Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Патогенетические механизмы и коррекция центральной невропатической боли ( экспериментальное исследование)

ÜÜ3478673 На правах рукописи

ИГОНЬКИНА СВЕТЛАНА ИВАНОВНА

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ И КОРРЕКЦИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕВРОПАТИЧЕСКОЙ БОЛИ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.00.16 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук А _

- 1 онт 2009

Москва - 2009

003478673

Работа выполнена в лаборатории общей патологии нервной системы и лаборатории патофизиологии боли УРАМН Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии Российской академии медицинских наук.

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор, академик РАМН

Георгий Николаевич Крыжановский

доктор медицинских наук, профессор Михаил Львович Кукушкин

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Любовь Филипповна Касаткина

доктор медицинских наук, профессор Олег Алексеевич Шевелев

доктор биологических наук Олег Николаевич Московец

Ведущее учреждение: Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова

Защита диссертации состоится « уу&КЛЦ./Хд 2009 г. в часов

на заседании Диссертационного совета Д 001.d03.01 при УРАМН Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии РАМН по адресу: 125315, Москва, Балтийская улица, д. 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института. Автореферат разослан « йХ » ОШЧяАьЯ, 2009 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат медицинских наук

Л.Н.Скуратовская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

Невропатическая боль — это боль, возникающая вследствие прямого повреждения или заболевания соматосенсорной системы (Международная ассоциация по изучению боли, International association for the study of pain, 2008). В зависимости от локализации повреждения нервной системы невропатическая боль подразделяется на центральную и периферическую. Невропатические болевые синдромы центрального происхождения отличаются выраженными, стойкими и мучительными болями, резистентны к действию традиционных обезболивающих препаратов, значительно снижают качество жизни пациентов и часто приводят к инвалидизации пациентов трудоспособного возраста, что определяет большую медицинскую и социально-экономическую значимость данной проблемы (Крыжановский Г.Н., 1980, 1997; Алексеев В.В., Яхно Н.Н, 2001; Кукушкин МЛ., Хитров Н.К., 2004; Карлов В.А., 2005; Данилов А.Б., Давыдов А.Б., 2007; Яхно Н.Н. и др., 2008; Кукушкин М.Л., Решетняк В.К., 2009; Bowsher D., 1996; Boivie J., 1999, 2005; Maarrawi J. et al., 2006).

Центральные болевые синдромы (ЦБС), к которым относятся такие синдромы, как центральная постинсультная боль, боли при рассеянном склерозе, боли вследствие травматического повреждения спинного мозга, представляют собой парадокс, который заключается в том, что клинические проявления стимулонезависимой боли в виде продолжительной спонтанной боли и стимулозависимой боли в виде гиперпатии, гипералгезии и аллодинии локализуются в области с частичным или полным дефицитом соматической чувствительности (Полушкина Я.Р., Яхно Н.Н., 1998; Алексеев В.В., Яхно Н.Н, 2001; Boivie J., 1984, 1999; Bowsher D., 1996; Maarrawi J. et al., 2006).

В последние годы наблюдается стремительный рост числа исследований в области изучения невропатической боли. Получены данные о включении в патофизиологические механизмы невропатической боли таких процессов, как периферическая и центральная сенситизации в ноцицептивной системе, спонтанная эктопическая активность, увеличение количества Иа-каналов, расширение рецептивных полей нейронов, феномен взвинчивания, дефицит опиоидного, глицин- и ГАМКергического торможения, гиперактивность ноцицептивных нейронов на разных уровнях ноцицептивной системы, изменение нейрохимического фенотипа ноцицептивных нейронов, структурно-функциональная пластичность в нервной системе (Крыжановский Г.Н., 1980, 1997; Решетняк В.К., 1985; Игнатов Ю.Д., 1989; Калюжный Л.В., 1991; Кукушкин М.Л., 1995; Mayer D. et al, 1971; Basbaum A.I., Fields H.L., 1984; Yamaguchi Y. et al., 1987; Tasker R.R et al.,1987; Campbell J.N. et al, 1988; Gorecki J. et al, 1989; Devor M, Wall P.D, 1990; Lombard M.C, Besson J.M, 1990; Albe-Fessard D„ Rampin O, 1991; Devor M. et al, 1991; Guilbaud G, 1991;

Woolf C.J., 1991; Palecek J. et al., 1992; Coderre T.J. et al., 1993; Tal M. et al., 1999; Li Y. et al., 2000; Lai J. et al., 2002; Gold M.S., 2006; Noguchi К., 2006).

Несмотря на большое количество исследований по невропатической боли, патогенез центральной невропатической боли и принципы ее терапии, по-прежнему, остаются малоизученными и до конца нерешенными. Распространенность ЦБС в клинике и их резистентность при лечении традиционными анальгетиками определяют проблему центральной невропатической боли как актуальную для фундаментальной биомедицинской науки, современной патофизиологии и практического здравоохранения, что требует дальнейшего изучения механизмов патогенеза и разработки принципов терапии центральной невропатической боли.

Цель настоящего исследования заключалась в создании моделей центральной невропатической боли, изучении на этих моделях механизмов возникновения и развития центральной боли и в разработке патогенетически обоснованных принципов ее коррекции.

Задачи исследования

1. Разработать экспериментальные модели центральной невропатической боли: модель центрального спинального болевого синдрома, модель центрального тригеминального болевого синдрома, модель центрального таламического болевого синдрома, модель аллодинии.

2. Исследовать особенности биоэлектрической активности в спинальных и супраспинальных структурах ноцицептивной системы у крыс с центральной невропатической болью.

3. Проанализировать характер нейрональной активности в ключевой структуре антиноцицептивной системы - дорсальном ядре шва (ДЯШ) - у крыс с ЦБС.

4. Изучить участие антител к возбуждающим и тормозным нейромедиаторам в патогенезе центральной невропатической боли.

5. Изучить влияние нейроэлектростимуляции антиноцицептивной системы на ЦБС.

6. Исследовать влияние блокатора кальциевых каналов верапамила на ЦБС.

7. Определить участие серотониновых 5-НТЗ рецепторов в коррекции ЦБС.

8. Проанализировать влияние агонистов каннабиноидных рецепторов на развитие центральной невропатической боли.

Научная новизна исследования

Значительная часть результатов, приведенных в данной работе, носит приоритетный характер. На основе теории генераторных и системных механизмов нейропатологических расстройств путем нарушения тормозных процессов в центральных структурах ноцицептивной системы разработаны новые

модели центральной невропатической боли. На созданных моделях изучены патогенетические механизмы центральной невропатической боли.

Выявлено, что в период развития ЦБС повышается возбудимость и реактивность нейронов в структурах ноцицептивной системы, происходит дизрегуляция во взаимодействии между антиноцицептивной и ноцицептивной системами, возникает недостаточность контроля со стороны антиноцицептивной системы.

Доказано, что степень нарушения торможения в структурах ноцицептивной системы определяет клиническую характеристику ЦБС. При слабом нарушении тормозных механизмов возникает стимулозависимая боль в виде аллодинии. При выраженном нарушении торможения появляются спонтанные пароксизмы боли.

Впервые исследована роль антител к нейромедиаторам в развитии центральной невропатической боли и получены доказательства, что антитела к возбуждающему медиатору глутамату обладают антиноцицептивным эффектом в отношении центральной невропатической боли, а антитела к тормозным медиаторам серотонину и ГАМК оказывают проноцицептивное влияние.

Исследования по разработке новых патогенетически обоснованных путей коррекции центральной невропатической боли показали, что электростимуляция ключевой структуры антиноцицептивной системы ДЯШ вызывает подавление аллодинии и спонтанных приступов боли.

Впервые получены данные, что агонисты каннабиноидных рецепторов эффективно подавляют аллодинию и спонтанные приступы боли у животных с ЦБС, что дает возможность разрабатывать новое направление патогенетически обоснованного лечения центральной невропатической боли.

Теоретическая и практическая значимость работы

Данные, полученные в настоящем исследовании, позволили расширить представления о механизмах развития ЦБС и сформулировать теоретическое положение о том, что патогенетической основой развития центральной невропатической боли является формирование в структурах регуляции болевой чувствительности патологической алгической системы (ПАС).

Развитие ЦБС происходит в условиях дефицита тормозных влияний со стороны антиноцицептивной системы мозга, что подтверждается подавлением клинических проявлений ЦБС при нейроэлектрической и нейрохимической активации структуры антиноцицептивной системы ДЯШ.

Локализация нарушения торможения в ноцицептивной системе влияет на соматотопическую проекцию центральной невропатической боли, а выраженность снижения тормозных процессов на характер клинической симптоматики. При минимальном нарушении торможения в ноцицептивной системе развиваются болевые реакции в виде гипералгезии и аллодинии, при более выраженном нарушении торможения появляется боль в виде спонтанных приступов.

В работе показано, что нейроиммунные механизмы принимают участие в патогенезе центральной невропатической боли, модулируя активность возбуждающих и тормозных нейромедиаторов.

Созданные экспериментальные модели центральной невропатической боли (модель центрального спинального болевого синдрома, модель центрального тригеминального болевого синдрома, модель центрального таламического болевого синдрома и модель аллодинии) перспективны для дальнейшего изучения базисных механизмов патологической боли и поиска новых средств терапии центральной невропатической боли.

Экспериментально обоснована целесообразность активации антиноцицептивной системы с целью коррекции ЦБС. В работе показано, что нейроэлектрическая и нейрохимическая активация антиноцицептивной системы оказывает тормозное влияние на активность ПАС и подавляет центральную невропатическую боль.

Показано, что агонисты каннабиноидных рецепторов и серотониновых 5НТ-3 рецепторов подавляют аллодинию и спонтанные приступы боли у животных с ЦБС, что определяет практическую значимость этих данных при поиске новых анальгетических средств для терапии резистентной к традиционным анальгетикам центральной невропатической боли.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Патогенетической основой развития центральной невропатической боли является формирование в структурах регуляции болевой чувствительности ПАС, характеризующейся недостаточностью антиноцицептивного тормозного контроля, повышением возбудимости и реактивности ноцицептивных нейронов как в первичных, так и в вышележащих центрах, включая кору головного мозга.

2. Нарушение тормозных процессов в центральных структурах ноцицептивной системы является условием развития клинических симптомов центральной невропатической боли в виде аллодинии и спонтанных приступов боли. Локализация нарушения торможения в ноцицептивной системе влияет на соматотопическую проекцию центральной невропатической боли, а степень нарушения торможения определяет симптоматику центральной невропатической боли.

3. Патогенетически обоснованным методом коррекции центрального невропатического болевого синдрома является восстановление нарушенной регуляции во взаимодействии ноцицептивной и антиноцицептивной систем путем активации антиноцицептивной системы.

4. Агонисты каннабиноидных рецепторов эффективно подавляют экспериментальный ЦБС и могут быть использованы при разработке новых перспективных анальгетиков для включения в комплексную патогенетическую терапию центральной невропатической боли.

Внедрение результатов работы. Результаты настоящей работы используются при чтении курса лекций «Хронические болевые синдромы» на кафедре общей патологии и патофизиологии Российской медицинской академии последипломного образования.

Апробация работы

Основные результаты и положения работы представлены, доложены и обсуждены на Всесоюзном симпозиуме «Нейрональные механизмы боли» (Ленинград, 1973), Всесоюзных съездах патофизиологов (Ташкент, 1976; Москва, 1982; Кишенев, 1989), Всесоюзных конференциях "Физиология и биохимия медиаторных процессов» (Москва, 1980, 1985, 1990), симпозиуме "Системно-антисистемная регуляция в норме и патологии" (Киев, 1983), симпозиуме «Вазо- и нейроактивные пептиды в регуляции патофизиологических процессов» (Берлин, 1985), Всесоюзных конференциях по нейронаукам (Киев, 1988, 1990), Constituent Congress International society for Pathophysiology (Moscow, 1991), Всесоюзной конференции «Синтез, фармакология и клинические аспекты новых обезболивающих средств» (Новгород, 1991), Научно-практических конференциях Российской ассоциации по изучению боли с международным участием (Москва, 1993; Санкт-Петербург, 1995; Новосибирск, 1999; Москва, 2001; Нижний Новгород, 2003; Самара, 2005; Новосибирск, 2007; Казань, 2008), The International symposium «Physiological and biochemical basis of brain activity» (St. Petersburg, 1994), Российских конгрессах по патофизиологии с международным участием (Москва, 1996, 2000, 2004), 7th International symposium «The Pain Clinic» (Turkey, Istanbul, 1996), XXXIII International Congress of Physiological Sciences (St. Petersburg, 1997), II Congress of the European Federation of IASP Chapters «Pain in Europe» (Spain, Barcelona, 1997), 8th World Congress «The Pain Clinic» (Spain, Barcelona, 1998), III International Congress of Pathophysiology (Finland, Lahti, 1998), VI Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 1999), Всероссийских конференциях «Нейроиммунопатология» (Москва, 1999, 2002, 2006, 2008), 4th International Congress of Pathophysiology (Hungary, Budapest, 2002), Международной конференции «Молекулярная медицина и биобезопасность (Москва, 2004), конференции «Нейрохимия: фундаментальные и прикладные аспекты» (Москва, 2005)), The 5th International Congress of Pathophysiology (China, Beijing, 2006), 5th Congress of the European Federation of IASP Chapter (Turkey, Istanbul, 2006), International symposium "Interaction of the nervous and immune systems in health and disease" (St. Petersburg, 2007), Всероссийской конференции «Нейроиммунология»,

«Нейроимидж» и научно-практической конференции неврологов (Санкт-Петербург, 2007), 3-ем съезде фармакологов России «Фармакология практическому здравоохранению» (Санкт-Петербург, 2007), 12th Word Congress on Pain (UK, Glasgow, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 67 работ, из них 34 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы с изложением материалов и методов, 3 глав собственных исследований, каждая из которых включает несколько разделов, обсуждения, выводов и списка литературы. Диссертация изложена на 262 страницах, иллюстрирована 51 рисунком и 6 таблицами. Список литературы содержит 464 источника, из них 115 работ отечественных и 349 работ зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проведены на 785 крысах массой 200-350 г и 62 сирийских хомячках массой 120—180 г с соблюдением правил проведения работ с использованием экспериментальных животных (Guidelines for the use of animals in neuroscience research, 1991). Опыты по изучению болевой чувствительности выполнены в соответствии с этическими предписаниями Руководства по использованию животных в исследовании, принятого Международной ассоциацией по изучению боли (Guidelines for the use of animals in research, International association for the study of pain, 1980, 1983) При проведении исследований животные были распределены по сериям, которые включали несколько групп (Таблица 1).

Методы оценки болевой чувствительности. Для оценки болевой чувствительности у животных в условиях свободного поведения использовали как стандартные методы оценки боли (Вальдман A.B., Игнатов Ю.Д., 1976; Буреш Я. В и др., 1991; Кукушкин М.Л., 1995; Wall P.D. et al., 1979; Yaksh T.L., 1989; Le Bars D.et al., 2001), так и разработанные нами методы. Для оценки физиологической боли были использованы стандартные тесты Tail Flick и Hot Plate, в основе которых лежит регистрация латентного периода защитной реакции животного в ответ на ноцицептивное раздражение. Болевую чувствительность у животных тестировали, используя приборы фирмы "Ugo Basil" (Италия).

Таблица 1

Распределение экспериментальных животных по сериям

Условия эксперимента и число групп в серии Число животных

Разработка модели центрального спинального болевого синдрома на крысах путем нарушения торможения с помощью столбнячного токсина (7 групп) 121

Разработка модели центрального спинального болевого синдрома на крысах путем нарушения торможения с помощью пенициллина (5 групп) 60

Разработка модели механической аллодинии (4 группы) 40

Разработка модели центрального спинального болевого синдрома на хомячках (4 группы) 32

Разработка модели центрального тригеминального болевого синдрома на крысах (6 групп) 76

Разработка модели центрального тригеминального болевого синдрома на хомячках (3 группы) 30

Разработка модели центрального таламического болевого синдрома на крысах (4 группы) 36

Регистрация ноцицептивного флексорного рефлекса (3 группы) 26

Электрофизиологические исследования на модели центрального спинального болевого синдрома (5 групп) 40

Электрофизиологические исследования на модели центрального тригеминального болевого синдрома (4 группы) 37

Электрофизиологические исследования ДЯШ (6 групп) 61

Изучение эффектов антител к нейромедиаторам (12 групп) 78

Влияние электростимуляции ДЯШ на ЦБС (4 группы) 30

Влияние верапамила на ЦБС (6 групп) 60

Влияние агониста 5НТ-3 рецепторов на ЦБС (4 группы) 56

Влияние агонистов каннабиноидных рецепторов на ЦБС (11 групп) 64

Методы моделирования и оценки центральных болевых синдромов

При разработке моделей ЦБС мы руководствовались принципами теории генераторных и системных механизмов нейропатологических синдромов (Г.Н. Крыжановский, 1980, 1997). Генератор патологически усиленного возбуждения создавали в ноцицептивной системе путем нарушения тормозных механизмов с помощью конвульсантов. Использовали два вида конвульсантов: концентрированный столбнячный токсин и натриевую соль пенициллина. Генератор патологически усиленного возбуждения создавали в трех структурах соматосенсорной системы:

• на уровне спинного мозга - в дорсальных рогах люмбального отдела спинного мозга (для моделирования центрального спинального болевого синдрома),

• на уровне продолговатого мозга - в каудальном ядре спинального тракта тригеминального нерва (для моделирования центрального тригеминального болевого синдрома),

• на уровне промежуточного мозга - в желатинозном ядре таламуса (для моделирования центрального тригеминального болевого синдрома).

Для введения конвульсантов в структуры ЦНС применяли метод агаровой пластинки с депонированным в нее конвульсантом и метод стереотаксической микроинъекции веществ по координатам соответствующих атласов мозга крыс и мозга хомячков (Pellegrino L. J., Cushman A.J. 1967; Paxinos G, Watson C.R.R., 1986; Knigge K.M., 1968).

Для моделирования спинального ЦБС животным под наркозом (эфирным или гексеналовым ЗОмг/кг) после унилатеральной ламинэктомии проводили микроинъекцию столбнячного токсина в дорсальные рога люмбального отдела спинного мозга (L4 - L6) с помощью микропипетки на глубину 600 - 800 мкм, т.е. в область пластин IV-V по Рекседу (Rexed В., 1953), или путем аппликации агаровой пластинки с конвульсантом. Пенициллин, депонированный в агаровую пластинку в разных дозах (7000, 12500, 25000, 50000 ЕД в 1 мл), апплицировали на дорсальную поверхность спинного мозга. Столбнячный токсин вводили в дорсальные рога в дозах 0,25 - 1 ДЛМ в объеме 1 мкл 1-3 микроинъекциями.

Для моделирования тригеминального и таламического ЦБС столбнячный токсин в дозе 0,25-1 ДЛМ в объеме 1 мкл животным под наркозом (эфирным или гексеналовым ЗОмг/кг) вводили через трепанационное отверстие в черепе с помощью микроинъектора в каудальное ядро спинального тракта тригеминального нерва или в желатинозное ядро таламуса по стереотаксическим координатам соответствующих атласов. Контрольные животные получали инактивированный столбнячный токсин или 0,9 % NaCl.

Подопытных животных помещали в прозрачную камеру, оснащенную акустическими и тензометрическими датчиками, позволяющими регистрировать вокализацию (фонограмму) и двигательные реакции животного (актограмму). Наблюдение за клиническими проявлениями ЦБС проводилось экспериментатором по специальному протоколу, согласно которому по 3-х балльной шкале регистрировались следующие поведенческие реакции:

• спонтанная вокализация в период приступа боли,

• спонтанная общая двигательная реакция в период приступа боли,

• аутотомия (реакция самоповреждения),

• аллодиния (болевая реакция в ответ на неболевое механическое воздействие кисточкой),

• частота спонтанных приступов боли в 1 мин,

• общая длительность спонтанных приступов боли в течение 1 мин.

Результаты оценки интенсивности ЦБС по шести показателям графически отображались в виде векторно-круговой радиальной диаграммы. Площадь многоугольника, образуемого линиями, соединяющими значения показателей на осях, характеризовала степень развития синдрома.

Для количественной оценки спонтанных приступов боли и аллодинии у животных с центральной невропатической болью были разработаны два суммарных показателя: аккумулятивный показатель аллодинии (АПА) и аккумулятивный показатель спонтанных приступов боли (АПСП). АПА рассчитывали по формуле А=В х N, где В - выраженность аллодинии в баллах, N - число точек с аллодинической реакцией из 40 тестируемых точек в дерматомах, топографически соответствующих пораженным сегментам спинного мозга. АПСП рассчитывали по формуле А=В х Т, где В -выраженность приступов в баллах, Т - общая длительность приступов в фиксированном (1 мин) интервале времени.

Регистрация микроциркуляции. Биомикроскопическое изучение микроциркуляции в брыжейке у крыс и в слизистой защечных мешков у хомячков проводили с помощью установки, созданной на базе микроскопа Docuval (Германия). Морфофункциональное состояние тучных клеток оценивали после фиксации 96° спиртом участка, расположенного на световоде, и последующей окраски 0,5% - 1% толуидиновым синим. Венулярную проницаемость для частиц коллоидного угля определяли методом «меченых сосудов». Степень выраженности стресс-реакции в организме определяли по изменению массы тимуса, селезенки, надпочечников.

Электрофизиологические методы исследования

Ноцицептивный флексорный рефлекс регистрировали в двуглавой мышце бедра крысы при помощи биполярных игольчатых электродов в ответ на ноцицептивное электрораздражение рецептивного поля п. suralis импульсами тока длительностью 1 мс и интенсивностью до 15 мА по стандартной методике (Schouenborg J., Kalliomaki J. 1990; Le Bars D. et al. 2001). Биоэлектрические сигналы поступали на вход широкополосного усилителя осциллографа VC-9 (Nihon Kohden, Япония), после чего подавались через аналого-цифровой преобразователь на персональный компьютер. Анализ биоэлектрической активности проводили на компьютеризированной системе сбора и анализа данных Microlink (Biodata Limited, Англия). Анализировали латентный период, длительность, частоту и характер разрядов раннего и позднего компонентов ноцицептивного флексорного рефлекса.

Регистрация биоэлектрической активности в дорсальных рогах спинного мозга. Для регистрации вызванных потенциалов (ВП) в дорсальных рогах люмбального отдела (L4-L6) спинного мозга у наркотизированных (уретан 1400 мг/кг) крыс использовали методику отведения ВП с помощью стеклянных микроэлектродов, заполненных 2,5М раствором NaCl. Индифферентный электрод крепили в мышцах спины. Глубина погружения микроэлектрода была 400 - 800 мкм от дорсальной поверхности спинного мозга, что соответствовало уровню IV-V пластин дорсального рога (Paxinos G.,

Watson С, 1982, 1986), где расположены нейроны, относящиеся по своим функциональным характеристикам к ноцицептивным нейронам. Животное обездвиживали миорелаксином (50 мг/кг), переводили на искусственное дыхание, температуру животного поддерживали на уровне 37°С. ВП регистрировали в ответ на электростимуляцию седалищного нерва прямоугольными импульсами тока длительностью 0.1 мс, используя электростимулятор SEN-3015 (Nihon Kohden, Япония). Регистрация ВП велась по постоянному току, потенциалы поступали на вход микроэлектродного усилителя MZ-4 (Nihon Kohden, Япония), а затем широкополосного усилителя осциллографа VC-9 (Nihon Kohden, Япония) и записывались на магнитографе DER-3515 (Sony, Япония). Анализ ВП осуществляли после усреднения 10-15 потенциалов на компьютизированной системе сбора и анализа данных Microlink (Biodata Limited, Великобритания).

Регистрация биоэлектрической активности коры головного мозга. Электрокортикограмму (ЭКоГ) и ВП регистрировали в сенсомоторной коре головного мозга в соответствующей зоне представительства задней конечности или в зоне представительства морды в фокусе их максимальной активности у крыс под уретановым наркозом (1400 мг/кг), обездвиженных миорелаксином (50 мг/кг), с помощью серебряного электрода диаметром 0,3 мм, заканчивающегося сферическим утолщением диаметром 0,5 мм. Индифферентный электрод крепили в костях черепа. ВП у крыс вызывали электростимуляцией прямоугольными импульсами тока длительностью 0,1 мс либо седалищного нерва, либо участков кожи в области иннервации инфраорбитальной ветви тригеминального нерва, Для электростимуляции использовали электростимулятор SEN-3015 (Nihon Kohden, Япония). ВП поступали на вход широкополосного усилителя осциллографа VC-9 (Nihon Kohden, Япония). Анализ ВП осуществляли после усреднения 10-15 потенциалов на компьютизированной системе сбора и анализа данных Microlink (Biodata Limited, Великобритания).

Регистрация биоэлектрической активности в ДЯШ. Внеклеточную импульсную активность нейронов в ДЯШ исследовали с помощью стандартной методики экстраклеточного отведения потенциалов стеклянными микроэлектродами, заполненными 2,5М раствором NaCl, с диаметром кончика 1-3 мкм (Костюк П.Г, 1960). В установке для регистрации импульсной активности нейронов были использованы следующие приборы: микроэлектродный усилитель MZ-4 (Nichon Kohden, Япония), двухлучевой осциллограф VC-9 (Nichon Kohden, Япония), анализатор АТАС (Nichon Kohden, Япония). Импульсную активность нейронов исследовали в треках ДЯШ, расположенных во фронтальных плоскостях АР=-5,8 и АР=-6,0 мм протяженностью по глубине от 5,5 до 6,5 мм и отстоящих друг от друга в медиолатеральном направлении на 0,2 мм. В каждом треке оценивали наличие или отсутствие активности в 11 точках, отстоящих друг от друга по вертикали на 0,1 мм. ВП в ДЯШ в ответ на ноцицептивное электрическое раздражение, наносимое на кожу задней конечности через игольчатые электроды, отводили

нихромовыми электродами (диаметр 0,2 мм) в стеклянной изоляции, соединенными с микропипеткой для последующей инъекции препарата. Регистрируемые потенциалы фотографировали с экрана монитора двухлучевого осциллографа VC-9 (Nihon Kohden, Япония).

Иммунологические методы исследования. Антитела к глутамату, серотонину и ГАМК получали путем гипериммунизации кроликов соответствующим конъюгированным антигеном (соответствующий нейромедиатор - бычий сывороточный альбумин). Конъюгированные антигены получали реакцией ковалентного связывания соответствующего гаптена с диазотированным белком по стандартной методике. Полученные конъюгаты по данным спектофотометрического анализа содержали от 7 до 20 молекул нейромедиатора на одну молекулу белка, что обеспечивало максимальный иммунный ответ на гаптен. Антитела в виде гаммаглобулиновых фракций выделяли из сыворотки крови методом переосаждения сульфатом аммония, очищали путем диализа и лиофилизировали. Аналогичным образом выделяли гаммаглобулиновую фракцию у интактных, неиммунизированных кроликов, которую использовали для контрольных опытов.

Статистическая обработка экспериментальных данных производилась с помощью компьютерных программ (Microsoft Excel Ms Office XP, Statistica 6.0). При обработке данных использовали описательную статистику, данные представлены в виде М±т, где М - среднее значение, т - ошибка среднего значения. Достоверность полученных данных оценивали с помощью непараметрические и параметрические методов статистического анализа в соответствии с материалами руководства по медико-биологической статистике (Гланц С. А., 1999), используя критерий знаков, %2 критерий, критерий Вилкоксона, критерий Манна-Уитни, t критерий Стьюдента, однофакторный дисперсионный анализ (one-way ANOVA).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫХ БОЛЕВЫХ СИНДРОМОВ

Первоначальной задачей настоящего исследования явилась разработка моделей центральной невропатической боли, поскольку в настоящее время возможности экспериментального изучения патогенетических механизмов центральных невропатических болевых синдромов ограничены из-за отсутствия моделей центральной невропатической боли. Модели центральной невропатической боли создавали путем формирования в ноцицептивной системе генератора патологически усиленного возбуждения с помощью нарушения пре- и постсинаптического торможения конвульсантами. Использовали два вида конвульсантов: столбнячный токсин, блокирующий выделение тормозных медиаторов (Крыжановский Г. Н., 1966; Крыжановский Г.Н. и др., 1973, 1974; Луценко В.К. и др., 1981; Curtis D. R. et al., 1973), и пенициллин, нарушающий ГАМКергическое торможение (Curtis D. R. et al., 1972; Hill R.G. et al., 1973; Futamachi K. Y., Prince D. A., 1975; MacDonald R.L.,

Barker J.L., 1978; Bakay R.A. et al., 1979; Harris A.B. 1981). Дефицит торможения создавали в разных структурах ноцицептивной системы: в дорсальных рогах спинного мозга, каудальном ядре тригеминального нерва и желатинозном ядре таламуса (Рис.1. А).

2 ,-^ /7г—лЛ

генератор ( 1 1 1 1 1 ¡4 1 'T-jtt-f- »—1

з

I ( w J HfffMfP-

1S I1 < \l

генератор

А Б В

Рис. 1. Моделирование центральных болевых синдромов: 1-центрального болевого синдрома спинального происхождения, 2 -центрального болевого синдрома тригеминального происхождения, 3 - центрального болевого синдрома таламического происхождения.

А - штриховкой на схемах указаны зоны дефицита торможения в дорсальном роге спинного мозга (1), каудальном ядре тригеминального комплекса (2), желатинозном ядре таламуса(З).

Б - записи фонограммы (верхняя кривая) и актограммы (нижняя кривая) при приступах боли у животных с соответствующей моделью ЦБС. В - позы животных в момент приступа боли при развитии соответствующего ЦБС.

Как показали проведенные эксперименты, после нарушения тормозных процессов в структурах ноцицептивной системы у животных возникали спонтанные приступы боли в виде вокализации, вылизывания и вычесывания зоны, топографически соответствующей локализации повреждения в ноцицептивной системе. После унилатерального введения конвульсантов в дорсальные рога люмбального отдела спинного мозга зоной локализации боли была поверхность задней ипсилатеральной конечности, после введения в каудальное ядро тригеминального нерва зона боли проецировалась в область иннервации инфраорбитального нерва, после введения в желатинозное ядро таламуса зоны боли мигрировали (Рис.1.В). На рис.1, представлены записи спонтанных приступов боли в виде фоно- и актограммы, регистрируемые у животных после введения конвульсанта в соответствующие структуры (Рис. 1.Б), и характерные позы животного при развитии центральной невропатической боли (Рис. 1.В). У животных с сильно выраженными спонтанными приступами боли наблюдалась аутотомия (феномен самоповреждения), которая считается проявлением невропатической боли у экспериментальных животных после повреждения нервной системы (Крыжановский Г.Н. и др. 1991; Wall P.D. et al. 1979). Другим характерным проявлением невропатической боли у животных после введения конвульсантов было наличие аллодинии (стимулозависимой боли), когда в ответ на неболевое касание кисточкой в соответствующей зоне (задняя конечность при спинальном ЦБС, триггерные точки на морде при тригеминальном ЦБС, зоны на туловище при таламическом ЦБС) возникала болевая реакция, сопровождаемая вокализацией и двигательной реакцией. Аллодиния является характерным признаком невропатической боли в клинике (Алексеев В.В., Яхно Н.Н, 2001; Кукушкин М.Л., Хитров Н.К., 2004; Данилов А.Б., Давыдов А.Б., 2007; Boivie J., 1984, 1999).

Возникновение центральной невропатической боли у животных не было связано с видовыми особенностями строения структур ноцицептивной системы или с полом животного, поскольку ЦБС развивался у животных обоего пола, модель можно было создать на крысах (беспородных и линии Wistar) и на хомячках. Все модели ЦБС характеризовались аналогичными болевыми поведенческими реакциями в виде алллодинии и спонтанных приступов. В этом плане наши экспериментальные данные согласуются с клиническими исследованиями, свидетельствующими, что возникновение невропатической боли не зависит от пола и возраста пациентов (Яхно H.H. и др., 2008).

На моделях ЦБС были изучены показатели микроциркуляции. Проведенные исследования показали, что у крыс и хомячков с моделями ЦБС отмечаются нарушения в микроциркуляторной системе, выражающиеся в замедлении кровотока в венулах, агрегации эритроцитов, плазматизации, увеличении сократительной активности лимфатических микрососудов, повышении дегрануляции тучных клеток и усилении венулярной проницаемости (Рис.2).

Отмеченные микроциркуляторные нарушения, выявленные на моделях ЦБС, аналогичны тем, которые наблюдались другими исследователями у экспериментальных животных с невропатической болью периферического происхождения (Крыжановский Г.Н. и др., 1993). Наши результаты согласуются также и с клиническими данными, свидетельствующими о системных микроциркуляторных нарушениях при тригеминальной невралгии, болях цервикалыюго генеза (Карлов В. А. и др., 1984).

Рис. 2.

Микроциркуляторные нарушения у крысы с центральным болевым синдромом.

а - агрегация эритроцитов в

капиллярах в виде «монетных столбиков»,

б - крупные эритроцитарные агрегаты в венуле диаметром 60 мкм,

в - плазматизация венулы,

г - экстравазация эритроцитов около

венулы.

Биомикроскопия брыжейки крысы, ув. 180.

Анализируя данные по моделированию ЦБС, мы пришли к заключению, что нарушение торможения в ноцицептивной системе ЦНС является условием для возникновения центральной невропатической боли, при этом степень и локализация первичного нарушения тормозных процессов влияет на симптоматику центральной невропатической боли.

Вводя различные дозы конвульсанта, мы обнаружили, что при низкой дозе конвульсанта у животных развивалась аллодиния, с увеличением дозы у животных, кроме аллодинии, появлялись спонтанные приступы боли, т.е. возникновение отдельных симптомов центрального болевого синдрома зависело от степени нарушения торможения (Таблица 2).

Таблица 2

Симптоматика болевого синдрома в зависимости от дозы конвульсанта

Концентрация пенициллина, апплицируемого на дорсальную поверхность спинного мозга

7000 ЕД (п=8) 12500 ЕД (п=16) 25000 ЕД (п=8) 50000 ЕД (п=8)

Наличие и выраженность аллодинии (в баллах) 0 1.9±0.1 2.7±0.2 2.9±0.1

Наличие и выраженность спонтанных приступов боли (в баллах) 0 0 1.9±0.1 2.8±0.1

Моделирование центральной невропатической боли позволило установить, что локализация болевого синдрома у животных топографически связана с зоной нарушенного торможения. Например, при моделировании ЦБС у крыс путем унилатерального нарушения торможения в разных сегментах люмбо-сакрального отдела спинного мозга было установлено, что локализация аллодинии и спонтанных приступов боли у крыс с ЦБС четко связана с зоной нарушения торможения в соответствующем сегменте спинного мозга (Рис.3).

Рис. 3. Соматотопическая связь между областью нарушенного торможения в дорсальных рогах люмбо-сакральных сегментов

спинного мозга (верхняя схема) и зоной боли на стороне дефицита торможения (нижняя схема).

Одинаковой штриховкой

обозначены области нарушения торможения в спинном мозге и соответствующие нарушению зоны боли на задней конечности и хвосте.

Таким образом, в результате проведенной работы по моделированию невропатической боли центрального происхождения на крысах и хомячках были созданы новые модели центральной невропатической боли с характерными клиническими проявлениями:

• модель центрального спинального болевого синдрома,

• модель центрального тригеминального болевого синдрома,

• модель центрального таламического болевого синдрома,

• модель аллодинии.

Общим для всех созданных моделей ЦБС было наличие стимулозависимой боли - аллодинии и стимулонезависимой боли -спонтанных приступов боли. Индивидуальным для каждой модели явилась локализация боли, длительность синдрома, степень выраженности болевых поведенческих реакций. Созданные модели были использованы при изучении патогенетических механизмов центральной невропатической боли и ее коррекции.

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕВРОПАТИЧЕСКОЙ БОЛИ

Для понимания патогенеза центральной невропатической боли принципиально важным является изучение нейрональной активности в центральных структурах соматосенсорной системы при развитии этой боли, поэтому в электрофизиологических опытах на моделях ЦБС были исследованы характер и особенности биоэлектрической активности в ноцицептивной и антиноцицептивной системах.

Исследование особенностей биоэлектрической активности в дорсальных рогах спинного мозга у крыс с центральным болевым синдромом

Биоэлектрическая активность в дорсальных рогах люмбальных Ь4-Ь6 сегментов спинного мозга была исследована у интактных крыс (п=8), у крыс с аппликацией 0,9% №С1 (п=8), у крыс на модели ЦБС (п=8), а также у крыс на модели аллодинии, вызванной низкими дозами пенициллина (п=8). У крыс до аппликации пенициллина на спинной мозг и в контрольных опытах (введение 0,9% №С1) в ответ на электростимуляцию седалищного нерва в популяции нейронов на уровне IV-V пластин дорсального рога регистрировали ВП принципиально одинакового вида.

Комплексу ВП предшествовало низкоамплитудное позитивно-негативное колебание, обусловленное приходом разряда афферентных волокон. Первым синхронным компонентом регистрируемого ВП был выраженный негативный компонент (N1). Латентный период N1 равнялся 3,5±0,1 мс, а предшествующей афферентной волны 2,2±0,1 (Рис. 4).

Рис. 4. Вызванные потенциалы в дорсальном роге Ь5 сегмента спинного мозга до (1,2) и после (3) аппликации пенициллина.

1 - стимуляция седалищного нерва током 0,06 мА (подпороговое раздражение) до введения пенициллин, 2 стимуляция 0,15 мА до введения пенициллина, 3 - стимуляция седалищного нерва током 0,06 мА через 30 мин после аппликации пенициллина на дорсальную поверхность Ь4-Ь6 сегментов спинного мозга. Моменты стимуляции отмечены точками. Калибровка 500 мкВ, 10 мс.

Возникновение синхронного ответа происходило за счет активации А(3 -волокон, на это указывает скорость, с которой приходит афферентная волна, поскольку протяженность седалищного нерва от стимулирующих до регистрирующих электродов составляет 8-10 см и время прихода афферентной волны в спинной мозг равняется 2,2±0,1 мс, следовательно, скорость распространения сигнала соответствует диапазону скорости по А(3-волокнам (40-90 м/с). Негативный компонент N1 имел следующие амплитудно-временные характеристики: в сегменте Ь4 - амплитуда N1 равнялась 0,42±0,02 мВ, длительность 9,0±0,2 мс; в сегменте Ь5 соответственно - амплитуда 0,55±0,03 мВ, длительность 9,4±0,2 мс; в сегменте Ь6 - амплитуда 0,33±0,03 мВ, длительность 9,6±.0,2 мс. Негативный компонент ВП сопровождался позитивным компонентом (Р), являющимся гиперполяризационной волной длительностью 20 - 25 мс. В условиях нормы порог возникновения N1 был 0,12±0,3 мА (Таблица 3).

В период максимального развития болевого синдрома со спонтанными приступами боли ВП в сегментах Ь4-Ь6, возникающие в ответ на электростимуляцию седалищного нерва, претерпевали значительные изменения. Через 30 мин после локальной аппликации пенициллина на дорсальную поверхность сегментов Ь4-Ь6, в период максимального развития болевого синдрома у крыс, стимуляция седалищного нерва током подпороговой для нормы силы вызывала выраженный ответ в виде возросшего N1 и появления вместо компонента Р длительной деполяризационной волны -компонента N2 (Рис. 4). Как правило, деполяризационная волна N2 начиналась

уже на вершине N1, сливалась с этим компонентом и продолжалась длительное время, в течение десятков и сотен миллисекунд. Порог возникновения ВП в период развития синдрома достоверно снижался на 50% (Таблица 3). Существенным моментом следует считать обнаруженное увеличение амплитуды и длительности компонентов ВП в период максимального развития синдрома. У крыс с ЦБС изменения ВП регистрировались в дорсальных рогах всех трех лгомбальных сегментов, на которые апплицировали пенициллин (50000 ЕД): в L4 амплитуда ВП составляла 0,83±0,05 мВ, длительность > 80-90 мс; в L5 - 1,08±0,04 мВ, длительность > 100 мс; в L6 - 0,71±0,05 мВ, длительность > 80-90 мс. Длительность N1-N2 комплекса ВП у крыс с синдромом составляла 80-100 мс, что более чем вдвое превышало длительность (30-40 мс) Nl-Р комплекса ВП до введения пенициллина.

Исследование ВП в дорсальных рогах спинного мозга у крыс, которым апплицировали на L4 - L6 сегменты низкую дозу пенициллина (12500 ЕД), вызывающую только аллодинию, показало, что изменения ВП, как и в случае развернутой картины ЦБС, касались порога, амплитуды, длительности и полярности компонентов. ВП в спинном мозге в случае развития аллодинии появлялся при подпороговой для нормы электростимуляции седалищного нерва, что свидетельствовало о снижении порога возбудимости в популяции нейронов с нарушенными тормозными процессами (Таблица 3). У крыс с аллодинией в дорсальных рогах L4-L6 сегментов регистрировали ВП со следующими амплитудно-временными характеристиками: в L4 амплитуда -0,46±0,03 мВ, длительность - 8,8±0,4 мс; в L5 амплитуда - 1,00±0,06 мВ, длительность > 100 мс; в L6 амплитуда - 0,38±0,03 мВ, длительность - 10,2±0,4 мс.

Таблица 3

Параметры вызванных потенциалов в дорсальных рогах спинного мозга при электростимуляции седалищного нерва у крыс с центральной болью

Условия опытов Порог ВП (в мА) Амплитуда ВП (мВ) Наличие N2 (% случаев)

Крысы интактные (п=8) 0.12±0.03 0,55±0,03 0

Крысы со спонтанными приступами боли (п=8) 0.06±0.02 * 1,08±0,04 * 100*

Крысы с аллодинией (п=8) 0.06±0.02 * 1,00±0,06 * 100*

* - Р<0,01 по сравнению с интактными крысами

Таким образом, в результате проведенных электрофизиологических исследований установлено, что нейрональная активность в популяции нейронов IV-V пластин дорсальных рогов люмбальных отделов спинного мозга у крыс со спонтанными приступами боли и с аллодинией существенно изменена по сравнению с активностью у интактных крыс, об этом свидетельствуют снижение порога возникновения ВП, увеличение амплитуды и длительности негативного N1 компонента ВП, отсутствие компонента Р и появление вторичного негативного N2 компонента. Анализ данных электрофизиологических опытов указывает на вовлечение в продукцию возбуждения большого числа гиперактивных нейронов, синхронизацию их активности, способность длительно генерировать возбуждение.

Исследование особенностей биоэлектрической активности в коре головного мозга у крыс с центральным болевым синдромом

На моделях спинального и тригеминального ЦБС была исследована биоэлектрическая активность в высшем отделе ноцицептивной системы - в сенсомоторной коре головного мозга. После аппликации на дорсальную поверхность Ь4-Ь6 сегментов спинного мозга крыс пенициллина в высокой дозе (50000 ЕД), вызывающей выраженный ЦБС со спонтанными приступами боли, при регистрации фоновой электрической активности в соответствующей (контралатеральной по отношению к стороне аппликации пенициллина) сенсомоторной коре головного мозга, в фокусе максимальной активности седалищного нерва, появлялись спонтанно возникающие разряды в виде пик -волновых комплексов (Рис. 5.2) по 3-8 волны в группе. Пароксизмальная активность появлялась с частотой 3-5 раз в минуту. При аппликации пенициллина в низкой дозе 12500 ЕД, вызывающей у крыс лишь аллодинию, пароксизмальной активности в сенсомоторной коре отмечено не было (Рис. 5.3). У контрольных крыс пароксизмальная активность в сенсомоторной коре не регистрировалась.

ВП в сенсомоторной коре головного мозга при стимуляции седалищного нерва у крыс с центральной невропатической болью регистрировались как позитивно-негативные комплексы с постразрядами. Пороги ВП при электростимуляции седалищного нерва на стороне аппликации пенициллина были снижены на 30% как у крыс с аллодинией, так и у крыс со спонтанными приступами боли (Р<0,05), и ВП возникали при подпороговой для интактных крыс стимуляции седалищного нерва. Наиболее существенным на наш взгляд было появление в комплексе ВП постразрядов в виде групп острых волн.

Рис. 5. Фоновая электрическая активность в сенсомоторной коре головного мозга до и после аппликации на дорсальную поверхность Ь4-Ь6 сегментов спинного мозга различных доз пенициллина.

1- контроль; 2- и 3- через 40 мин после аппликации на дорсальную поверхность

сегментов Ь4-Ь6 спинного мозга пенициллина в дозе 50000 ЕД (2) и 12500 ЕД (3). Калибровка 100 мкВ, 1 с.

Как уже говорилось выше, одной из особенностей биоэлектрической активности в сенсомоторной коре было наличие пароксизмальной активности при развитии спонтанных приступов боли и отсутствие такой активности у крыс с аллодинией и без спонтанных приступов боли. Кроме этого, у крыс со спонтанными приступами боли была выявлена и другая характерная особенность нейрональной активности сенсомоторной коры. Ритмическая стимуляция тканей передней конечности на стороне аппликации пластины, не вызывающая у интактных крыс ответов в сенсомоторной коре в фокусе максимальной активности седалищного нерва, после аппликации пенициллина (50000 ЕД) на дорсальную поверхность Ь4-Ь6 сегментов приводила к возникновению в этой зоне коры ВП с постразрядами. Ответы появлялись на первый и последующие предъявляемые стимулы. В то же время на модели аллодинии, вызванной аппликацией низкой дозы пенициллина (12500 ЕД), ответы при стимуляции тканей передней конечности в сенсомоторной коре в фокусе максимальной активности седалищного нерва не возникали даже при значительном увеличении стимулирующего тока.

При исследовании биоэлектрической активности в сенсомоторной коре головного мозга на модели тригеминального ЦБС также были выявлены изменения нейрональной активности корковых нейронов. Через 20 мин после микроинъекции пенициллина в каудальное ядро тригеминального нерва отмечено появление в контралатеральной сенсомоторной коре пик-волновых разрядов. Через 30-40 мин разряды группировались в пачки, пачка состояла из 4-6 разрядов, ее длительность составляла 1-2 с (Рис. 6). В контрольной группе

после введения животным 0,9 % ЫаС1 в каудальное ядро описанных изменений

Рис. 6. Фоновая биоэлектрическая активность в сенсомоторной коре головного мозга крысы до и после микроинъекции пенициллина в каудальное ядро

тригеминального комплекса.

I - микроинъекция 0,9 % №С1 в ядро, II - микроинъекция пенициллина в ядро. 1 - до и 2 -после микроинъекций. Калибровка 100 мкВ, 1 с.

Характерной особенностью биоэлектрической активности в сенсомоторной коре у крыс с тригеминальным ЦБС, возникающим после микроинъекции пенициллина в каудальное ядро, было также появление в комплексе ВП постразрядов из нескольких позитивно-негативных колебаний (Рис. 7). У интактных животных и у животных после введения 0,9% ИаС1 в каудальное ядро такой формы активности после раздражения кожи морды не наблюдали.

Рис. 7. Вызванные потенциалы с длительным постразрядом в сенсомоторной коре у крысы с центральным тригеминальным болевым

синдромом.

ВП в правом (1) и левом (2) полушариях при стимуляции кожи морды слева в области иннервации инфраорбитального нерва. Пенициллин введен в каудальное ядро слева.

Калибровка 1 мВ, 100 мс.

ЭКоГ в сенсомоторной коре не наблюдали.

При анализе биоэлектрической активности в ноцицептивных структурах у животных с разными формами центральной невропатической боли особого внимания заслуживают следующие факты (Таблица 4):

• снижение порога и увеличение амплитуды ВП в спинном мозге и сенсомоторной коре при стимуляции зон, соматотопически связанных с пулом нейронов с нарушенными тормозными процессами,

• появление не наблюдаемых в условиях нормы деполяризационных волн в комплексе ВП в спинном мозге и синхронных постразрядов волн в комплексе ВП в сенсомоторной коре в ответ на стимуляцию соответствующей соматотопической зоны,

• развитие эпилептиформных разрядов в фоновой активности сенсомоторной коры при наличии спонтанных приступов боли,

• возникновение ВП в сенсомоторной коре у крыс со спонтанными приступами боли при ритмической стимуляции удаленного источника, не связанного с зоной мозга с нарушенными тормозными процессами.

Полученные данные свидетельствуют о сенситизации и гиперактивности ноцицептивных нейронов как в первичных, так и в вышележащих центрах ноцицептивной системы, вовлечении в продукцию возбуждения большого числа гиперактивных нейронов, синхронизации их активности, способности длительно генерировать возбуждение и являются доказательством того, что в период развития центральной невропатической боли происходит формирование в ноцицептивной системе пулов гиперактивных нейронов с длительным самоподдерживающимся возбуждением Совокупность отмеченных изменений, согласно теории генераторных и системных механизмов нейропатологических синдромов Т.Н. Крыжановского (1980, 1997), отражает формирование генератора патологически усиленного возбуждения, способного длительно продуцировать поток импульсов, способствующих вовлечению структур ноцицептивной системы в патологическую интеграцию — ПАС.

Данные электрофизиологического исследования также свидетельствуют о том, что при развитии ЦБС происходят глубокие нейрональные пластические изменения, которые заключаются в том, что нейроны, ранее не реагировавшие на предъявляемый раздражитель, по мере развития синдрома начинают отвечать разрядами.

Полученные данные о формировании при центральной боли новых патологических интеграции в ноцицептивной системе, захватывающих и высший корковый уровень, согласуются с данными о многоуровневой ПАС, являющейся патогенетической основой невропатического болевого синдрома периферического происхождения (Крыжановский Г.Н. и др., 1992, 1993).

Таблица 4

Особенности биоэлектрической активности у крыс с центральной невропатической болью

Характер изменений нейрональной активности в ноцицептивной системе Крысы со спонтанными приступами боли (% случаев) Крысы с аллодинией (% случаев)

особенности нарушений биоэлектрической активности в дорсальных рогах спинного мозга снижение порога возникновения ВП 100 100

увеличение амплитуды ВП 100 100

появление в комплексе ВП компонента N2 100 100

отсутствие компонента Р в комплексе ВП 100 100

особенности нарушений биоэлектрической активности в сенсомоторной коре головного мозга снижение порога возникновения ВП 100 100

увеличение амплитуды ВП 100 100

появление ВП с постразрядами 100 100

появление в ЭКоГ пик-волновых разрядов 100 0

появление в ЭКоГ пик-волновых разрядов при стимуляции удаленных зон 100 0

Характер нейрональной активности в антиноцицептивной системе у крыс с центральным болевым синдромом

С целью оценки состояния активности антиноцицептиной системы при развитии ЦБС и определения ее вклада в патогенез центральной невропатической боли была исследована биоэлектрическая активность нейронов в серотонинергической структуре антиноцицептивной системы -ДЯШ.

Исследования импульсной активности нейронов ДЯШ у интактных, ложнооперированных животных показали, что для ядра характерно наличие тонически активных нейронов с различным паттерном (Рис. 8), при этом доля активных зон в ядре составляло 30 % от общего числа регистрировавшихся зон

(п=287). У животных с ЦБС. через 30 мин после аппликации пенициллина на спинной мозг, т. е. в период максимального развития синдрома, число активных нейронов увеличивалось до 50% (Р<0,05).

Рис. 8. Изменение паттерна импульсной

активности нейронов в дорсальном ядре шва при развитии центрального

болевого синдрома у крыс. На осциллограммах:

неритмический (1),

ритмический (2) и пачечный (3) типы активности. Калибровка 500 мкВ (1,2), 200 мкВ(З), 1 с. На круговых диаграммах представлено соотношение неритмического (точки),

ритмического (белый сектор) пачечного (штриховка)

паттерна активности в дорсальной (верхний полукруг) и вентральной (нижний полукруг) частях ДЯШ у крыс интактных (I),

ложнооперированных (II) и с ЦБС (III).

Средняя частота разрядов нейронов в ДЯШ у интактных (п=88) и ложнооперированных животных (п=76) не различалась и составляла 4,5—5,5 имп/с. У животных с ЦБС частота разрядов нейронов (п=75) была достоверно (Р<0,05) более высокой по сравнению с интактными и ложнооперированными животными, достигая 8,5±0,9 имп/с. При анализе нейрональной активности было установлено, что у животных с ЦБС в ДЯШ возрастает доля нейронов с пачечным типом активности (Рис.8).

Таким образом, проведенное исследование показало, что в период развития ЦБС, происходит изменение активности нейронов антиноцицептивной структуры. Увеличение числа активных зон ядра, возрастание средней частоты импульсной активности нейронов, числа нейронов с пачечным типом активности свидетельствуют об активации ДЯШ. Казалось бы, возникает противоречие: с одной стороны наблюдается повышенная активность в антиноцицептивной системе, и, следовательно, усиливается тормозное влияние на ноцицептивную передачу, с другой стороны имеет место выраженный

центральный болевой синдром. Но, как показала оценка болевой чувствительности к термическому ноцицептивному воздействию с помощью теста Hot Plate, являющегося тестом физиологической боли, этого наблюдаемого усиления достаточно, чтобы подавить лишь физиологическую боль. У крыс наблюдали достоверное повышение латентного периода болевой реакции в ответ на ноцицептивное термическое воздействие. Следовательно, тормозное влияние со стороны антиноцицептивной системы в этих условиях эффективно только в отношении физиологической боли и недостаточно в отношении патологической боли, какой является центральная невропатическая боль. Из этого следует, что если усилить активность антиноцицептивной системы, то можно подавить ЦБС, что было проверено в следующей серии опытов.

В поведенческих опытах сравнивались клинические проявления ЦБС у крыс без усиленной активации антиноцицептивной системы (п=5) и у крыс с гиперактивацией антиноцицептивной системы (п=8), вызванной нейрохимической стимуляцией путем введения в него конвульсанта. Конвульсант столбнячный токсин (1 мкл) вводили в ДЯШ в разные сроки до создания ЦБС (за 2, 4, 6, 8 часов), а также одновременно с моделированием болевого синдрома. Как показали проведенные исследования, предварительная нейрохимическая активация антиноцицептивной системы за 4-6-8 часов до моделирования ЦБС, но не позже чем за 2 часа до начала моделирования ЦБС, предотвращала развитие центральной невропатической боли (Рис. 9). ЦБС у животных с активированной антиноцицептивной системой не развивался. ЦБС у животных, которым не активировали антиноцицептивную систему, спонтанные приступы боли и аллодиния были четко выражены.

11 I

Рис. 9. Влияние нейрохимической активации дорсального ядра шва на центральный болевой синдром у крыс.

//

Клинические проявления центрального болевого синдрома без активации дорсального ядра шва (I) и после предварительной нейрохимической активации ДЯШ (II). Верхние кривые -

актограмма и нижние

фонограмма. Отметка времени 5с

О повышении активности ДЯШ свидетельствовали данные исследования биоэлектрической активности в ядре. После нейрохимической активации ДЯШ наблюдали существенные изменения ВП в ответ на электрическое раздражение кожи задней конечности. Эти изменения заключались в том, что N1-компонент комплекса ВП значительно увеличивался (Рис. 10), в среднем на 100% (Р< 0,05).

Рис. 10. Изменение амплитуды компонентов ВП в дорсальном ядре шва после введения в него конвульсанта.

Белые столбики - до введения токсина, заштрихованные - после введения. По оси ординат - амплитуда компонентов ВП (в мкВ); по оси абсцисс - компоненты ВП. Внизу схема измерения соответствующих компонентов ВП.

* - Р<0,05 по сравнению с показателями до введения СТ.

Тот факт, что только предварительное создание гиперактивности в ДЯШ отменяет развитие ЦБС, можно объяснить тем, что для подавления столь тяжелого синдрома, необходимо, чтобы в ДЯШ ко времени возникновения ЦБС повышенная нейрональная активность была уже сформирована.

Таким образом, наше положение о том, что формирование центрального болевого синдрома происходит при недостаточности тормозного влияния со стороны антиноцицептивной системы мозга, подтверждается тем, что при повышении нейрональной активности в ядре до необходимого уровня тормозный контроль со стороны антиноцицептивной системы в отношении ЦБС осуществляется.

Наши данные о роли нарушения тормозных процессов в развитии центральной невропатической боли с одной стороны согласуются с существующей в литературе гипотезой Head Н, Holmes G. и ее современными модификациями (Head Н., Holmes G, 1911; Cesaro Р. et al, 1991; Craig A.D., ¡998, 1999), рассматривающими растормаживание в специфических лемнисковых и неспецифических структурах таламуса, термосенсорных путях таламуса, как причину возникновения центральной боли, но с другой стороны отличаются, поскольку наши данные показывают, что возникновение центральной невропатической боли может быть обусловлено не только нарушением в системе таламуса, но и

гоо 100 - ft « If * 1* 1 rt I

р, у-- --

нарушением торможения на разных уровнях центральной ноцицептивной и антиноцицептивной систем.

Полученные результаты исследования нейропатофизиологических механизмов центральной невропатической боли дают возможность заключить, что развитие центральной невропатической боли обусловлено возникновением в ноцицептивной системе на первом и последующих уровнях ЦНС агрегатов сенситизированных нейронов, действующих как сетевые генераторы усиленного самоподдерживающегося возбуждения, а также дизрегуляцией во взаимодействии активности антиноцицептивной и ноцицептивной систем. Указанные процессы формируют ПАС, которая является патогенетической основой центрального невропатического болевого синдрома.

Роль иммунного фактора в патогенезе центральной невропатической боли

До настоящего времени остается малоизученным такой важный вопрос проблемы центральной невропатической боли, как роль иммунной системы в механизмах развития центральных болевых синдромов. Современные данные литературы свидетельствуют о существенной роли иммунологических факторов в развитии неврологических нарушений (Ковалев И.Е. и др., 1987; Крыжановский Г.Н. и др. 1991, 2003; Дамбинова С.А. и др. С.А., 1996; Скоромец A.A. и др., 1997; Евсеев В.А. и др., 2001; Магаева C.B., Морозов С.Г., 2005; Сорокина Е.Г. и др., 2006; Евсеев В.А., 2007; Евсеев В.А. и др., 2008; Klein R. et al., 199; Fundytus M.E. et al„ 1998; McKnight K. et al., 2005).

Исследуя патогенетические механизмы развития центральной невропатической боли, мы уделили особое внимание участию в развитии центральной невропатической боли антител к нейромедиаторам, которые рассматриваются как фактор обратной связи во взаимодействии ЦНС и иммунной системы (Ашмарин И.П., Фрейдлин И.С, 1989; Евсеев В.А., 2007). Были изучены иммунонейромодулирующие эффекты антител к возбуждающим и тормозным нейромедиаторам (глутамату, серотонину, ГАМК), которые играют ключевую роль в развитии и подавлении невропатических болевых синдромов.

Рис. 11. Динамика развития механической аллодинии,

вызванной интратекальным

введением антител к ГАМК.

На оси ординат -аккумулятивный показатель аллодинии (в усл. ед.), на оси абсцисс - время после введения антител к ГАМК.

* - Р<0,001 по сравнению с аккумулятивным показателем при введении 0,9% NaCl

15 мин 30 мин

Как показали исследования, аппликация животным (п=6) агаровой пластинки с антителами к тормозному медиатору ГАМК в дозе 300 мкг на дорсальную поверхность Ь4-Ь6 сегментов спинного мозга приводила к появлению у подопытных животных механической аллодинии (Рис. 11). Через 10-15 минут после интратекального введения антител к ГАМК у всех животных в ответ на легкое касание кисточкой кожи в области дерматомов, подвергшихся воздействию антител к ГАМК, возникала болевая реакция. Неболевое механическое раздражение вызывало отдергивание ипсилатеральной задней конечности и вокализацию, что свидетельствовало о наличии механической аллодинии в этой зоне. В этот период аккумулятивный показатель аллодинии (АПА), характеризующий интенсивность и площадь зоны механической аллодинии, равнялся 21,1±4,3 усл. ед. К 30 минуте после аппликации на дорсальную поверхность спинного мозга антител к ГАМК интенсивность и площадь аллодинии достигала максимальных значений, у крыс при легком неболевом механическом касании кожи возникала сильная непрерывная вокализация, отдергивание ипсилатеральной задней конечности и бурная реакция избегания с последующим хаотическим бегом (АПА =34,6±17,1). Через 60 минут показатели аллодинии уменьшались, зоны аллодинии редуцировались, аккумулятивный показатель аллодинии принимал минимальные значения (АПА=9,2±1,6). При интратекальной аппликации указанной дозы антител к ГАМК на спинной мозг наблюдали развитие только аллодинии, спонтанных приступов у животных не было зарегистрировано. Также не было обнаружено влияния на болевую чувствительность антител к ГАМК (50 мг/кг) при системном внутрибрюшинном способе введения.

Исследование возможности иммуномодуляции болевой чувствительности антителами к тормозным нейромедиаторам было продолжено в опытах по изучению эффектов антител к другому тормозному нейромедиатору серотонину. Интратекальное (Ь4-Ь6) введение крысам (п=10) антител к серотонину в дозе 300 мкг приводило к развитию у подопытных животных механической аллодинии на стороне аппликации. В 60% случаев у подопытных животных в ответ на легкое касание кисточкой кожи в области дерматомов, подвергшихся воздействию антител к серотонину, возникала аллодиническая реакция. В контрольных группах, в которых животным на дорсальную поверхность мозга апплицировали либо 0,9% ИаС1 (п=6), либо гамма-глобулин (п=6), не было обнаружено каких-либо поведенческих проявлений центральной невропатической боли.

Поскольку эффекты антител к нейромедиаторам обнаруживались только при непосредственном подведении их к структурам ЦНС, то были проведены опыты, чтобы проверить, влияют ли антитела к нейромедиаторам на биоэлектрическую активность нейронов.

В электрофизиологических опытах исследовали влияние высокоочищенных антител к серотонину на биоэлектрическую активность нейронов сенсомоторной коры головного мозга крыс. Подопытным крысам в сенсомоторную кору головного мозга вводили антитела к серотонину (10 мкг,

п=10), контрольным крысам вводили гамма-глобулин (10 мкг, п=5) либо физиологический раствор (п=5) на глубину 200 мкм в объеме 2 мкл в течение 2 мин и регистрировали биоэлектрическую активность (ЭКоГ).

Как показали проведенные опыты, фоновая нейрональная активность сенсомоторной области коры больших полушарий у крыс до введения исследуемых веществ характеризовалась сочетанием низкоамплитудных быстрых (12-16 Гц) и медленных (4-6 Гц) колебаний. Интракортикальное введение антител к серотонину приводило к появлению на ЭКоГ в первые 2-3 минуты реакции десинхронизации, при которой преобладающим ритмом были низкоамплитудные (до 40 мкВ) волны частотой 16-20 Гц. Начиная с 5-10 минуты после введения антител к серотонину, у всех животных (п=10) на ЭКоГ возникали непродолжительные одиночные и групповые высокоамплитудные разряды (до 300-500 мкВ), следующие с частотой 2-3 в 1 сек. Через 20 минут после введения антител к серотонину периоды пароксизмальной активности увеличивались и регистрировались уже в виде доминирующего высокоамплитудного ритма с частотой волн 4-6 Гц. Эпилептиформная активность после интракортикального введения антител к серотонину сохранялась у крыс на протяжении всего периода исследования (60 мин). У животных с введением в сенсомоторную кору физиологического раствора было зарегистрировано в первые минуты микроинъекции снижение амплитуды волн и увеличение их частоты. В последующем фоновая ритмика восстанавливалась. В контрольных опытах с использованием гамма-глобулина также в первые минуты микроинъекции наблюдалась реакция десинхронизации, которая в дальнейшем сменялась кратковременным появлением на ЭКоГ редких одиночных высокоамплитудных разрядов и восстановлением фоновой ритмики ЭКоГ через 15-20 мин. Развитие эпилептиформной активности после введения антител к серотонину может быть обусловлено снижением тормозного серотонинергического контроля.

Изучение роли антител к нейромедиаторам в патогенезе центральной невропатической боли было продолжено при исследовании влияния антител к возбуждающему нейромедиатору глутамату, который является ключевым звеном в запуске синаптических, внесинаптических и внутринейрональных процессов при патологической боли.

После интратекального введения антител к возбуждающему нейромедиатору глутамату в дозе 300 мкг животным с ЦБС (п=6) существенно была снижена интенсивность болевых пароксизмов (Р<0,01) по сравнению с контрольной группой животных (Рис. 12.А), в то же время выраженность аллодинии не претерпевала (Р>0,05) каких- либо изменений (Рис. 12.Б). Внутрибрюшинное введение антител к глутамату в дозе 50 мг/кг крысам с центральным болевым синдромом (п=7) не влияло на развитие как спонтанных приступов, так и аллодинии (Р>0,05).

Рис. 12. Влияние интратекального введения антител к глутамату на спонтанные приступы боли и аллодинию.

Заштрихованные столбики - введение 0,9% №С1, темные столбики -введение антител к глутамату. А - спонтанные приступы боли, Б - аллодиния.

*- Р<0,01 по сравнению с контрольной группой

Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что антитела к нейромедиаторам обладают нейротропным эффектом, при этом антитела к тормозным нейромедиаторам при интратекальном введении обладают проноцицептивным эффектом и приводят к развитию у животных центральной невропатической боли в виде механической аллодинии, а антитела к возбуждающему нейромедиатору глутамату при интратекальном введении обладают антиноцицептивным эффектом и снижают выраженность спонтанных приступов боли. Кроме того, данные о разнонаправленных модулирующих эффектах антител к возбуждающим и тормозным нейромедиаторам являются доказательством значимости дизрегуляции баланса процессов возбуждения-торможения в ноцицептивной системе, приводящей к развитию ПАС, а также подтверждают многогранность патофизиологических процессов, вовлекаемых в формирование ПАС.

КОРРЕКЦИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕВРОПАТИЧЕСКОЙ БОЛИ

Данные фундаментальных исследований, полученные при изучении нейропатофизиологических и нейроиммунопатологических механизмов центральной невропатической боли и позволившие нам заключить, что в основе патогенеза центральной невропатической боли лежит дизрегуляция

взаимодействия антиноцицептивной и ноцицептивной систем, дали нам основание считать, что одним из принципов коррекции центральной невропатической боли может являться восстановление нарушенного баланса антиноцицептивная-ноцицептивная системы путем активации антиноцицептивной системы. В связи с этим, на моделях ЦБС были изучены эффекты электростимуляции ДЯШ, а также влияние серотонинергической системы и каннабиноидергической системы на центральную невропатическую боль.

На моделях ЦБС было показано, что восстановление баланса взаимодействия антиноцицептивная - ноцицептивная системы путем нейроэлектростимуляции ДЯШ оказывает тормозное влияние на спонтанные приступы боли и аллодинию у крыс с тригеминальным и спинальным ЦБС (Рис. 13).

Электростимуляцию ДЯШ у крыс со спинальным ЦБС (п=15) и тригеминальным ЦБС (п=15) осуществляли через предварительно (за 10 дней) вживленные в ядро электроды. Достоверное снижение интенсивности синдрома наблюдали при следующих параметрах электростимуляции ДЯШ: длительность прямоугольного стимула 0,5 мс, частота 15-30 Гц и сила раздражения 5-12 В. При повышении силы раздражения более 14В у животных, кроме аналгезии, возникал ряд побочных нежелательных эффектов: беспокойство, гиперактивная двигательная реакция. Обезболивающее влияние нейроэлектростимуляции было более выражено на модели ЦБС спинального происхождения.

Рис. 13. Подавление спонтанных приступов боли у крысы с центральным спинальным

болевым синдромом

электростимуляцией дорсального ядра шва.

Фонограмма (1) и актограмма (2) до (I) и во время (II) электростимуляции (6В, 30Гц) ДЯШ. Период

электростимуляции отмечен сплошной линией над отметкой времени (3). Калибровка времени Юс.

Наши данные об анальгетическом эффекте, обусловленном гиперактивацией нейронов антиноцицептивной системы, и имеющиеся в

литературе сообщения о стимуляционной аналгезии (stimulation-produced analgesia, Mayer D. J. et al, 1971), а также клинические данные о подавлении центральной боли при электростимуляции коры (Tsubokawa Т. et al., 1993) и о подавлении различных видов невропатической боли при электростимуляции глубинных структур мозга ((Шабалов В.В., Исагулян Э.Д., 2005; Meyerson В.А., Linderoth В., 1999, 2001) доказывают, что восстановление баланса между анти-и ноцицептивной системами является патогенетически обоснованным принципом коррекции центральной невропатической боли.

Большой спектр нейромедиаторов, участвующих в работе антиноцицептивной системы, открывает широкие возможности для целенаправленного патогенетически обоснованного поиска коррекции невропатических болевых синдромов через воздействие на нейромедиаторные процессы, усиливающие тормозную активность антиноцицептивной системы.

В настоящее время роль тех или иных нейромедиаторов в механизмах коррекции невропатической боли исследуется в основном применительно к невропатической боли периферического происхождения, участие различных нейромедиаторных систем в контроле центральной невропатической боли остается малоизученным.

В нашей работе были изучены антиноцицептивные эффекты агониста серотониновых 5НТ-рецепторов и агонистов каннабиноидных рецепторов.

А Б

Рис. 14. Влияние агониста 5-НТ3 рецепторов квипазина на центральный болевой синдром у крысы.

На радиальных диаграммах представлены показатели ЦБС у крыс после интратекального введения введения 0,9% NaCl (А) и 200 мкг квипазина (Б). Показатели синдрома (в %): 1 - вокализация, 2 - общая двигательная реакция в период приступа, 3 - аутотомия, 4 - механическая аллодиния, 5 - частота спонтанных приступов боли, 6 - длительность спонтанных приступов боли.

У крыс с ЦБС (п=9) интратекальная (L4-L6) аппликация 200 мкг агониста серотониновых 5-НТЗ рецепторов квипазина (Sigma, США)

вызывала достоверное (Р<0,01) снижение интенсивности болевого синдрома по сравнению с животными контрольной группы, которым вводили 0,9% NaCl (п=10), при этом степень снижения показателей болевого синдрома была различной (Рис. 14). В большей степени уменьшались частота приступов (на 30%), аутотомия (на 27%) и общая двигательная реакция (на 27%). В меньшей степени - вокализация и аллодиния (соответственно на 22% и 14%). Антиноцицептивный эффект квипазина был подтвержден при изучении его влияния на ноцицептивный флексорный рефлекс. Интратекальное введение крысам (п=9) 200 мкг квипазина влияло на поздний компонент ноцицептивного флексорного рефлекса, который отражает активацию С-афферентов. Квипазин повышал порог возникновения позднего компонента и его продолжительность, вплоть до полного его подавления.

В настоящее время перспективным направлением в плане поиска новых возможностей коррекции невропатической боли является использование эндогенной каннабиноидергической антиноцицептивной системы. Открытие каннабиноидных рецепторов и эндогенных лигандов к ним: липофильных соединений анандамида (арахидонилэтаноламид) и 2-арахидонилглицерина, способствовало возросшему научному интересу к изучению регуляторных механизмов каннабиноидов, а также изучению возможности с помощью эндогенной каннабиноидергической системы управлять патологическим процессом. Эндогенная каннабиноидергическая система в организме человека и животных представлена специфическими рецепторами, их агонистами, механизмами синтеза и инактивации (Devane W.A., 1992; Pertwee R.G., 1997, 1999; Glass M. et al, 1997; Farquhar-Smith W.P. et al., 2000; Rice A.S.C., 2003). Наличие каннабиноидных рецепторов продемонстрировано в ключевых структурах, осуществляющих регуляцию болевой чувствительности: в дорсальных рогах спинного мозга, ростровентромедиальном отделе продолговатого мозга, околоводопроводном сером веществе ствола мозга, ядрах таламуса (Чурюканов М.В., Чурюканов В.В., 2005; Devane W.A. et al., 1992; Pertwee R.G., 1997, 1999; Richardson J.D. et al., 1998; Glass M. et al., 1999; Farquhar-Smith W.P. et al., 2000; Rice A.S.C. et al., 2003). Анальгетический эффект каннабиноидов показан у животных на моделях воспаления (Jaggar S. I. et al., 1998; Richardson J.D. et al., 1998; Martin W.J. et al., 1999; Clayton N. et al., 2002), на моделях периферического невропатического болевого синдрома (Chapman V., 2001; Fox A. et al., 2001). Однако экспериментальные исследования по изучению влияния агонистов каннабиноидных рецепторов на моделях центральной боли не проводились. В нашей работе впервые представлены экспериментальные данные об обезболивающем влиянии каннабиноидов на центральную невропатическую боль.

На модели ЦБС были изучены эффекты следующих агонистов каннабиноидных рецепторов: анандамида, WIN55,212-2 и HU210. В контрольных опытах крысам с ЦБС вводили 0,9% NaCl и 0,9% NaCl+ДМСО

(диметилсульфоксид), ДМСО был использован при приготовлении растворов каннабиноидов.

Системное введение эндогенного агониста каннабиноидных рецепторов анандамида (20 мг/кг внутрибрюшинно) животным с ЦБС (п=6) в течение первых 15 мин после введения уменьшало выраженность спонтанных приступов (АПСП15мин =66,6±11,4) и не влияло на выраженность аллодинии (АПА15 мин =45±10). Через 30 мин при системном способе введения анандамида аккумулятивные показатели симптомов центральной боли практически были на уровне контрольных показателей и соответственно равнялись - АПСП30мин= 12б,7±34,2 и АПА30мин=58,5±3,9. Через 60 мин спонтанные приступы боли и аллодиния были даже усилены по сравнению с выраженностью спонтанных приступов и аллодинии у животных контрольных групп (0,9%ЫаС1 и ДМСО), аккумулятивные показатели соответственно составили АПСП60мин=115,4±41,7; АПА60мин=70,8±16,8 (Рис. 15,16).

Интратекальное введение анандамида (10, 100 мкг), особенно в дозе 100 мкг, существенно влияло на развитие ЦБС у крыс (п=12). Анандамид через 15 мин после введения уменьшал зону аллодинии и ее интенсивность на 56% (АПА15мин= 17±5,9), через 30 мин на 86% (АПА30мин=8,4±5,4) и через 60 мин на 94% (АП60мин=3,1±2,5). При интратекальном способе введения анандамид также достоверно в течение 30 мин снижал выраженность, частоту и длительность спонтанных приступов боли, соответствующие аккумулятивные показатели равнялись: через 15 мин - АПСП15мин=28,8±13,4, через 30 мин -АПСП30мин=15,5±8,6 (Рис. 15, 16).

Системное введение синтетического лиганда каннабиноидных рецепторов \¥ГМ55,212-2 в дозе 1 мг/кг крысам с ЦБС достоверно подавляло аллодинию и спонтанные приступы боли. Через 15 мин после внутрибрюшинного введения \VIN55,212-2 аккумулятивный показатель аллодинии был уменьшен на 75% (АПА15 мин =10,0±6,0,); а спонтанных приступов боли на 90% (АПСП15мин=11,4±4,8). Через 30 - 60 мин после введения \VIN55,212-2 анальгетический эффект сохранялся и показатели соответственно равнялись - АПА30мин=9,8±,6,5; АПСП30мин=22,4±3,7 и АПА60мин=3,4±2,2; АПСП60мин=4,8±2,4, при этом в 50% случаев центральный невропатический болевой синдром подавлялся полностью (Рис. 15, 16).

После интратекального введения \¥Ш55,212-2 в дозе 100 мкг анальгетический эффект был более выражен, чем анальгетический эффект анандамида. Через 15 мин после интратекального введения WIN55,212-2 наблюдали либо полное подавление аллодинии у крыс с ЦБС, либо снижение на 99% (АПА15мин=0,3±0,3), в это время у животных с ЦБС полностью подавлялись спонтанные приступы боли (АПСП15мин=0±0). Обезболивающий эффект \УШ55,212-2 был стойким и длительным, о чем свидетельствуют аккумулятивные показатели через 30 и 60 мин после введения. Так, через 30 мин аллодиния была подавлена на 98% (АПА30мин=1,2±0,9), а спонтанные приступы боли на 99%

(АПСП30мин=0,6±0,6). Через 60 мин также существенно были подавлены все симптомы ЦБС, в среднем аллодиния была подавлена на 71% (АПА60мин=13,4±10,4), а спонтанные приступы боли на 84% (АПА60мин=4,0±4,0) (Рис. 15, 16).

При системном введении синтетического лиганда каннабиноидных рецепторов НШЮ в дозе 50 мкг/кг достоверно подавлялись спонтанные приступы и аллодиния. Через 15 мин после внутрибрюшинного введения НШЮ спонтанные приступы были уменьшены на 76% (АПСП15мин= 29,2±5,9), а аллодиния была снижена на 69% (АПА=12,4±8,1). Через 30 мин показатели для спонтанных приступов были снижены на 91% (АПСП30 мин=23,1±5,9) и для аллодинии на 81% (АПА30мин=5,0±3,0), при этом у части животных (33% случаев) аллодиния отсутствовала.

180

15 имн

30 мн

60 м«

□ 0.9%№а В анэдаад, 20 иг/кг 0 Ш210,50 миУкг

НДМСО

■ N55,212-2,1 мЛг

м

я ш _ га о ч

8 И

-а з зг.

5 * с Ели «1С С I < >, га о-

г-о ; с ! о

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

15 ми

Хм

60 мн

□ 0.9%№а ндесо

ШанадаццЮют вэвдалщ, 100 мс ■ \Л/1КБ5,212-2,100мт йШ210,5м<г

А Б

Рис. 15. Влияние каннабиноидов на спонтанные приступы боли.

А - системное введение, Б - интратекальное введение.

* - Р<0,05 по сравнению с 0.9% ЫаС1, # - Р<0,05 по сравнению с ДМСО.

А Б

Рис. 16. Влияние каннабиноидов на аллодинию.

А - системное введение, Б - интратекальное введение.

* - Р<0,05 по сравнению с 0,9% NaCl, # - Р<0,05 по сравнению с ДМСО.

Выраженный обезболивающий эффект HU210 был отмечен у крыс с ЦБС и через 60 мин, в среднем спонтанные приступы боли были уменьшены на 84% (АПСП60мин=5,8±4,8), а аллодиния была уменьшена на 94% (АПА=2,3±2,3), при этом спонтанные приступы боли в 50% случаев и аллодиния в 83% случаев подавлялись полностью (Рис. 15,16).

Через 15 мин после интратекального введения 5 мкг HU210 наблюдали почти полное снижение (99%) спонтанных приступов боли (АПСП=1.7±0.8) и полное подавление аллодинии (АПА=0±0) у крыс с ЦБС. Обезболивающий эффект интратекального введения HU210 через 30-60 мин был особенно выраженным в отношении спонтанных приступов боли, о чем свидетельствуют аккумулятивные показатели через ЗОмин (АПСП30мин=15,1±0,7, АПА30мин=10,9±0,9) и через 60 мин (АПСП60мин=3,6±2.0, АПА60мин=13,3±11,7) (Рис. 15, 16).

Следует отметить, что агонисты каннабиноидных рецепторов в используемых дозах не вызывали изменения двигательной активности у крыс, о чем свидетельствовало контрольное тестирование двигательной активности крыс на приборе «Rota-Rod" (Ugo Basil, Италия).

Полученные в настоящем исследовании данные свидетельствуют о том, что системное и интратекальное введение агонистов каннабиноидных рецепторов животным с ЦБС приводит к подавлению как аллодинии, так и

спонтанных приступов боли. Отсутствие обезболивающего действия анандамида при системном введении, по всей видимости, связано с его быстрой инактивацией гидролазой амида жирных кислот.

Наблюдаемое нами одновременное подавление каннабиноидами аллодинии и спонтанных приступов боли хорошо согласуется с данными, свидетельствующими о том, что агонисты каннабиноидных рецепторов могут взаимодействовать как с пре -, так и с постсинаптическими каннабиноидными рецепторами, одновременно влияя и на секрецию нейромедиаторов из центральных терминален первичных афферентов, и на активность постсинаптических нейронов дорсального рога (Hohmann A.G. et al., 1998, 1999; Chapman V., 2001; Morisset V., Urban I. 2001). Учитывая также, что при развитии невропатической боли наблюдается ир-регуляция каннабиноидных рецепторов в структурах центральной нервной системы (Siegling A. et al., 2001; Lim G. et al., 2003), можно думать, что использование средств, активирующих каннабиноидергическую систему, будет вполне оправданным.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенной работы были созданы новые модели невропатической боли центрального происхождения с клиническими проявлениями в виде спонтанных приступов боли и аллодинии. Модели ЦБС характеризовались поведенческими проявлениями боли, изменениями в системе микроциркуляции, вовлечением иммуномодулирующих процессов, изменениями биоэлектрической активности на разных уровнях ноцицептивной системы, дизрегуляцией во взаимодействии антиноцицептивной и ноцицептивной систем.

На разработанных моделях центральной невропатичекой боли были получены доказательства, что в основе развития центральной невропатической боли лежат следующие основные процессы: дизрегуляторные процессы, затрагивающие баланс возбуждение - торможение в антиноцицептивной и ноцицептивной системах; нейроиммунопатофизиологические процессы, модулирующие деятельность ноцицептивной системы;

нейропатофизиологические процессы, вызывающие в ноцицептивной системе на первом и последующих уровнях передачи возникновение агрегатов сенситизированных нейронов, действующих как сетевые генераторы усиленного самоподдерживающегося возбуждения. Указанные процессы объединяют ноцицептивные структуры в новую патодинамическую интеграцию - ПАС, результатом деятельности которой является центральный болевой синдром.

Патогенетически обоснованная коррекция может быть эффективна при воздействии на указанные процессы. Как показали исследования на моделях ЦБС, активация антиноцицептивной системы, приводящая к восстановлению баланса взаимодействия антиноцицептивная - ноцицептивная системы, подавляет клинические проявления ЦБС. Воздействие на тормозные

нейромедиаторные системы, в частности каннабиноидергическую и серотонинергическую, приводит к усилению активности антиноцицептивной системы и подавлению экспериментальной центральной невропатической боли, что может быть использованы при разработке новых анальгетических средств для терапии центральной невропатической боли.

ВЫВОДЫ

1. На основе теории генераторных и системных механизмов нейропатологических расстройств созданы новые экспериментальные модели центральной невропатической боли: модель центрального болевого синдрома спинального происхождения, модель центрального болевого синдрома тригеминального происхождения, модель центрального болевого синдрома таламического происхождения, модель аллодинии.

2. Патогенетической основой развития центральной невропатической боли является формирование в структурах регуляции болевой чувствительности патологической алгической системы, характеризующейся недостаточностью антиноцицептивного тормозного контроля, повышением возбудимости и реактивности ноцицептивных нейронов как в первичных, так и в вышележащих центрах ноцицептивной системы, включая кору головного мозга.

3. Нарушение тормозных процессов в центральных структурах ноцицептивной системы является условием для развития клинических симптомов центральной невропатической боли в виде аллодинии и спонтанных приступов боли, что подтверждается возникновением аллодинии и спонтанных приступов боли при создании дефицита торможения в структурах ноцицептивной системы и их подавлением при нейроэлектрической и нейрохимической активации антиноцицептивной системы. Локализация нарушения торможения в ноцицептивной системе влияет на соматотопическую проекцию центральной невропатической боли, а степень нарушения торможения определяет симптоматику центральной невропатической боли.

4. У животных со спонтанными приступами боли и у животных с аллодинией отмечается гиперактивность нейронов в ноцицептивной системе, характеризующаяся снижением порога и увеличением амплитуды вызванных потенциалов в дорсальных рогах спинного мозга и сенсомоторной коре головного мозга, появлением деполяризационных волн в комплексе ВП в спинном мозге и синхронных постразрядов волн в комплексе ВП в сенсомоторной коре. Для животных со спонтанными приступами боли характерно наличие спонтанных эпилептиформных разрядов в сенсомоторной коре головного мозга.

5. Антитела к нейромедиаторам оказывают иммуномодулирующее влияние на центральную невропатическую боль. Антитела к тормозным нейромедиаторам серотонину и ГАМК обладают проноцицептивным эффектом, а антитела к возбуждающему нейромедиатору глутамату обладают антиноцицептивным эффектом.

6. Одним из основных принципов коррекции центральной невропатической боли является восстановление нарушенного баланса во взаимодействии антиноцицептивной и ноцицептивной систем путем активации антиноцицептивной системы.

7. Электростимуляция дорсального ядра шва подавляет центральный болевой синдром у животных.

8. Агонист серотониновых рецепторов 5НТ-3 квипазин снижает выраженность аллодинии и спонтанных приступов боли у животных с центральным болевым синдромом.

9. Агонисты каннабиноидных рецепторов анандамид, \УГЫ55,212-2 и Ни210 эффективно купируют экспериментальный центральный болевой синдром, подавляя патологическую алгическую систему, и могут быть использованы при разработке новых перспективных анальгетиков для включения в комплексную патогенетическую терапию центральных невропатических болевых синдромов

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Крыжановский Г.Н., Графова В.Н., Данилова Е.З., Игонькина С.И, Сахарова О.П. Болевой синдром спинального происхождения. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1973. - Т. 76. - №9. - С. 31- 35.

2. Крыжановский Г.Н., Графова В.Н., Данилова Е.З., Игонькина С.И. Исследование болевого синдрома спинального происхождения (к концепции генераторного механизма болевого синдрома). // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1974.-Т. 78.-№.7.-С. 15-20.

3. Крыжановский Г.Н., Игонькина С.И., Графова В.Н., Данилова Е.З. Экспериментальная тригеминальная невралгия (к концепции генераторного механизма болевого синдрома). // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1974. - Т. 78.-№11.-С. 16-20.

4. Крыжановский Г.Н., Игонькина С.И. Экспериментальные синдромы боли и зуда таламического происхождения. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1976. -Т.81. - №6. - С.651-653.

5. Игонькина С.И., Крыжановский Г.Н. Анальгезия при электростимуляции ядер среднего мозга у крыс с болевым синдромом спинального происхождения. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1977. - Т. 84. - №7. - С. 1619.

6. Крыжановский Г.Н., Игонькина С.И. Анальгезия, вызванная созданием генератора возбуждения в среднем мозгу. // Бюл. эксперим. биол. и мед. -1978.-Т. 85.-№2.-С. 145-148.

7. Игонькина С.И., Крыжановский Г.Н. К анализу аналгезии, вызванной созданием генератора возбуждения в дорсальном ядре шва. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1979. - Т.88. - №9. - С. 278-281.

8. Алиев М.Н., Игонькина С.И., Крыжановский Г.Н. Образование генератора патологически усиленного возбуждения в хвостатом ядре при экспериментальном паркинсоническом синдроме. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1981. - Т. 92. -№12. - С. 657-659.

9. Крыжановский Г.Н., Игонькина С.И. Влияние электростимуляции околоводопроводного серого вещества среднего мозга на экспериментальную тригеминальную невралгию. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1983.-Т. 95.-№6.-С. 15-17.

10.Крыжановский Г.Н., Петров Р.В., Графова В.Н.,.Данилова Е.И, Захарова Л.А., Игонькина С.И., Лебедева М.А., Михайлова А. А.Влияние миелопептидов на физиологическую и патологическую боль. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1986 -Т. 102.-№8.-С. 181-183.

11.Крыжановский Г.Н., Игонькина С.И., Трубецкая В.В. Влияние болевого синдрома спинального происхождения на болевые реакции, вызванные ноцицептивным термическим воздействием. // Бюл. эксперим. биол. и мед. -1987.-Т. 104. - №8. -С. 149-151.

12.Крыжановский Г.Н., Игонькина С.И., Трубецкая В.В., Оеме П., Бинерт М. Влияние субстанции Р и ее фрагментов на физиологическую и патологическую боль. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1988. - Т. 105. - №6. -С. 655-657.

13.Крыжановский Г.Н., Горизонтова М.П., Игонькина С.И. Изменение системы микроциркуляции при болевом синдроме спинального происхождения. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1988. - Т. 106. - №9. - С. 280282.

14.Крыжановский Г.Н., Игонькина С.И., Трубецкая В.В., Оеме П., Одарюк Ю. Влияние субстанции Р на активность нейронов антиноцицептивной системы. //Бюл. эксперим. биол. и мед. 1989. - Т. 108. - №12. - С. 651-654.

15.Крыжановский Г.Н., Горизонтова М.П., Игонькина С.И. Влияние верапамила на поведенческие и микроциркуляторные нарушения при болевом синдроме спинального происхождения. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1990. - Т. 109. - №5. - С. 425-428.

16.Крыжановский Г.Н, Игонькина С.И., Трубецкая В.В. Изменение электрической активности нейронов дорсального ядра шва при развитии генератора патологически усиленного возбуждения в ноцицептивной системе. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1990. - Т. 110. - №12. - С. 573-576.

17.Крыжановский Г.Н, Горизонтова М.П, Игонькина С.И, Зинкевич В.А, Сперанская Т.В, Карганов М.Ю. Изменения микроциркуляции при экспериментальной тригеминальной невралгии у крыс. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1991.-Т. 111.-№1.-С. 9-.11.

18.Горизонтова М.П, Игонькина С.И, Зинкевич В.А, Сперанская Т.В. Состояние системы микроциркуляции у хомячков в условиях моделирования центральных болевых синдромов. // Патол. физиол. и эксперим. терапия. - 1991. - №6. - С. 12-15.

19.Крыжановский Г.Н, Игонькина С.И, Трубецкая В.В, Оеме П, Одарюк Ю. Влияние С-концевого фрагмента субстанции Р - СР5-11 на активность нейронов дорсального ядра шва. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1991. - Т. 112.-№12.-С. 578-580.

20.Крыжановский Г.Н, Решетняк В.К, Игонькина С.И, Зинкевич В.А, Эпилептиформная активность в соматосенсорной области коры у крыс с тригеминальной невралгией. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1992. - Т. 114. -№8-С. 126-128.

21.Ветрилэ Л.А, Башарова Л.А, Игонькина С.И., Трекова H.A.,.Евсеев В.А. Влияние антител к катехоламинам и серотонину на болевую чувствительность и развитие толерантности к морфину при экспериментальной наркомании. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1993. - Т. 116. - №11. - С. 453-455.

22.Игонькина С.И., Чалова В.В. Влияние гиперактивации соматосенсорной коры на болевой синдром спинального происхождения. // Патол. физиол. и эксперим. терапия. - 1995. - №1. - С. 12-14.

23.Трекова H.A., Ветрилэ Л.А, Башарова Л.А, Игонькина С.И, Евсеев В.А. Влияние антител к дофамину и норадреналину на болевую чувствительность животных. // Журн. высш. нерв. деят. - 1996. - Т. 46. - № 3. - С. 604-606.3

24.Евсеев В.А, Башарова Л.А Ветрилэ Л.А, Трекова H.A., Игонькина С.И, Миковская О.И. Иммунотерапия экспериментальной наркомании антителами к серотонину и дофамину. // Бюл. экспер. биол. и мед. - 1996. - Т. 122. -№8.-С. 189-192.

25.Крыжановский Г.Н, Решетняк В.К, Зинкевич В.А, Игонькина С.И., Чалова В.В. Новая модель аллодинии. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1996. -Т. 122. - №9.-С. 258-261.

26.Игонькина С.И., Решетняк В.К Влияние гидрокортизона на нейрогенный болевой синдром у крыс. // Эксперим. и клин, фармакол. - 1997. - Т. 60. - №1. -С. 13-15.

27.Игонькина С.И, Крыжановский Г.Н, Зинкевич В.А, Башарова Л.А, Ветрилэ Л.А, Евсеев В.А, Решетняк В.К, Кукушкин М.Л. Влияние антител

к серотонину на развитие нейропатического болевого синдрома. // Патол. физиол. и эксперим. терапия. - 1997 - №2. - С. 6-8.

28.Крыжановский Г.Н., Зинкевич В.А., Игонькина С.И., Чалова В.В., Решетняк В.К., Кукушкин M.JI. Особенности электрической активности в дорсальных рогах крыс с болевым синдромом спинального происхождения. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1998. - Т. 125. - .№3. - С. 269-272.

29.Игонькина С.И., Крыжановский Г.Н., Кукушкин М.Л., Решетняк В.К., Зинкевич В.А., Башарова Л.А., Ветрилэ Л.А., Евсеев В.А. Влияние антител к дофамину на развитие нейропатического болевого синдрома у крыс. // Жури, высш. нерв. деят. - 2000. - Т. 50. - №6. - С. 999-1006.

30.Игонькина С.И., Кукушкин М.Л., Башарова Л.А., Ветрилэ Л.А., Миковская О.И., Евсеев В.А. Влияние антител к серотонину на биоэлектрическую активность сенсомоторной коры. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 2001. - Т. 131.-№5,- С. 517-519.

31.Кукушкин М.Л., Игонькина С.И. Роль 5-НТЗ рецепторов в механизмах развития центрального болевого синдрома. // Бюл. эксперим. биол. и мед. -2003. - Т. 135,- №6. - С.647-651.

32.Евсеев В.А., Игонькина С.И., Ветрилэ Л.А.Иммунологические аспекты патологической боли. // Вестник РАМН. - 2003. - №6. - С. 12-16.

33..Кукушкин М.Л, Игонькина С.И., Гуськова Т.А. Изучение механизмов боли, индуцированной пефлоксацином. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 2004. -Т. 137. - №4. -С. 379-382.

34.Кукушкин М.Л., Игонькина С.И., Чурюканов М.В., Чурюканов В.В., Бобров М.Ю., Безуглов В.В., Грецкая Н.В. Роль агонистов каннабиноидных рецепторов в механизмах подавления центрального болевого синдрома. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 2006. - Т. 142. - № 7. - С.47-50.

Работы, опубликованные в научных журналах и сборниках

35.Игонькина С.И. Влияние электростимуляции ядер среднего мозга на физиологическую боль и болевой синдром спинального происхождения. // Вопросы общего учения о болезни. - М., 1976. - С.116-118.

36.Игонькина С.И Генераторные механизмы аналгезии центрального происхождения. // Актуальные проблемы заболевания и выздоровления. -М., 1981. - С.104-107.

37.Крыжановский Г.Н., Графова В.Н, Игонькина С.И., Луценко В.К., Никушкин Е.В., Полгар A.A. Базисные нервные процессы и их регуляция в механизмах формирования и ликвидации генераторов патологически усиленного возбуждения. // Патология нервной регуляции функций. - М., 1987.-С. 53-73.

38.Игонькина С.И., Трубецкая В.В. Нарушение антиноцицептивной регуляции и коррекция центральных болевых синдромов. // Нарушение механизмов регуляции и их коррекция. Тезисы докладов IV Всесоюзного съезда патофизиологов. - Кишенев, 1989. - Т.1. - С.83.

39.Igonkina S.I., Zinkevich V.A., Trubetzkaya V.V. Antinociceptive dysregulation and correction of spinal pain syndrome. / Constituent Congress International Society for Pathophysiology. - Moscow, 1991. - P. 49.

40.1gonkina S.I., Gorizontova M.P. Suppression of pathological pain by Mg2+ and verapamil. // The International symposium. Physiological and biochemical basis of brain activity. - St. Petersburg, 1994. - P. 27.

41.Kryzhanovsky G.N., Igonkina S.I. Effect of substance P fragments on pathological pain. // 7th International symposium. The Pain Clinic. - Istanbul, 1996.-Suppl. 1,-P. 353-354.

42.Igonkina S.I., Basharova L.A., Vetrile L.A., Zinkevich V.A. Effect of antiserotonin antibodies on the neuropathic pain syndrome. // XXXIII International Congress of Physiological Sciences. - St. Petersburg, 1997. -P095.20.

43.Igonkina S.I., Basharova L.A., Vetrile L.A. Effect of immunization by the serotonin-protein conjugate on the neuropathic pain syndrome in rats. // II Congress of the European Federation of IASP Chapters. Pain in Europe. -Barcelona, 1997. -P.374.

44.Igonkina S.I., Basharova L.A., Vetrile L.A., Kukushkin M.L. Induction of autoantibodies to dopamine and serotonin in rats with neuropathic pain syndrome. // The Pain Clinic. Abstracts of 8th World Congress. - Barcelona, 1998. - P. 106.

45.Igonkina S.I., Kukushkin M.L., Basharova L.A., Vetrile L.A. Role of the antibodies to serotonin in mechanisms of the neuropathic pain. // Pathophysiology. - 1998.-V. 5.-Suppl. 1. - P.198.

46.Kryzhanovsky G.N., Igonkina S.I. Effects of substance P fragments on pathological pain. // Pathophysiology. - 1999. - №6. - P. 179-184.

47.Игонькина С.И. Тактильная аллодиния, вызванная нарушением торможения в ноцицептивной системе. // Второй Российский конгресс по патофизиологии. - М., 2000.- С.54.

48.Igonkina S.I. The involvement of serotonergic system in tactile allodynia. // Acta Physiologica Hungary. - 2002. - V. 89. - P. 87.

49.Кукушкин M.Jl, Игонькина С.И., Гуськова T.A. Влияние фторхинолонов на систему болевой чувствительности. // Боль. - 2004. - №3. - С.17-20.

50.Крыжановский Г.Н., Решетняк В.К., Кукушкин M.JL, Игонькина С.И., Графова В.Н., Смирнова B.C. Патологические интеграции в системе болевой чувствительности при центральном болевом синдроме. // Боль. - 2004 - №4. -С. 10-15.

51.Игонькина С.И., Чурюканов М.В., Кукушкин M.JL, Чурюканов В.В., Бобров М.Ю., Безуглов В.В., Грецкая Н.В. Влияние анандамида на центральный болевой синдром. // Третий Российский конгресс по патофизиологии. - Москва, 2004. - С.29-30.

52.Игонькина С.И., Кукушкин МЛ., Ветрилэ Л.А., Евсеев В.А Влияние антител к глутамату на центральный болевой синдром. // Патогенез. - 2005. -№1. - С.13-14.

53.Кукушкин M.JI., Игонькина С.И., Чурюканов В.В., Чурюканов М.В., Бобров М.Ю., Безуглов В.В., Грецкая Н.В. Обезболивающий эффект анандамида при центральном болевом синдроме. // Боль. - 2005. - №1 - С. 4347

54.Кукушкин М.Л., Игонькина С.И., Чурюканов М.В., Чурюканов В.В., Бобров М.Ю., Безуглов В.В., Грецкая Н.В. Влияние агонистов каннабиноидных рецепторов на центральный болевой синдром. // Патогенез.

- 2005. -№1. - С.15-16.

55.Игонькина С.И., Кукушкин М.Л., Чурюканов М.В., Чурюканов В.В., Бобров М.Ю. , Безуглов В.В., Грецкая Н.М. Анальгетическое влияние агонистов каннабиноидных рецепторов на неврогенную боль центрального происхождения. // Патогенез. - 2005. - №-3. - С. 77-81.

56.Игонькина С.И., Кукушкин М.Л., Ветрилэ Л.А., Евсеев В.А Влияние антител к глутамату на центральный болевой синдром. // Патогенез,- 2005. -№1. - С.13-14.

57.Kukushkin M.L., Igonkina S.I., Churukanov M.V., Churukanov V.V., Bobrov M Ju., Bezuglov V.V., Gretskaya N.M. Analgesic effect of cannabinoids on central pain syndrome. // Chinese journal of pathophysiology. - 2006. - V. 22. - №13. -Suppl. - P. 430.

58.Игонькина С.И., Кукушкин М.Л., Ветрилэ Л.А. Влияние антител к тормозным и возбуждающим нейромедиаторам на развитие нейрогенной боли. // Патогенез. - 2006. - № 1. - С. 52-53.

59.Kukushkin M.L., Igonkina S.I., Churukanov M.V., Churukanov V.V., Bobrov M. Ju., Bezuglov V.V., Gretskaya N.M Cannabinoids relieve central pain syndrome. // Europ. J. of Pain. - 2006. - V.10. - P.S48.

60.Evseev V.A., Vetrile L.A., Karpova M.N., Kukushkin M.L., Igonkina S.I., Kuznetzova L.V. Immunobiological specificity of antibodies to glutamate and GABA in the experimental epilepsy and pain syndrome. // International symposium. Interaction of the nervous and immune systems in health and disease.

- St. Petersburg, 2007. - P. 21-22.

61.Игонькина С.И., Кукушкин М.Л., Чурюканов В.В., Чурюканов М.В., Бобров М.Ю., Безуглов В.В., Грецкая Н.М. Центральный болевой синдром и каннабиноиды. // Хронические болевые синдромы. Тезисы докладов Российской научно-практической конференции с международным участием.

- Новосибирск, 2007. - С. 200-202.

62.Кукушкин М.Л., Игонькина С.И., Ветрилэ Л.А., Евсеев В.А. Влияние антител к глутамату и ГАМК на развитие центрального болевого синдрома. //Боль. - 2007. -№3.-С.8-11.

63.Кукушкин М.Л., Игонькина С.И., Чурюканов В.В., Чурюканов М.В., Бобров М.Ю., Безуглов В.В., Грецкая Н.М. Болеутоляющий эффект каннабиноидов. // Психофармакология и биологическая наркология. - 2007. -Т 7. - Спец. выпуск,- Часть 1.- 1-1711.

64.Игонькина С.И., Ветрилэ Л.А., Трекова Н.А., Кукушкин М.Л., Евсеев В.А. Участие антител к глутамату и ГАМК в нейрогенных механизмах болевых синдромов. // Нейроиммунология. - 2007. - Т. 5. - №2. - С.52-53.

65.Игонькина С.И., Чурюканов М.В., Кукушкин М.Л., Чурюканов В.В., Бобров М.Ю., Безуглов В.В., Грецкая Н.М. Исследование анальгетического эффекта ванилоидов на модели центрального болевого синдрома. // Вертеброневрология. - 2008. - Т. 15. - №1-2. - С.58-59.

66.Игонькина С.И., Ветрилэ Л.А., Кукушкин М.Л., Евсеев В.А. Влияние антител к нейромедиаторам антиноцицептивной системы на нейрогенную боль. // Патогенез,- 2008. - №2. - С.49.

67.Kukushkin M.L., S.I. Igonkina S.I., Churukanov M.V. Analgesic effect of cannabinoid receptor agonists on animal model of central pain. // Abstracts of 12th Word Congress on Pain. - Glasgow, 2008. - PW 051.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

-аккумулятивный показатель аллодинии -аккумулятивный показатель спонтанных приступов боли

- вызванный потенциал

- гамма-аминомасляная кислота

- дорсальное ядро шва

- центральный болевой синдром

- патологическая алгическая система

- электрокортикограмма

АПА

АПСП

ВП

ГАМК

ДЯШ

ЦБС

ПАС

ЭКоГ

IGONKINA SVETLANA IVANOVNA

PATHOGENETIC MECHANISMS AND CORRECTION OF CENTRAL NEUROPATHIC PAIN (EXPERIMENTAL STUDY)

The new experimental models of the central neuropathic pain are proposed for the study of the pathogenetic mechanisms of the central neuropathic pain. This includes the models of the central pain syndromes of spinal, trigeminal and thalamic origin and tactile allodynia. It was found that the basic mechanisms of the central neuropathic pain are a disregulation in the interaction of the antinociceptive and nociceptive systems and a formation of the pathological algic system in the structures of the regulation of the pain sensitivity. The pathological algic system is characterized by the increased sensitivity and the hyperactivity of nociceptive neurons in the primary centers as well as in higher centers of central nociceptive system including the cerebral cortex. The primary disinhibition in the central structures of nociceptive system is a condition for the development of the clinic symptoms of the central neuropathic pain such as allodynia and spontaneous pain paroxysms. The localization of the disinhibition in the nociceptive system influences the somatical projection of the central neuropathic pain and the symptomatological peculiarities depend on the degree of disinhibition. It is discovered that the antibodies to neurotransmitters modulate the central neuropathic pain. The antibodies to the inhibitory neurotransmitters serotonin and GABA have a pronociceptive effect and the antibodies to excitatory neurotransmitter glutamate have an antinociceptive effect. This work shows that one of the main principles of the central neuropathic pain correction is a recovery of the balance in the interaction of antinociceptive and nociceptive systems via the activation of the antinociceptive system. The agonists of the cannabinoid receptors effectively suppress the experimental central pain syndrome and therefore could be used for development of new analgetics.

Заказ № 2-а/08/09 Подписано в печать 19.06.2009 Тираж 120 экз. Усл. п.л. 2

ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30; (495) 778-22-20 Г^3"]) www.cfr.ru; е-таН:т/о@с/г.ги

Актуальность проблемы >

Невропатическая^ боль — это боль, возникающая вследствие прямого повреждения или заболевания соматосенсорной системы (Международная-ассоциация по изучению боли, International association for the study of pain,, 2008); В зависимости от локализации повреждения нервной системы невропатическая боль подразделяется на центральную- и периферическую. Невропатические болевые синдромы центрального5 происхождения отличаются выраженными, стойкими и мучительными болями, резистентны к действию традиционных обезболивающих препаратов; значительно, снижают качество жизни пациентов и часто приводят к инвалидизации пациентов трудоспособного возраста, что определяет большую медицинскую.-и социально-экономическую1 значимость данной проблемы (Крыжановский Г.Н., 1980, 1997; Алексеев.В.В:, Яхно Н.Н, 2001; Кукушкин М.Л., Хитров Н.К., 2004; Карлов*В:А., 2005; Данилов А.Б., Давыдов А.Б., 2007; ЯхноН.Н: и др., 2008; Кукушкин М.Л., Решетняк В.К., 2009; Bowsher D., 1996; Boivie J., 1999, 2005; Maarrawi J. et al., 2006).

Центральные болевые синдромы- (ЦБС), к которым* относятся такие синдромы, как центральная постинсультная боль, боли при рассеянном склерозе, боли вследствие травматического повреждения спинного мозга, представляют собой парадокс, который заключается в том, что клинические проявления стимулонезависимой боли в виде продолжительной спонтанной боли и стимулозависимой боли в виде гиперпатии, гипералгезии и аллодинии локализуются^ в области с частичным или полным дефицитом соматической чувствительности (Полушкина Я.Р., Яхно Н.Н., 1996, 1998; Алексеев.ВШ., Яхно Н.Н, 2001; Boivie J., 1984, 1999; Bowsher D., 1996; Maarrawi J: et al., 2006).

В последние годы наблюдается стремительный рост числа исследований в области изучения невропатической боли. Получены данные о включении в патофизиологические механизмы невропатической боли таких процессов, как периферическая и центральная сенситизации в ноцицептивной системе, спонтанная эктопическая активность, увеличение количества Na-каналов, расширение рецептивных полей нейронов, феномен взвинчивания, дефицит опиоидного, глицин- и ГАМКергического торможения, гиперактивность ноцицептивных нейронов на разных уровнях ноцицептивной системы, изменение нейрохимического фенотипа ноцицептивных нейронов, структурно-функциональная пластичность в нервной системе (Крыжановский Г.Н., 1980, 1997; Решетняк В.К., 1985; Игнатов Ю.Д., 1989; Калюжный Л.В., 1991; Кукушкин М.Л., 1995; Mayer D. et al., 1976; Basbaum A.I., Fields H.L., 1984; Yamaguchi Y. et al., 1987; Campbell J.N. et al., 1988; Kingery W.S. et al., 1988; Gorecki J. et al., 1989; Devor M., Wall P.D, 1990; Lombard M.C., Besson J.M., 1990; Albe-Fessard D., Rampin O., 1991; Devor M. et al., 1991; Guilbaud G., 1991; Woolf С .J., 1991; Coderre T.J. et al., 1993; Tal M. et al., 1999; Li Y. et al., 2000; Lai J. et al., 2002; Gold M.S., 2006; Noguchi K., 2006).

Несмотря на большое количество исследований по невропатической боли, патогенез центральной невропатической боли и принципы ее терапии, по-прежнему, остаются малоизученными и до конца нерешенными. Распространенность ЦБС в клинике и их резистентность при лечении традиционными анальгетиками определяют проблему центральной невропатической боли как актуальную для фундаментальной биомедицинской науки, современной патофизиологии и практического здравоохранения, что требует дальнейшего изучения механизмов патогенеза и разработки принципов терапии центральной невропатической боли.

Цель настоящего исследования заключалась в создании моделей центральной невропатической боли, изучении на этих моделях механизмов возникновения и развития центральной боли и в разработке патогенетически обоснованных принципов ее коррекции.

Задачи исследования

1. Разработать экспериментальные модели центральной невропатической боли: модель центрального спинального болевого синдрома, модель центрального тригеминального болевого синдрома, модель центрального таламического болевого синдрома, модель аллодинии.

2. Исследовать особенности биоэлектрической активности в спинальных и супраспинальных структурах ноцицептивной системы у крыс с центральной невропатической болью.

3. Проанализировать характер нейрональной активности в ключевой структуре антиноцицептивной системы - дорсальном ядре шва (ДЯШ) - у крыс с ЦБС.

4. Изучить участие антител к возбуждающим и тормозным нейромедиаторам в патогенезе центральной невропатической боли.

5. Изучить влияние нейроэлектро стимуляции антиноцицептивной системы на ЦБС.

6. Исследовать влияние блокатора кальциевых каналов верапамила на ЦБС.

7. Определить участие серотониновых 5-НТЗ рецепторов в коррекции ЦБС.

8. Проанализировать влияние агонистов каннабиноидных рецепторов на развитие центральной невропатической боли.

Научная новизна исследования

Значительная часть результатов, приведенных в данной работе, носит приоритетный характер. На основе теории генераторных и системных механизмов нейропатологических расстройств путем нарушения тормозных процессов в центральных структурах ноцицептивной системы разработаны новые модели центральной невропатической боли. На созданных моделях изучены патогенетические механизмы центральной невропатической боли.

Выявлено, что в период развития ЦБС повышается возбудимость и реактивность нейронов в структурах ноцицептивной системы, происходит дизрегуляция во взаимодействии между антиноцицептивной и ноцицептивной системами, возникает недостаточность контроля со стороны антиноцицептивной системы.

Доказано, что степень нарушения торможения в структурах ноцицептивной системы определяет клиническую характеристику ЦБС. При слабом нарушении тормозных механизмов возникает стимулозависимая боль в виде аллодинии. При выраженном нарушении торможения появляются спонтанные пароксизмы боли.

Впервые исследована роль антител к нейромедиаторам в развитии центральной невропатической боли и получены доказательства, что антитела к возбуждающему медиатору глутамату обладают антиноцицептивным эффектом в отношении центральной невропатической боли, а антитела к тормозному медиатору ГАМК оказывают проноцицептивное влияние.

Исследования по разработке новых патогенетически обоснованных путей коррекции центральной невропатической боли показали, что электростимуляция ключевой структуры антиноцицептивной системы ДЯШ, у крыс с ИБС вызывает подавление аллодинии и спонтанных приступов боли.

Впервые получены данные, что агонисты каннабиноидных рецепторов эффективно подавляют аллодинию и спонтанные приступы боли у животных с ЦБС, что дает возможность разрабатывать новое направление патогенетически обоснованного лечения центральной невропатической боли.

Теоретическая и практическая значимость работы

Данные, полученные в настоящем исследовании, позволили расширить представления о механизмах развития ЦБС и сформулировать теоретическое положение о том, что патогенетической основой развития центральной невропатической боли является' формирование в структурах регуляции болевой чувствительности патологической алгической системы (ПАС).

Развитие ЦБС происходит в условиях дефицита тормозных влияний со стороны антиноцицептивной системы мозга, что подтверждается подавлением клинических проявлений ЦБС при нейроэлектрической и нейрохимической активации структуры антиноцицептивной системы ДЯШ.

Локализация нарушения торможения в ноцицептивной системе влияет на соматотопическую проекцию центральной невропатической боли, а выраженность снижения тормозных процессов на характер клинической симптоматики. При минимальном нарушении торможения в ноцицептивной системе развиваются болевые реакции в виде гипералгезии и аллодинии, при более выраженном нарушении торможения появляется боль в виде спонтанных приступов.

В работе показано, что нейроиммунные механизмы принимают участие в патогенезе центральной невропатической боли, модулируя активность возбуждающих и тормозных нейромедиаторов.

Созданные экспериментальные модели центральной невропатической боли (модель центрального спинального болевого синдрома, модель центрального тригеминального болевого синдрома, модель центрального таламического болевого синдрома и модель аллодинии) перспективны для дальнейшего изучения базисных механизмов патологической боли и поиска новых средств терапии центральной невропатической боли.

Экспериментально обоснована целесообразность активации антиноцицептивной системы с целью коррекции ЦБС. В работе показано, что нейроэлектрическая и нейрохимическая активация антиноцицептивной системы оказывает тормозное влияние на активность ПАС и подавляет центральную невропатическую боль.

Показано, что агонисты каннабиноидных рецепторов и серотониновых 5НТ-3 рецепторов подавляют аллодинию и спонтанные приступы боли у животных с ЦБС, что определяет практическую значимость этих данных при поиске новых анальгетических средств для терапии резистентной к традиционным анальгетикам центральной невропатической боли.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Патогенетической основой развития центральной невропатической боли, является формирование в структурах регуляции болевой чувствительности ПАС, характеризующейся недостаточностью антиноцицептивного тормозного контроля, повышением возбудимости и реактивности ноцицептивных нейронов как в первичных, так и в вышележащих центрах, включая кору головного мозга.

2. Нарушение тормозных процессов в центральных структурах ноцицептивной системы является условием развития клинических симптомов центральной невропатической боли в виде аллодинии и спонтанных приступов боли. Локализация нарушения торможения в ноцицептивной системе влияет на соматотопическую проекцию центральной невропатической боли, а степень нарушения торможения определяет симптоматику центральной невропатической боли.

3. Патогенетически обоснованным методом коррекции центрального невропатического болевого синдрома является восстановление нарушенной регуляции во взаимодействии ноцицептивной и антиноцицептивной систем путем активации антиноцицептивной системы.

4. Агонисты каннабиноидных рецепторов эффективно подавляют экспериментальный ЦБС и могут быть использованы при разработке новых перспективных анальгетиков для включения в комплексную патогенетическую терапию центральной невропатической боли.

Внедрение результатов работы. Результаты настоящей работы используются при чтении курса лекций «Хронические болевые синдромы» на кафедре общей патологии и патофизиологии Российской медицинской академии последипломного образования.

Апробация работы

Основные результаты и положения работы представлены, доложены и обсуждены на Всесоюзном симпозиуме «Нейрональные механизмы боли» (Ленинград, 1973), Всесоюзных съездах патофизиологов (Ташкент, 1976; Москва, 1982; Кишенев, 1989), Всесоюзных конференциях "Физиология и биохимия медиаторных процессов» (Москва, 1980, 1985, 1990), симпозиуме "Системно-антисистемная регуляция в норме и патологии" (Киев, 1983), симпозиуме «Вазо- и нейроактивные пептиды в регуляции патофизиологических процессов» (Берлин, 1985), Всесоюзных конференциях по нейронаукам (Киев, 1988, 1990), Constituent Congress International society for Pathophysiology (Moscow, 1991), Всесоюзной конференции «Синтез, фармакология и клинические аспекты новых обезболивающих средств» (Новгород, 1991), Научно-практических конференциях Российской ассоциации по изучению боли с международным участием (Москва, 1993; Санкт-Петербург, 1995; Новосибирск, 1999; Москва, 2001; Нижний

Новгород, 2003; Самара, 2005; Новосибирск, 2007; Казань, 2008), The International symposium «Physiological and biochemical basis of brain activity» (St. Petersburg, 1994), Российских конгрессах по патофизиологии с международным участием (Москва, 1996, 2000, 2004), 7th International symposium «The Pain Clinic» (Turkey, Istanbul, 1996), XXXIII International Congress of Physiological Sciences (St. Petersburg, 1997), II Congress of the European Federation of IASP Chapters «Pain in Europe» (Spain, Barcelona, 1997), 8th World Congress «The Pain Clinic» (Spain, Barcelona, 1998), III International Congress of Pathophysiology (Finland, Lahti, 1998), VI Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 1999), Всероссийских конференциях «Нейроиммунопатология» (Москва, 1999, 2002, 2006, 2008), 4th International Congress of Pathophysiology (Hungary, Budapest, 2002), Международной конференции «Молекулярная медицина и биобезопасность (Москва, 2004), конференции «Нейрохимия: фундаментальные и прикладные аспекты» (Москва, 2005)), The 5th International Congress of Pathophysiology (China, Beijing, 2006), 5th Congress of the European Federation of IASP Chapter (Turkey, Istanbul, 2006), International symposium "Interaction of the nervous and immune systems in health and disease" (St. Petersburg, 2007), Всероссийской конференции «Нейроиммунология», «Нейроимидж» и научно-практической конференции неврологов (Санкт-Петербург, 2007), 3-ем съезде фармакологов России «Фармакология практическому здравоохранению» (Санкт-Петербург, 2007), 12th Word Congress on Pain (UK, Glasgow, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 67 работ, из них 34 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.

ВЫВОДЫ

1. На основе теории генераторных и системных механизмов нейропатологических расстройств созданы новые экспериментальные модели центральной невропатической боли: модель центрального болевого синдрома спинального происхождения, модель центрального болевого синдрома тригеминального происхождения, модель центрального болевого синдрома таламического происхождения, модель механической аллодинии.

2. Патогенетической основой развития центральной невропатической боли является формирование в структурах регуляции болевой чувствительности патологической алгической системы, характеризующейся недостаточностью антиноцицептивного тормозного контроля, повышением возбудимости и реактивности ноцицептивных нейронов как в первичных, так и в вышележащих центрах, включая кору головного мозга.

3. Нарушение тормозных процессов в центральных структурах ноцицептивной системы является условием для развития клинических симптомов центральной невропатической боли в виде аллодинии и спонтанных приступов боли, что подтверждается возникновением аллодинии и спонтанных приступов боли при создании дефицита торможения в структурах ноцицептивной системы и их подавлением при нейроэлектрической и нейрохимической активации антиноцицептивной системы. Локализация нарушения торможения в ноцицептивной системе влияет на соматотопическую проекцию центральной невропатической боли, а степень нарушения торможения определяет симптоматику центральной невропатической боли.

4. У животных со спонтанными приступами боли и у животных с аллодинией отмечается гиперактивность нейронов в ноцицептивной системе, характеризующаяся снижением порога и увеличением амплитуды вызванных потенциалов в дорсальных рогах спинного мозга и сенсомоторной коре головного мозга, появлением деполяризационных волн в комплексе ВП в спинном мозге и синхронных постразрядов волн в комплексе ВП в сенсомоторной коре. Для животных со спонтанными приступами боли характерно наличие спонтанных эпилептиформных разрядов в сенсомоторной коре головного мозга.

5. Антитела к нейромедиаторам оказывают иммуномодулирующее влияние на центральную невропатическую боль. Антитела к тормозным нейромедиаторам серотонину и ГАМК обладают проноцицептивным эффектом, а антитела к возбуждающему нейромедиатору глутамату обладают антиноцицептивным эффектом.

6. Одним из основных принципов коррекции центральной невропатической боли является восстановление нарушенного баланса во взаимодействии антиноцицептивной и ноцицептивной систем путем активации антиноцицептивной системы.

7. Электростимуляция дорсального ядра шва подавляет центральный болевой синдром у животных.

8. Агонист серотониновых рецепторов 5НТ-3 квипазин снижает выраженность аллодинии и спонтанных приступов боли у животных с центральным болевым синдромом.

9. Агонисты каннабиноидных рецепторов анандамид, WIN55,212-2 и HU210 эффективно купируют экспериментальный центральный болевой синдром, подавляя патологическую алгическую систему, и могут быть использованы при разработке новых перспективных анальгетиков для включения в комплексную патогенетическую терапию центральных невропатических болевых синдромов

Заключение

Полученные в настоящем исследовании данные свидетельствуют о том, что системное и интратекальное введение лигандов каннабиноидных рецепторов животным'с центральным невропатическим болевым синдромом приводит к подавлению как механической аллодинии, так и спонтанных приступов боли. Наблюдаемое нами одновременное подавление агонистами каннабиноидных рецепторов стимулозависимой (аллодиния) и стимулонезависимой боли (спонтанные приступы боли) хорошо согласуется с данными; свидетельствующими о том, что- каннабиноиды могут взаимодействовать как с пре-, так и с постсинаптическими каннабиноидными рецепторами, одновременно влияя и на секрецию нейромедиаторов из центральных терминалей первичных афферентов, и на активность постсинаптических нейронов дорсального рога (Hohmann A.G. et al., 1998, 1999; Chapman V., 2001; Morisset V., Urban I. 2001). Учитывая также, что при развитии невропатической боли наблюдается ир-регуляция каннабиноидных рецепторов в структурах центральной нервной системы (Siegling A. et al., 2001; Lim G. et al., 2003), можно думать, что использование средств, активирующих каннабиноидергическую систему, будет вполне оправданным.

ОБСУЖДЕНИЕ

Данные, полученные в настоящем исследовании, позволяют обсудить широкий круг вопросов, связанных с патогенезом центральной» невропатической боли, с особенностями развития отдельных симптомов; обратить особое внимание на нейропатофизиологические и нейроиммунопатологические механизмы развития центральных невропатических болевых синдромов, а также обсудить принципы патогенетически обоснованных путей контроля и модуляции невропатической боли центрального происхождения.

Несмотря на стремительный рост числа исследований, посвященных изучению невропатической боли, до последнего времени ни* экспериментаторы, ни клиницисты, не уделяли достаточного внимания изучению патогенетических механизмов» развития< невропатической- боли центрального происхождения.

Центральная невропатическая боль, которая наблюдается^ при ишемическом, травматическом или ином повреждениихпинного1 и головного-мозга, при рассеянном склерозе, сирингомиелии, носит крайне мучительный характер с ощущением жжения, стягивания, характеризуется комбинацией позитивных и негативных чувствительных, двигательных и вегетативных нарушений. Негативные сенсорные симптомы (потеря чувствительности) проявляются в понижении чувствительности к уколу, к температурным стимулам, а позитивные включают жалобы больного на боль разного-типа (спонтанную, постоянную, стреляющую, сдавливающую или жгучую), парестезию, дизестезию, гипералгезию и, аллодинию (Крыжановский Г.Н., 1980, 1997; Яхно Н.Н., 1994; Полушкина. Я.Р., Яхно Н.Н.; 1998, Алексеев-В.В., Яхно Н.Н, 2001; Торопина Г.Г и др., 2003; Кукушкин M.JL, Хитров Н.К., 2004; Кукушкин M.JL, 2005, 2006; Карлов В.А., 2005; Данилов А.Б.,

Давыдов А.Б., 2007; Boivie J., 1984, 1999; Bowsher D., 1996; Maarrawi J. et al., 2006).). Патологическая симптоматика ЦБС характеризуются наличием не только стимулонезависимой спонтанной или постоянной боли, но и наличием стимулозависимой боли парадоксального характера - аллодинии, когда в зоне соответствующей поражению соматосенсорной системы в ЦНС в ответ на неболевой стимул возникает боль.

Отличительной особенностью центральных невропатических болевых синдромов является их устойчивость к действию традиционных аналгетиков. До настоящего времени лечение центральных болевых синдромов опирается в большей степени на общие принципы лечения невропатической боли и эмпирический опыт. Из аналитического обзора N.B. Finnerup и коллег, посвященного анализу и алгоритму современного лечения невропатической боли и проведенного на основе опубликованных в печати данных рандомизированных двойных слепых плацебо контролируемых клинических исследований терапии периферических и центральных невропатических болей, наглядно видно, что число исследований по лечению невропатической боли периферического происхождения антидепрессантами, антиконвульсантами, опиоидами, каннабиноидами и местными анестетиками почти в 25 раз превосходит число аналогичных исследований, посвященных центральной невропатической боли (FinnerupN.B. et al., 2005).

В настоящее время изучение базисных патогенетических механизмов развития центральных невропатических болевых синдромов затруднено в связи с тем, что отсутствуют экспериментальные модели невропатической боли центрального происхождения, а изучение фундаментальных механизмов невропатической боли проводится исключительно на моделях невропатической боли периферического генеза (Кукушкин М.Л., 1995; Wall P.D. et al., 1979; Bennet G.J., Xie Y.K, 1988; Seltzer Z., Shir Y., 1990; Kim S.H., Chung J.M., 1992; Vos B.P. et al., 1994; Yezierski R. P., 1998; Benbouzid M. et al., 2008; Yaksh T.L., 1989; Hao J-X. et al., 1991; Sherman S.E, Loomis C.W., 1994; Sorkin L.S., Puig S., 1996; Rice A.S. et al, 2008).

В связи с этим, одной из основных задач нашего исследования явилась разработка моделей центральной невропатической боли, которые бы дали экспериментаторам возможность изучать базисные патогенетические механизмы развития и коррекции центральной невропатической боли.

В результате проведенной работы по моделированию невропатической боли центрального происхождения на крысах и хомячках нами были созданы новые модели центральной невропатической боли с характерными поведенческими признаками в виде спонтанных приступов боли и аллодинии, сопровождающиеся нарушением микроциркуляции и изменениями биоэлектрической активности ноцицептивной и антиноцицептивной систем ЦНС:

1. Модель центрального спинального болевого синдрома, вызванная путем нарушения тормозных процессов в дорсальных рогах люмбо-сакрального отдела спинного мозга с помощью конвульсантов -столбнячного токсина и пенициллина.

2. Модель механической аллодинии, вызванная путем нарушения тормозных процессов в дорсальных рогах спинного мозга с помощью минимальных доз пенициллина.

3. Модель центрального тригеминального болевого синдрома, вызванная путем нарушения тормозных процессов в каудальном ядре спинального тракта тригеминального нерва с помощью столбнячного токсина и пенициллина.

4. Модель центрального таламического болевого синдрома, вызванная путем нарушения тормозных процессов в желатинозном ядре таламуса с помощью столбнячного токсина.

Моделирование проводилось на основе теорий дизрегуляционной патологии нервной системы и генераторных и системных механизмов нейропатологических расстройств (Крыжановский Г.Н., 1980, 1997, 2002, 2009). Генератор патологически усиленного возбуждения в ноцицептивной системе создавали путем локального нарушения тормозных процессов с помощью введения в структуры ЦНС конвульсантов. Для всех моделей были характерны поведенческие реакции, свидетельствующие о развитии болевого синдрома. В первую очередь к этим реакциям относились аутотомия и аллодиния, возникающие у экспериментальных животных после введения конвульсантов. Аутотомия - это феномен самоповреждения, когда животное интенсивно вылизывает, выкусывает и выгрызает ткани в зоне болевой проекции. В настоящее время, признается, что аутотомия, возникающая- у животных после повреждения нервной' системы, обусловлена болью, и этот феномен используются в экспериментальных исследованиях для характеристики невропатической боли (Крыжановский Г.Н. и др: 1991; Wall P.D. et al., 1979). В-. наших опытах у крыс с ЦБС аутотомия» носила характер спонтанных приступов, сопровождалась, вокализацией. Разработанная методика количественной оценки этой поведенческой болевой реакции» позволяла проводить количественный анализ выраженности болевого синдрома. Другим характерным симптомом болевого синдрома' пр№ моделировании ЦБС у животных было появление аллодинической реакции в ответ на неболевое механическое раздражение, для которой также была разработана методика количественной оценки. Адекватность созданных моделей клиническим аналогам центральной невропатической боли была доказана путем разработки моделей на разных видах животных, использования различных конвульсантов для нарушения торможения, исследования нейрональных и вегетативных нарушений, изучения-фармакологической чувствительности моделей.

Проведенные микроциркуляторные исследования показали, что у крыс и хомячков с моделями ЦБС отмечаются системные нарушения* в микроциркуляторной системе, выражающиеся в замедлении кровотока в венулах, агрегации эритроцитов, плазматизации, увеличении сократительной активности лимфатических микрососудов, повышении дегрануляции тучных клеток и усилении венулярной проницаемости. Отмеченные нарушения аналогичны тем, которые наблюдались другими исследователями у экспериментальных животных с периферической невропатической болью (Кукушкин M.JL и др., 1992; Кукушкин M.JL, 1995) или у животных, подвергшихся электроболевому воздействию (Горизонтова. М.П., 1985). Микроциркуляторные изменения, выраженные в резком расширении капилляров - и лимфатических узлов, скоплениях лейкоцитов4 в окружности венул, образовании* эндотелиальных пузырей, отделяющихся в просвет капилляров, деструкции цптоплазматических мембран, везикуляции. и фрагментации эритроцитов; также обнаружены в легочной ткани- крыс и мышей при нарушении механизмов торможения в ЦНС путем воздействия? СТ (Крыжановский Г.Н. и др., 1973). Системные микроциркуляторные нарушения* были показаны при-клинических исследованиях тригеминальной невралгии, болях цервикалыюго генеза (Карлов В. А. и др., 1984).

Поскольку моделирование ЦБС проводилось на животных разных видов - на крысах обоего пола (беспородных и линии Wistar) и на хомячках, и при этом модели ЦБС на всех животных характеризовались.аналогичными болевыми поведенческими реакциями, можно говорить о том, что возникновение центральной невропатической боли у животных не связано с видовыми особенностями строения структур ноцицептивной системы (дорсальных рогов спинного мозги или каудального ядра). В этом плане наши экспериментальные данные согласуются с клиническими исследованиями и выводами, полученными- на основании эпидемиологических исследований распространенности невропатической боли и свидетельствующими, что возникновение невропатической боли не зависит от пола и возраста пациентов (Яхно Н.Н. и др., 2008).

В настоящее время описан ряд моделей аллодинии на животных (Yaksh T.L., 1989; Нао J-X. et al., 1991; Sherman S.E, Loomis C.W., 1994; Sorkin L.S., Puig S., 1996), вызванных введением различных веществ в спинной мозг, однако возникающая при этом аллодиния носит билатеральный характер, распространяется достаточно широко по поверхности тела и не имеет четкого соматотопического соответствия с уровнем повреждения в ноцицептивной системе. Представленная в настоящей работе модель механической аллодинии лишена указанных недостатков, ее отличают следующие особенности: четко ограниченные унилатеральные зоны, в которых тестируется аллодиния, и четкая топографическая связь зоны аллодинии с участком спинного мозга с нарушенным торможением.

Как уже было сказано, возникновение спонтанных приступов боли и аллодинии после нарушения тормозных процессов в ЦНС у животных было общим характерным свойством для всех моделей ЦБС. В то же время для каждой модель степень выраженности и длительность спонтанных приступов боли и аллодинии были индивидуальны.

Анализируя данные по моделированию, мььпришли к заключению, что нарушение торможения в ноцицептивной системе ЦНС является достаточным условием для возникновения центральной невропатической боли, при этом на возникновение тех или иных симптомов центральной невропатической боли влияет степень нарушения тормозных процессов в ЦНС. При минимальном нарушении торможения, вызванном низкой дозой конвульсанта, у подопытных животных развиваются стимулозависимые болевые реакции в виде гипералгезии и аллодинии, при более выраженном нарушении торможения, вызванном конвульсантом, появляется стимулозависимая боль в виде спонтанных приступов.

Из представленных в литературе .данных о механизмах развития невропатической боли центрального генеза создается впечатление, что основную роль в развитии центральных болевых синдромов играют нарушения тормозных процессов на уровне таламической обработки импульсации: либо нарушения во взаимодействии специфических латеральных ядер таламуса и неспецифических медиальных ядер таламуса (Head Н., Holmes G., 1911), либо в цепочке латеральные ядра - таламическое ретикулярное ядро - медиальные ядра (Cesaro P. et al., 1991), либо в термосенсорной таламической системе (Craig A.D., 1998, 1999). Наши данные расширяют эти представления, поскольку на моделях ЦБС нами показана роль нарушения торможения в развитии центральной невропатической боли как на уровне первого звена обработки и формирования ноцицептивного потока импульсации,, так и на супраспинальных уровнях ноцицептивной системы.

Представленные модели центральных болевых синдромов, созданные путем нарушения- тормозных процессов в ЦНС и сопровождающиеся аллодинией и спонтанными приступами боли, а также системным нарушением микроциркуляции, являются адекватными, биологическими моделями центральной» невропатической боли и открывают новые возможности для изучения невропатической боли, поскольку могут быть использованы для, изучения механизмов развития' и коррекции^ невропатической боли центрального происхождения.

В электрофизиологических исследованиях на моделях спинального и тригеминального ЦБС были выявлены особенности нейрональной активности в структурах ноцицептивной и антиноцицептивных систем, позволившие определить нейропатофизиологические процессы развития центральной невропатической боли. В результате проведенных электрофизиологических опытов на крысах с ЦБС, вызванным интраспинальным на уровне L4-L6 сегментов введением-пенициллина, было обнаружено снижение порога возникновения ВП и увеличение амплитуды ВП в ипсилатеральных дорсальных рогах L4-L6 спинного мозга при стимуляции нерва на стороне синдрома. ВП в пуле нейронов в IV-V пластинах дорсальных рогов на стороне аппликации появлялся при стимуляции силой тока, которая в норме не вызывала ответа, что говорит о снижении порога. ВП, зарегистрированные при увеличении силы стимулирующего тока, превосходили по амплитуде и длительности ответы на такую же стимуляцию до аппликации пластины. Кроме того, после аппликации конвульсанта в комплексе ВП появлялся негативный компонент N2, сливающийся с N1 негативным компонентом, что отражало длительное возбуждение регистрируемого пула нейронов. Когда у животного в свободном поведении наблюдалось максимальное развитие болевого синдрома, амплитуда и длительность N1 и N2 компонентов комплекса ВП еще больше увеличивались. Обращало на себя внимание значительное увеличение амплитуды и длительности всего комплекса ВП, что говорит о гиперактивации нейронов дорсальных рогов и синхронизации их активности. Отмеченное усиление биоэлектрической активности в дорсальных рогах спинного мозга отражает не только повышение активности сенситизированных нейронов, но и нарушение баланса тормозных и возбуждающих процессов с преобладанием последних (в результате подавления торможения в данной структуре) и, согласно представлениям Г.Н. Крыжановского (1980, 1997, 2002), свидетельствует о формировании в исследуемой структуре генератора'патологически усиленного возбуждения, который является универсальным патогенетическим механизмом патологической боли.

Аналогичные изменения биоэлектрической активности в дорсальных рогах спинного мозга мы наблюдали и на модели механической аллодинии: снижение порога возникновения ипсилатерального ВП в ответ на стимуляцию тканей задней лапы на стороне аппликации пенициллина, а также увеличение амплитуды и длительности ВП, достигавшие максимума в промежуток времени, соответствовавший наивысшему развитию аллодинии в свободном поведении. Эти данные являются доказательством повышенной возбудимости и реактивности нейронов в ноцицептивной системе при развитии аллодинии у животных.

Кроме того, в нашей работе при исследовании влияния антагониста кальциевых каналов на ЦБС было получено еще одно доказательство того, что у крыс с центральной невропатической болью происходит гиперактивация сенситизированных нейронов в ноцицептивной системе. Как показали наши опыты, в которых для подавления нейрональной возбудимости крысам с ЦБС интратекально вводили антагонист кальциевых каналов верапамил, после введения верапамила выраженность болевого синдрома у крыс снижалась. Известно, что антагонисты кальциевых каналов могут быть мало эффективны в подавлении кальциевых токов в нейрональных мембранах в условиях нормы, но их эффект может проявляться при деполяризации мембраны нейронов. Так, на нейронах коры мозга показано что верапамил, который не влиял на высвобождение медиаторов в нормальных условиях, при деполяризации и активации кальциевых каналов блокировал в низких дозах высвобождение медиатора (Middlenis D. N., 1985). Очевидно, по этой причине некоторые авторы не обнаружили обезболивающего влияния блокатора кальциевых каналов верапамила, исследуя эффекты верапамила в условиях нормы в физиологическом тесте Hot Plate (Guerrero-Minoz F. et al., 1981; Kavatiers M., 1987), в то время как другие, исследуя влияние верапамила на патологическую боль, выявили антиноцицептивный эффект верапамила (Del Pozo Е. L. et al. 1987). В работе M.JI.Кукушкина на модели периферической невропатической боли показано, что системное введение верапамила предотвращало развитие болевого синдрома у крыс и предотвращало снижение порогов и амплитуды ВП в коре головного мозга при стимуляции пораженной лапы (Кукушкин M.JI., 1995). По мнению автора, предотвращение синдрома связано с блокированием усиленного входа ионов кальция в нейроны дорсальных рогов, которое имеет место при повреждении периферических нервов.

Таким образом, характер нарушений биоэлектрической активности в дорсальных рогах спинного мозга, а именно, снижение порога возникновения ВП, увеличение амплитуды N1 компонента ВП, появление в комплекса ВП компонета N2, отсутствие в комплекса ВП компонента Р, подтверждает, что универсальным нейропатофизиологическим механизмом развития центральной невропатической боли после нарушения торможения в структурах ноцицептивной системы является формирование гиперактивных пулов нейронов с самоподдерживающимся возбуждением в этих структурах. Этот процесс свойственен для нейропатофизиологического механизма развития как аллодинии, так и для спонтанных приступов боли.

Совокупность отмеченных изменений, согласно теории академика Крыжановского (1980, 1997), отражает формирование в дорсальных рогах спинного мозга генератора патологически усиленного возбуждения, представляющего собой агрегат гиперактивных нейронов с ослабленным тормозным контролем, способный длительно продуцировать поток импульсов.

Повышение возбудимости пула нейронов в ноцицептивной системе характерно и в случае развития других видов невропатической боли, что подтверждает универсальность этого механизма развития невропатической боли. Так, R. Melzack и J. D.Loeser, рассматривая патогенез фантомных болей у больных параплегиями (phantom body pain in paraplegics), пришли к выводу, что в основе фантомного болевого синдрома лежит возникновение на разных уровнях спинного и головного мозга гиперактивных пулов нейронов, действующих как "generating pattern mechanism" (Loeser J.D. et al., 1968; Melzack R., Loeser J.D, 1978). При частичной деафферентации спинного мозга, возникающей вследствие дорсальной ризотомии, в деафферентированных сегментах регистрировалась патологическая активность (bursts, epileptiform discharges) (Albe-Fessard D. et al.,. 1979, 1991; Lombard M.C., Besson J.M: 1990; Albe-Fessard D. et all, 1991; RinaldrP:C. et all, 1991). Очаги этой активности авторы обозначили как "quasiepileptic foci" (Lombard М.С., Besson J.M:, 1990 ) и "irritative foci"( Albe-Fessard D. et al., 1991): Повышенная; электрическая! активность была зарегистрирована в= таламических структурах и у больных с невропатической- болью (Tasker R.R. et-ab, 1987; GoreckrJt et al;, 1989; HyraymaT. et al., 1989;:Lenz F.A. et all, .1989;: Tasker R.Rl et al., 1987). G центральной сенситизацией нейронов связывают возникновение аллодинии и вторичной; гипералгезии; при периферической? невропатической боли, (Крыжановский Г.Н. и др., 1992, 1993; Кукушкин; МШ1, 1995; Woolf С.J., 1991, Lombards MIC., Besson? JtMl 1990; Guilbaud G., 1991):

Дальнейший анализ нейропатофизиологических механизмов7 развития центральной: невропатической* боли; был проведен; при исследовании; биоэлектрической! активности;; в; супраспинальном отделе ноцицептивной' системы; — сенсомоторной коре головного; мозга; на моделях аллодинии, спинального и тригеминального. ЦБС. Как показали; исследования; у животных, с различными^ моделями: центральной;; невропатической боли в контралатеральной по отношению к болевому синдрому сенсомоторной; коре были; зарегистрированы, изменения биоэлектрической активности, при этом были обнаружены изменения; как общие: для различных видов невропатической боли, так и характерные только- для; определенных симптомов;. Общими были изменения биоэлектрической^ активности, свидетельствующие о- повышении возбудимости нейронов, сенсомоторгой коры, а; также об увеличении их реактивности к соматическим раздражениям. Так, у животных с центральной невропатической! болью (модель, аллодинии, модель спинального ЦБС, модель тригеминального ЦБС) в контралатеральной; по отношению к пораженной стороне сенсомоторнош коре; было отмечено снижение порога возникновения ВП и увеличение их

X i амплитуды. Кроме того, у животных с центральной невропатической болью регистрировали ВП с пик-волновыми постразрядами в виде групп синхронизированных высокоамплитудных острых волн. Эти изменения ; возникали как у крыс с аллодинией, так и у крыс со спинальным и тригеминальным ЦБС. Повышение амплитуды ранних компонентов соматосенсорных ВП, возникновение которых связывают с приходом афферентации по путям из вентробазального комплекса таламуса (Гусельников В.И., 1976; Зенков JI.P., Ронкин М.А., 1991; Albe-Fessard D.et al., 1991), и высокоамплитудных поздних постразрядов, которые связывают с t тонической гиперактивацией неспецифических ретикулярных структур мозга (Гусельников В.И., 1976), указывает на вовлечение специфических структур мозга (вентробазального комплекса таламуса) и неспецифических ретикулярных структур мозга в нейропатофизиологические механизмы развития центральной невропатической боли.

В то же время проведенные электрофизиологические исследованияшо изучению биоэлектрических реакций в сенсомоторной коре у крыс с аллодинией и у крыс со спонтанными приступами, боли позволили также выявить ряд отличий в. изменении нейрональной активности при развитии этих симптомов. У животных с развернутой картиной синдрома, включающей спонтанные приступы боли и аллодинию, было обнаружено появление эпилептиформных разрядов в фоновой нейрональной активности сенсомоторной коры, а также появление ВП в сенсомоторной коре при ритмической стимуляции из источника, не связанного с нарушенной зоной мозга. У животных с аллодинией, но без спонтанных приступов боли, не регистрировались эпилептиформные разряды в фоновой нейрональной активности сенсомоторной коры. В этой связи представляют интерес клинические данные о том, что у больных с тригеминальной невралгией с пароксизмальным болевым синдромом, но не с постоянной болью, в фоновой электроэнцефалограмме регистрируются вспышки заостренных колебаний, превышающих амплитуду фоновой активности, билатерально-синхронные волны, комплексы быстрая волна-медленная волна (Мейзеров Е. Е., 1997, Крыжановский Г.Н. и др., 1997). Отсутствие пароксизмальной активности у крыс с аллодинией коррелирует с отсутствием у этих животных пароксизмов боли, в то время как наличие пароксизмальных волн в ЭКоГ у 1 крыс с ЦБС коррелирует с появлением у них пароксизмов боли. Очевидно, развитие парокзимальной активности в супраспинальных отделах ноцицептивной системы обуславливает появление спонтанных приступов боли.

Следует обратить внимание еще на один полученный нами факт. У животных со спонтанными приступами боли, но- не с аллодинией, в I сенсомоторной коре, в зоне представительства задней конечности пораженной стороны, было отмечено появление соматосенсорных ВП в ответ на ритмическую стимуляцию передней лапы. Это может отражать более глубокие нейрональные пластические изменения, происходящие при развитии ЦБС, которые заключаются- в том, что нейроны, ранее не реагировавшие на предъявляемый раздражитель, по мере развития синдрома начинают отвечать на этот стимул спайковыми разрядами.

Полученные в электрофизиологических исследованиях результаты являются доказательством того, что наблюдающиеся у животных с центральной невропатической болью изменения'электрической активности нейронов дорсальных рогов обусловливают не только сенситизацию отдельных нейронов (Treede R. D., Magerl W., 1995; Jensen Т. S. 2002), но и лежат в основе формирования гиперактивного пула нейронов с самоподдерживающимся возбуждением. Мощная и длительная деполяризационная волна свидетельствует о том, что агрегат расторможенных гпперактивных нейронов действует как сетевой генератор усиленного самоподдерживающегося возбуждения.

Возникший в дорсальных рогах агрегат нейронов продуцирует импульсацию, которая по восходящим трактам достигает высших отделов системы болевой чувствительности и изменяет их состояние. Пластические перестройки в сенсомоторной коре начинают осуществляться при формировании генератора в первичных реле передачи ноцицептивной импульсации и их выраженность зависит от мощности генератора патологически усиленного возбуждения, т. е. чем мощнее генератор (появление спонтанных приступов боли), тем значительнее вызываемые им пластические изменения в сенсомоторной коре. В результате в структурах ноцицептивпой системы индуцируется» формирование новой патологической интеграции, захватывающей и высший корковый уровень. В целом такая» многоуровневая патологическая интеграция представляет собой патологическую алгическую систему, являющуюся патогенетической основой болевого синдрома (Крыжановский Г.Н., 1997, 2002, 2003, 2009; Решетняк В. К., Кукушкин М. Л., 2001). Формированию патологической системы способствуют дизрегуляционные процессы* в антиноцицептивной системе, возникающие при развитии центральной невропатической боли. Как показали наши исследования, несмотря на повышение нейрональной. активности в ключевых структурах антиноцицептивной системы у животных с ЦБС, контроль со стороны антиноцицептивной недостаточен, чтобы подавить агрегаты сверхвозбудимых нейронов в патологической алгической системе.

До настоящего времени остается малоизученным такой важный вопрос проблемы центральной невропатической боли, как роль иммунной системы в механизмах развития центральных болевых синдромов. Исследуя патогенетические механизмы развития центральной невропатической боли, мы уделили особое внимание участию в развитии невропатической боли антител к тормозным и возбуждающим нейромедиаторам. В настоящее время антитела к нейромедиаторам рассматриваются как фактор обратной связи во взаимодействии ЦНС и иммунной системы (Ашмарин И.П., Фрейдлин И.С, 1989, Данилова Р.А., Ашмарин И.П., 1994; Евсеев В.А., 2007).

Полученные в настоящем исследовании данные выявили иммуномодулирующий эффект антител к нейромедиаторам в отношении центральной невропатической боли. Антитела к возбуждающему нейромедиатору глутамату, ослабляли болевой синдром, подавляя спонтанные приступы, боли, в то время как антитела к тормозным медиаторам ГАМК и серотонину, обладали проноцицептивным действием, вызывая появление у животных механической аллодинии. Антитела к нейромедиаторам, обладая нейротропным эффектом, модулируют синаптическую нейромедиацию в центральных ноцицептивных структурах. Снижение антителами к глутамату эффективности глутаматергических влияний на ноцицептивные нейроны* способствует уменьшению их сенситизации и торможению болевых пароксизмов, в-то время как снижение тормозных реакций антителами к ГАМК и серотонину повышает возбудимость ноцицептивных нейронов в дорсальных рогах спинного мозга и провоцирует развитие у экспериментальных животных механической аллодинии в зоне, топографически связанной с этой ноцицептивной структурой в ЦНС. Полученные данные хорошо согласуются с данными, полученными при исследовании иммуномодуляции болевого синдрома, вызванного перезкой периферического нерва, Показано, что развитие у животных периферического невропатического болевого синдрома сопровождается образованием аутоантител к серотонину, норадреналину, дофамину и ГАМК, а иммунизация* животных конъюгированным антигеном тормозный нейромедиатор - белок вызывает повышенную индукцию антител к тормозным нейромедиаторам и обострение периферического невропатического болевого синдрома (Евсеев В.А., 2007; Евсеев В.А. и др., 2008).

Можно полагать, что снижение антителами к глутамату эффективности глутаматергических влияний на ноцицептивные нейроны способствует уменьшению нейрональной сенситизации и торможению болевых пароксизмов, в то время как снижение тормозных реакций антителами к ГАМК, серотонину повышает возбудимость ноцицептивных нейронов и провоцирует развитие аллодинии.

В литературе имеются сообщения о том, что нейромодулирующие влияния антител могут опосредоваться как за счет изменения уровня нейромедиаторов, так и за счет изменения лигандсвязывающей активности соответствующих рецепторов (Евсеев В.А. и др., 2001). Снижение нейромедиаторной эффективности, наблюдаемое в нашем исследовании через 10-15 минут после аппликации соответствующих антител, скорее всего, обусловлено «нейтрализацией» (связыванием) антителами определенного количества нейромедиаторов. Данное предположение хорошо согласуется с отмеченным в настоящем исследовании фактом, демонстрирующим более эффективное подавление антителами к глутамату стимулонезависимой боли (спонтанные приступы) по сравнению со стимулозависимой болью (аллодиния), что, по> всей видимости, обусловлено частичной (неполной) нейтрализацией возбуждающей глутаматергической сигнализации.

Как мы говорили ранее, для возникновения аллодинии требуется меньшее нарушение равновесия в системе «возбуждение-торможение» ноцицептивных нейронов, по сравнению со спонтанными приступами боли, поэтому аллодиния возникает раньше и при меньшей степени сенситизации ноцицептивных нейронов. Следовательно, для устранения аллодинии требуются большие дозы антител к глутамату, нежели для нейтрализации спонтанных приступов боли.

В настоящее время важное значение в поддержании эффективности глутаматергической нейромедиации придается переносчикам глутамата -GLAST и GLT-1, локализованным на плазматической мембране как глиальных клеток, так и нейронов. Показано, что снижение экспрессии и GLAST, и GLT-1 в L4-L5 задних рогах спинного мозга приводит к развитию гипералгезии у крыс (Кукушкин М.Л., Тихоновский А.А., 2006). Функциональное значение этих высоко аффинных переносчиков глутамата сводится к ограничению глутаматергической нейропередачи. GLAST и GLT-1, связываясь с глутаматом, обеспечивают его элиминацию из синаптической щели. Аналогичным действием, по всей видимости, обладают и антитела к глутамату. Ограничивая длительность глутаматного воздействия* на постсинаптическую мембрану, антитела к глутамату способствуют устранению патологической боли и могут рассматриваться в качестве нового обезболивающего средства. Кроме того, данные о нейротропном модулирующем влиянии антител к возбуждающим и тормозным нейромедиаторам являются доказательством значимости дизрегуляции процессов возбуждение-торможение в ноцицептивной системе, приводящей к развитию^ патологической алгической системы, а также подтверждают многогранность процессов, вовлекаемых в формирование патологической алгической системы при развитии центральной невропатической боли.

Таким образом, на разработанных моделях центральной невропатичекой боли получены доказательства, что в основе развития центральной невропатической' боли лежат следующие основные процессы: дизрегуляторные процессы, затрагивающие баланс возбуждение торможение в - антиноцицептивной и ноцицептивной системах; нейроиммунопатофизиологические процессы, модулирующие деятельность ноцицептивной системы; нейропатофизиологические процессы, вызывающие в ноцицептивной» системе на первом и последующих уровнях передачи ноцицептивной импульсации возникновение агрегатов- сенситизированных нейронов, действующих как сетевые генераторы усиленного самоподдерживающегося возбуждения. Указанные процессы объединяют нейрональные структуры в новую патодинамическую интеграцию - ПАС, результатом деятельности которой является центральный болевой синдром

Данные экспериментальных исследований, полученные при изучении патогенетических механизмов центральной невропатической боли и позволившие нам заключить, что в основе патогенеза центральной невропатической боли лежит формирование многоуровневой ПАС, дали нам основание полагать, что подавление ПАС путем активации антиноцицептивной системы должно привести к подавлению или снижению ЦБС. Полученные в результате проведенной работы данные подтвердили это предположение.

В поведенческих опытах на моделях центрального невропатического болевого синдрома было показано, что восстановление баланса взаимодействия антиноцицептивная - ноцицептивная системы путем нейроэлектростимуляции или нейрохиммческой активации дорсального ядра шва оказывает тормозное влияние на спонтанные приступы боли и аллодинию у крыс с ЦБС.

Наши данные об анальгетическом эффекте, обусловленном гиперактивацией нейронов антиноцицептивной системы, и имеющиеся в литературе сообщения о стимуляционной аналгезии (stimulation-produced analgesia,Mayer D. J. et al., 1971, 1976), доказывают, что восстановление баланса между анти- и ноцицептивной системами является эффективным патогенетически обоснованным методом подавления центральной невропатической боли. Роль активации антиноцицептивной системы в подавлении патологической боли отмечается в клинических исследованиях ряда авторов. В клинике нейроэлектростимуляцию структур антиноцицептивной системы для подавления боли стали использовать в случае устойчивости болевых синдромов к фармакотерапии. D.E. Richardson применил электростимуляцию паравентрикулялярного ядра таламуса для подавления резистентной к лекарственной терапии боли, стимуляция ядра подавляла боль, при этом больные не ощущали дискомфорта (Richardson D.E., Akil Н., 1977). Т. Tsubokawa и его коллеги использовали нейроэлектростимуляцию моторной коры мозга для подавления центральной постинсультной боли у больных (Tsubokawa Т. et al., 1990,1993).

В настоящее время в клинике для лечения болевых синдромов, трудноподдающихся лекарственной терапии, используются различные виды электронейромодуляции - электростимуляцию периферических нервов, спинного мозга, глубинных структур головного мозга (Шабалов В.В., Исагулян Э.Д., 2005; Исагулян Э.Д., Шабалов. В.В., 2008; Kumar К. et al., 1997; Yamamoto Т., 1997; Garcia-Larrea L. et al., 1999; Meyerson B.A., 1988; Meyerson B.A., Linderoth B:, 1999; Linderoth В., Meyerson B.A., 2001). Наиболее распространенным видом лечения невропатических болей, неподдающихся' фармакотерапии, является электростимуляция, дорсальных столбов спинного мозга, по данным- Linderoth В. и Meyerson В.А. ежегодно имплантируется более 15000 спинно-мозговых стимуляторов (Linderoth В., Meyerson В.А., 2001).

Как показали, наши исследования, другим патогенетически обоснованным путем коррекции ЦБС является^ восстановление баланса взаимодействия антиноцицептивной системы и ноцицептивной' системы путем воздействия на нейромедиацию антиноцицептивной системы.

Большой спектр нейромедиаторов, участвующих в работе антиноцицептивной системы, открывает широкие возможности для целенаправленного патогенетически обоснованного поиска коррекции невропатических болевых синдромов центрального происхождения через воздействие на нейромедиаторные процессы. В наших исследованиях были изучены модулирующие эффекты серотонинергической и каннабиноидергической эндогенных систем. Следует подчеркнуть, что экспериментальные исследования участия тех или иных нейромедиаторов в механизмах коррекции невропатической боли проводятся в основном на моделях периферической невропатической боли, в наших исследованиях модулирующие эффекты агонистов серотониновых и каннабиноидных рецепторов проведены на модели невропатической боли центрального происхождения.

На моделе ЦБС было установлено; то активация спинальных 5-НТЗ рецепторов квипазином тормозила развитие ЦБС и подавляла поздний компонент ноцицептивного флексорного рефлекса. Интратекальное-введение антагониста серотониновых 5-НТ3 рецепторов - тропина, наоборот, усиливало выраженность позднего ответа НФР и приводило к- развитию механической аллодинии у крыс. Полученные данные* свидетельствуют о том, что спинальные серотониновые 5-НТ3 рецепторы,играют важную роль в модуляции-центрального невропатического.болевого синдрома.

В настоящее время, блокаторы обратного захвата серотонина используются для лечения больных, с невропатической болью периферического генеза (McQuay HJ. et al., 1996; Graft-Radford S.B. et al., 2000; Cardenas D.D. et al., 2002; Rowbotham M.C., 2004; Goldstein D.J. et al., 2005; Otto M. et al., 2008).

Впервые в настоящем исследовании, на модели центрального болевого синдрома были получены данные о модулирующим влиянии агонистов СА-рецепторов. Было установлено, что эндогенный лиганд СА-рецепторов -анандамид, а также синтетические лиганды СА-рецепторов -WIN55,212-2 и HU210 - подавляют как аллодинию, так и спонтанные приступы боли- у животных. При этом обезболивающий эффект наиболее выражен при непосредственном введении агонистов > СА-рецепторов в структуры ноцицептивной-системы с нарушенными томозными процессами.

В последние годы регуляторные свойства недавно открытой эндогенной каннабиноидергической системы стали объектом клинических и экспериментальных исследований. Каннабиноидные СВгрецепторы обнаружены в ключевых структурах, осуществляющих регуляцию болевой чувствительности: на центральных терминалях первичных афферентов дорсального рога, в поверхностных пластинах дорсальных рогов спинного мозга, ростровентромедиальном отделе продолговатого мозга, околоводопроводном сером веществе ствола мозга, ядрах таламуса (Devane W.A. et al. 1992; Pertwee R.G. 1997, 1999; Glass M. et al. 1999; Farquhar-Smith W.P. et al., 2000, 2002; Rice A.S.C. et al., 2003). Активация каннабиноидных СВ]-рецепторов посредством мембранных G-белков приводит к ингибированию аденилатциклазы, подавлению активности сопряженных потенциал-зависимых Са-каналов и увеличению выхода К+, что сопровождается гиперполяризацией мембраны и снижением возбудимости нейронов (Rice A.S.C. et al., 2003).

В' литературе нет данных по изучению анальгетического эффекта на моделях центральной * невропатической боли, но полученные нами данные можно сравнить с имеющимися» данными об антиноцицептивном влиянии каннабиноидов- на других моделях патологической боли. Обезболивающее влияние каннабиноидов показано на моделях каррагенинового и формалинового воспаления (Jaggar S. I. et al., 1998; Richardson J.D. et al., 1998; Martin W.J. et al., 1999; Clayton N. et al., 2002), висцеральной боли (Jaggar S.I. et al., 1998, Farquhar-Smith W.P. et al., 2002), на модели периферического невропатического болевого синдрома (Chapman V., 2001; Fox A. et al., 2001]. Клинические исследования по использованию каннабиноидов при лечении центральной боли немногочисленны и противоречивы. В' настоящее время: в литературе описаны эффекты синтетического каннабиноида дронабинола, входящего в состав перорального спрея Сативекс и таблетированного препарата Маринол, при центральной невропатической боли у больных с рассеянным склерозом (Clermont-Gnamien S. et al., 2002; Svendsen K.B.et al., 2004), при авульсии плечевого сплетения (Birch R., 2004).

Наблюдаемое нами одновременное подавление анандамидом, WIN55,2122 и HU210 стимулозависимой (аллодинии) и стимулонезависимой боли (спонтанных приступов боли) хорошо согласуется с данными, свидетельствующими о том, что используемые вещества могут взаимодействовать как с пре-, так и с постсинаптическими СВ] -рецепторами, одновременно влияя и на секрецию нейромедиаторов из центральных терминалей первичных афферентов, и на активность постсинаптических нейронов дорсального рога (Morisset V., Urban I., 2001).

На моделях периферической невропатической боли, вызванной посредством наложения лигатуры на соматический нерв, показано, что в структурах центральной нервной системы происходят процессы "ир"-регуляции СА-рецепторов, что способствует усилению анаьгетического эффекта агонистов каннабиноидных рецепторов (Lim G et al., 2003). В то же время известно, что при невропатической боли наблюдается снижение опиоидных рецепторов в спинном мозге и ганглиях (Kohno Т. et al., 2005), что и является одной из причин неэффективности опиоидных препаратов при лечении этого вида боли. Кроме того, в экспериментальных условиях установлено, что селективные агонисты СВ-1 ингибируют МАРК (mitogen-activated protein kinase)-3Kcnpeccmo, вызванную ноцицептивной стимуляцией С-афферентных волокон (Kawasaki Y. et al., 2005), что отражает особенности механизма антиноцицептивного эффекта лигандов каннабиноидов на молекулярном уровне.

Учитывая также, что тормозный эффект агонистов каннабиноидных рецепторов усиливается в условиях тонической боли при гиперактивации ноцицептивных нейронов повторными стимулами (феномен взвинчивания)

Chapman V., 2001), можно думать о перспективах использования каннабиноидов при лечении хронических болевых синдромов.

На основании результатов настоящего исследования можно заключить, что эндогенная каннабиноидергическая система мозга принимает активное участие в механизмах подавления ЦБС и что имеется принципиально новый подход к терапии неврогенных болевых синдромов.

Учитывая все вышеизложенное о механизмах развития и коррекции центральной невропатической боли, можно сделать обобщающее заключение о том, что патогенетической основой развития центральной невропатической боли является дизрегуляция во взаимодействии анти- и ноцицептивной систем и формирование в структурах регуляции болевой чувствительности ПАС, характеризующейся повышением возбудимости и реактивности ноцицептивных нейронов, как в первичных, так и в вышележащих структурах ноцицептивной системы, а одним из основных принципов коррекции центральной невропатической боли является ликвидация ПАС путем усиления тормозных влияний антиноцицептивной системы.