поясного пучка мозга у крыс, по видимому, снижает тормозное нисходящее влияние поясной коры на околопроводное серое вещество и ядро шва, вероятно не полностью, что отражается в менее выраженном повышении ноцицептивных порогов по сравнению с электрокоагуляцией. Электростимуляция заднего отдела поясного пучка, напротив, должна была вызывать активацию тормозящего действия поясной коры на подлежащие опиатные и серотониновые структуры и приводить к гипералгезии. Описанный в наших результатах противоположный эффект мы расцениваем как возможное проявление взаимодействия поясной коры с другими структурами мозга, например, таламусом.

4. Индивидуально-типологические особенности животных.

Целью настоящего раздела послужило сравнение эффектов электрокоагуляции у животных с различной прогностической устойчивостью к эмоциональному стрессу. В предыдущих разделах были приведены данные, показывающие, что при прочих равных условиях животные могут по-разному реагировать на ноцицептивные раздражения. Предполагалось, что это связано с их индивидуально-типологическими особенностями.

По данным литературы индивидуально-типологические характеристики животных коррелируют с эффектами, развивающимися после различных манипуляций на лимбических структурах мозга [Судаков К.В., 1980;

Чилингарян Л.И., 2002].

Для анализа выбраны животные из разных серий, описанных ранее, у которых перед началом эксперимента определяли прогностическую устойчивость к стрессу по коэффициенту устойчивости к стрессу (КУС) в тесте «открытое поле» [Коплик Е.В. и др., 2002].

4.1. Сопоставление исходных ЛП РОХ и ПВ и после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс с различными КУС.

Ю.Б. Абрамов и др. (2002) показали высокие значения ЛП РОХ у крыс с крайне активными и пассивными характеристеристиками поведения в «открытам поле».

Сопоставление ЛП РОХ и ПВ у крыс с различной прогностической устойчивостью к строессорной нагрузке до и после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка не показало достоверных отличий.

4.2. Сопоставление изменений кардиоритма в ответ на ноцицептивную стимуляцию до и после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс с различными КУС.

Животные с различной устойчивостью к эмоциональному стрессу отличаются не только поведенческими, но и многими другими физиологическими характеристиками, к которым относится и вариабельность сердечного ритма [Каштанов C.И. и др., 2001].

Ввиду тесной связи эмоций с вегетативными реакциями возник вопрос, имеются ли различия в кардиоритме у крыс с различными КУС после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга. Для анализа были выбраны ритмограммы, на которых определяли наличие тренда после ноцицептивного раздражения. Было обнаружено, что изменения трендов не сопоставимы у животных с различными КУС.

4.3. Когнитивный компонент ноцицепции у крыс с различными КУС. При сопоставлении результатов экспериментов в камере «Био-тест» у крыс с различными КУС латентные периоды реакции убегания животного в светлый отсек после ЭКР конечностей снижались у всех (трех) прогностически предрасположенных к эмоциональному стрессу крыс. У прогностически устойчивых (пяти) животных отмечали тенденцию к повышению латентного периода реакции убегания в светлый отсек.

Из полученных данных мы не можем заключить, что у прогностически предрасположенных к эмоциональному стрессу животных электрокоагуляция заднего отдела поясного пучка приводит к уменьшению времени необходимого для обучения, а у прогностически устойчивых крыс, наоборот, замедляет обучение. Вместе с тем, отмеченная нами тенденция открывает перспективу для дальнейших исследований, например в области способности к обучению животных с различной индивидуальной прогностической устойчивостью к эмоциональному стрессу.

4.4. Изменения ЛП РОХ и ПВ при введении препаратов и электростимуляции заднего отдела поясного пучка у крыс с различными КУС.

Сопоставление изменений ЛП РОХ и ПВ после электростимуляции заднего отдела поясного пучка мозга и микроинъекции лидокаина у крыс с различными КУС не показало достоверных корреляций.

При введении налоксона и метисергида крысам с различными КУС после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга изменения ЛП РОХ и ПВ по сравнению с посткоагуляционными порогами не соотносились с их прогностической устойчивостью к стрессу.

При введении имунофана ЛП РОХ и ПВ у всех прогностически предрасположенных животных повышались, а у прогностически устойчивых – понижались. Возможно, указанные изменения связаны с тем, что у устойчивых к эмоциональному стрессу животных активным является не только поведение, но и иммунитет. То есть у более устойчивых к эмоциональному стрессу животных в зоне повреждения иммунные реакции запускаются быстрее и протекают активнее, особенно на фоне инъекции иммуномодулятора.

ВЫВОДЫ 1. Установлено, что наиболее выраженное снижение эмоционального компонента ноцицепции развивается при электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга по сравнению с передней поясной корой и передним отделом поясного пучка мозга у крыс. Изменений перцептуального компонента ноцицепции при разрушении трех исследованных отделов поясной области мозга у крыс не выявлено.

2. Подавление эмоционального компонента ноцицепции после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс сопровождается изменением кардиоритма: ноцицептивное раздражение хвоста крысы сопровождается кратковременным замедлением ритма, и отсутствует последующее учащение кардиоритма. Способность к обучению у крыс после разрушения заднего отдела поясного пучка мозга ухудшается.

3. В основе развития снижения эмоционального компонента ноцицепции после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс выделяют следующие составляющие: разрушенные волокна, зона ирритации, нейромедиаторное (опиатный и серотониновый) и иммунное звенья.

4. Корреляция между индивидуально-типологическими особенностями крыс по их прогностической устойчивости к эмоциональному стрессу, и эффектами разрушения заднего отдела поясного пучка мозга не установлена.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Ноцицептивные реакции при стимуляции иммунитета и прогностическая устойчивость к стрессу у крыс // Патогенез.-2006.- №1.- С.41. (Соавт.:

Васильцова Е.В., Абрамов Ю.Б., Козлов А.Ю., Ионкина Е.Г.).

2. Участие иммунозависимых механизмов ноцицепции при разрушении поясного пучка (cingulum) у крыс // Патогенез.-2006.- №1.- С.54-55. (Соавт.:

Ионкина Е.Г.).

3. Эмоциональный, перцептуальный и вегетативный компоненты ноцицептивной реакции при повреждении левого участка каудально медиального отдела поясного пучка у крыс // Материалы Х научной конференции молодых ученых. Москва, 11-12 октября 2006.- С.18. (Соавт.:

Васильцова Е.В.).

4. Роль рострального и каудального отделов поясного пучка в реализации ноцицептивных реакций у крыс // Боль.- 2006.-№.- С.7-10. (Соавт.: Абрамов Ю.Б., Козлов А.Ю., Мезенцева Л.В.).

5. Изучение когнитивного компонента ноцицепции с использованием метода «tail-flick» при разрушении поясного пучка методом «tail-flick» // Тезисы докладов ХХ съезда физиологического общества им. И.П. Павлова.

Москва,4-7 июня 2007.- С.165. (Соавт.: Абрамов Ю.Б., Козлов А.Ю., Мезенцева Л.В.).

6. Левый и правый каудо-медиальный отдел поясного пучка в реализации ноцицептивных реакций у крыс // Материалы конференции с международным участием "Структурно-функциональные, нейрохимические и иммунохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга".

Москва, 25 - 26 октября 2007.- Структурно-функциональные, нейрохимические и иммунохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга.

Москва,2007.- С.184-189.(Соавт.: Васильцова Е.В).

7. Роль каудально-медиального отдела левого и правого поясного пучка в перцептуальном и эмоциональном компонентах ноцицепции у крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины.- 2008.- Том 145,№ 2. С.124-126. (Соавт.: Абрамов Ю.Б., Козлов А.Ю., Мезенцева Л.В.).

8. Анализ показателей ноцицептивных реакций методом символьной динамики у крыс при локальных повреждениях поясного пучка // ВНМТ. 2008.- №2.- С.9-12. (Соавт.: Абрамов Ю.Б., Козлов А.Ю., Коновалов О.Н., Мезенцева Л.В.).

9. Влияние локальных повреждений головного мозга на вегетативный компонент стрессорной ноцицептивной реакции у крыс // Материалы международного конгресса «Нейронаука для медицины и психологии». Судак, 10-16 июня 2008.- С.199-200. (Соавт.: Мезенцева Л.В., Коновалов О.Н.).

10. Изменение когнитивного компонента ноцицепции после разрушения каудально-медиального участка поясного пучка мозга крыс // Тезисы V Конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины». Москва, 19- мая 2008.- Приложение к журналу «Вестник Российской Академии медицинских наук».- №6.- 2008.- С.313-314.

11. Изучение когнитивного компонента ноцицепции с помощью метода «tail flick» // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины.- 2009.-№3. С.355-358. (Соавт.: Абрамов Ю.Б.).

12. Иммунный компонент как отдельный фактор регуляции ноцицепции // Аллергология и иммунология.-2009.- Т.10,№2.- с.186.

13. Анализ механизмов ноцицепции при локальном повреждении поясного пучка у крыс // Боль.- 2009.- №1(22).- С.15-18. (Соавт.: Абрамов Ю.Б., Козлов А.Ю., Ионкина Е.Г.).

14. Изучение когнитивного компонента ноцицепции при разрушении заднего отдела поясного пучка мозга у крыс // Материалы ХIII научной конференции молодых ученых по физиологии высшей нервной деятельности и нейрофизиологии. Москва, 14-16 октября 2009.- С.60.



 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.