Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Роль нейронных структур вентролатеральной области продолговатого мозга кошки в регуляции кардиогемодинамики

о о

I: о

ОРДЕНА ЛЕНИНА АКАИШ НАУК УССР

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ &ВЬИ(МОШ им. А. А.ЕОГШОЛЩА

На правах рукописи

взрвскга Сергей вогасовт

удк 612.828:612.178.5

роль нейронных структур вентголатералъноЯ оеласпт прололгсватого мозга кошки в регуляций кардиогемощшики

Специальность 14.00.17 - Физиология человека

и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

КИЕВ - 1990

Работа выполнена в Институте физиологии им.А.А.Богсмольпа АН УССР.

Научный руководитель: доктор медшшнских наук КАЩЕВА А.Г.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук ШЕВЧУК В.Г.

кандидат медицинских наук ЗАДОРСШШЯ А.Г.

Ведущая организация: Институт геронтологии АМН СССР, Киев

Ращита состоится " "_ 1990 г. на заседании

специализированного Ученого совета Л-016-15-02 по- присуждению ученой степени кандидата медининских наук при Институте физиологии га. А. А.Богомольца АН УССР, г. Киев-24, ул. Богомольца, 4.

С диссертацией можно ознаксалиться в библиотеке Т'нститута физиологии им. А. А.Богомольца АН УССР.

Автореферат разослан " " __ 1990 г.

Учены? секретарь специализированного совета доктор медицинских наук

МАНЬКОВСКАЯ И.Н.

:дагс г -I-

К53':С'г;1л. ,

I СВЦАЯ ХАРАКТВГОСТИКА РАБОШ

, ТЛрпВведение. Изучение центральных механизмов регуляции гемоди-сасвдики'З обеспечивавдих формирование и контроль нейрогенного сосудистого тонуса, является актуальной проблемой в связи с особой' подверженностью сердечно-сосудистой системы влиянию различных факторов окружающей среды обитания на всех этапах жизни организма.

Работами отечественных и зарубежных авторов было показано, что угнетение активности некоторых нейронных структур вентролатеральной области продолговатого мозга кошки, в равной степени как и их активагтия фармакологическими препаратами, а также их охлаждением, коагуляцией и электростимуляпией, приводит к значительным изменениям артериального давления, и частоты сердечных сокращений. Кроме того, показано участие нейронных структур этой области в системных сердечно-сосудистых реакциях /Ть 1 Лт«* .бои-я^ч«* , 61оси , 1976/, а также установлены их нисходящие симпатоактивирующие проекции к преганглионарным симпатическим нейронам интермедиолатера-льного ядра спинного мозга /АтмикЪ |Сг«&Ь.иг|къ , 1978; Лебедев, Красиков, Никитин. ШРЛо*^ ,1981; Ь^вяоп ,6оо<А-

сиаЛ ."йа»**«»«^ , 1981; Красиков, Лебедев, Никитин, 1982; Краою-ков, 1983; Карцева, 1983, 1985/. Некоторыеавторы полагают, что нейрощше структура вентролатеральной области продолговатого мозга являются точкой приложения ряда сердечно-сосудистых препаратов /бои^и»* , 1975Л

Имеются отдельные данные об участии нейронных структур этой области в реализации вазомоторного компонента бароренвпторного, сомато-симпатического и переброишемического роЕшексов м.оо« , , 1981; эн9с, 19>"и/.

В последние годы появились данные о возможных механизмах взаимодействия нейронов различных участков вентролатеральной области продолговатого мозга и о путях реализации их влияний на найроген-ный симпатический сосудистый

тонус , К^^в-Ао^ > 1985,

1986; Ь^вгчосЛч , 1986; Ъг«**«лч , 1988/.

Однако, до настоящего времени, ряд вопросов, касающихся роли отруктур вентролатеральной области продолговатого мозга в вазомоторном контроле, остается неизученным или противоречив™: неясна точная локализация нервных структур, учаетвупцих в регуляции сосудистого тонуса; неоднозначны данные о влиянии рассматриваемых нейронных популяпий на деятельность сердпа,- полностью отеттотвуют

данные об организации кардиогемодинамических реакций, развивающихся вследствие активации пли угнетения этих структур.

Выбор вянтролатеральной области продолговатого мозга в качестве объекта исследования обусловлен отсутствием законченных представлений об её анатомической и Функпиональной органивапии, внутренних связях, связях с вше- и нижележащими уровнями регуляции, синаптических и медиаторных характеристиках, обеспечивающих механизмы взаимодействия рассматриваемых структур и важным значением этой области в регуляции уровня артериального давления и сосудист того тонуса , ,

, , 1974^ачлруч«^ ,1»««« , 1980; Куль-

чицкий, 1980; Каде, 1981; Лебедев, Красиков, Никитин, 1981; Красиков, 1983; Караева, 1985/.

В настоящей работе объекте« исследования являлись нейронные структуры зентролатералыюй области продолговатого мозга кошки, известной йак область локализации центральных хеморепепгоров /М1-ЪЛм«. , 1963; We.jc.VcV» , 1970; ( 1970/, с ко-

торыми в настоящее время связывают регуляцию симпатического тонуса сосудов.

Целью настоящего исследования являлось изучение изменений кардиогемодинамики при воздействии на нейронные структуры ростральной и каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга кошки, различных по медиаторному действию биологически активных веществ /глутамата и глипина/.

Для достижения поставленной пели решались следующие задачи:

1. Изучить карииогемодинамические реакшш, вызванные локальными микроинъекпиямя глутамата в глипина в нейронные структуры вентролатеральной области продолговатого мозга кошки;

2. Определить характер каряиогемодинамических сдвигов, обусловленных введением глутамата я глипина в структуры каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга;

3. Исследовать некоторые механизмы реализации влияний нейронных структур ростральной и каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга на сосудистый тонус и кардиогемодинамику.

Анализ получчнннх результатов позволил симулировать следующие основные положения диссертанта, выносимые на защиту:

I. Дктивагия нейронных структур рострально? и каудальной вея-

тролатеральных областей глутаматом иди угнетение^ этих структур глшшнои, сопровождается развитием кардиогемодинамических сдвигов, в основе которых лежит, в основном, изменение общего периферического сопротивления сосудов;

2. Влияния нейронных структур каудальной вентролатеральной области на сосудистый тонус реализуются посредством угнетения симпатоактивирупцих нейронов ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга;

3. Нейронные структуры ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга обесшчивают тоническую активапию прегангли-онарннх симпатических нейронов в поддержании нейрогенного сосудис того тонуса; нейроны каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга оказывают тормозящее влияние на сосудистый тонус, опосредуя его черва нейронные структуры ростральной вввтролатера-льной области; реализация влияний нейронов каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга эффективна лишь в условиях сохранной активности нейронных структур ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга.

Научная новизна полученных результатов. I. Впервые изучены особенности организации кардиогемодинамических реакций ори активации или угнетении деятельности нейронных структур ростральной и каудальной вевтролатеральных областей продолговатого мозга под влиянием биологически активных веществ различного медиаторного действия.

2. Показано, что изменения уровня системного артериального давления дри активации или угнетении нейронных структур ростральной и каудальной. вентролатеральннх областей продолговатого мозга обусловлены, преимущественно, изменением общего периферического сопротивления сосудов току крови; изменения деятельности сердца, наблвдаемые при этом, менее выражены и, по-видимому, вторични.

3. При функциональном "выключении" нейронных структур ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга, влияния нейронных структур каудальной вентролатеральной области на кардиоге-модинамику не реализуются; это свидетельствует в пользу представлений о том„ что нейронные структуры каудальной вентролатеральной области опосредуют свои влияния на кардиогемодинамику путем взаимодействия с нейронными структурами ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга.

Теоретическое значение исследования. Полученные в работе данные об организации кардиогемодинамических сдвигов, обусловленных активапией или угнетением функционально неоднозначных нейронных структур ростральной и каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга вносят существенный вклад в обоснование перспективного для теоретической и клинической медицины изучения Функциональной организации вентролатеральной области и её значимости в механизмах интегративного контроля сосудистого тонуса.

Практическая значимость работы. Результаты данной работы являются важной теоретической предпосылкой в раскрытии одного из патогенетических факторов гипертонической болезни; обосновывают возможности для применения фармакологичечкнх препаратов направленного центрального действия; могут быть использованы в экспериментальных лабораториях нейрохирургических научно-исследовательских институтов для создания экспериментальной модели гипертонии, а также в курсе лекций fio центральной регуляции кровообращения студентам медицинских институтов и университетов. .

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы.^главы "Материалы и методы исследования", трех . глав собственных экспериментальных исследований, главы "Обсуждение результатов", выводов, списка сокращений и списка цитируемой литературы. Г&бота изложена на 141 странице машинописного текста, иллюстрирована 30 рисунками, 4 таблицами. Библиография включает

ЭП4 источника /37 отечественных и 167 иностранных/.

Апробапия работы. Материалы диссертация доложены и обсуаде-ны на заседаниях секции физиологии кровообращения Киевского отделения Украинского физиологического общества, Киев, 1987; П Всесоюзном симпозиуме "Физиология и патофизиология сердца и коронарного кровообращения", Киев, 1987; УШ Всесоюзной конференции "Центральная регултаия вегетативных функций", Тбилиси, 1989; на секторе висцеральных систем Института физиологии им.А.А.Богомольца, 1990; МП съезде-Украинского физиологического общества, Харьков, 1990; Всесоюзной конференции "Центральные и периферические механизмы, регуляции физиологичеаких функций, Москва, 1990.

Публикации. основные положения диссертации изложены и опубликованы в 3 статьях и 3 тезисах.

СОДЕШНИБ РАБОга

Материалы и методы исследования. Эксперименты выполнены на 52 кошках массой 2,5-5,0 кг, наркотизированных смесью хлорадозы /0,05 г/кг/ и уретана /0,5 г/кг/, введенной внутрибрюшинно. Доступ к вентролатеральной поверхности ствола мозга производили со стороны основания черепа, для чего перевязывали и частично удаляли трахею, гортань, глотку, пищевод и.глубокие мышгш шеи. В трахею вводили трахеотомическую трубку для последующей искусственной вентиляции легких, В теле основной кости высверливали, при помощи бормашины, окно размером 2,0 х 2,0 см, так чтобы были видны нижний край трапециевидных тел и корешки ГО пары черепно-мозговых нервов. Твердую мозговую оболочку вскрывали непосредственно перед введением микрохемотродов в исследуемые области продолговатого мозга.

для регистрации основных параметров карциогемодинамики производили: катвтеризашио сонной артерии; вскрывали грудную клетку, открывали сердечную сумку, через ушко предсердия катетеризировали полость левого желудочка; на дугу аорты накладывали электромагнитный датчик расходомера РКЭ-2-БИ.

Озуществив эти манипуляции, имели возможность регистрировать уровень системного артериального давления, внутрижелудочковое давление, его конечно-диастолическую компоненту и первую производную, минутный объем кровообращения и ударный объем крови, а также рассчитывать частоту сердечных сокращений, средне-динамическое давление, общее периферическое сопротивлений сосудов току крови, давление, развиваемое левым желудочком, индекс Верагута, индекс расслабления. Подученный цифровой материал обрабатывали методом вариационной статистики с применением критерия Стыщента. Регистрацию всех основных параметров кардиогемодинамйки осуществляли с помощью полиграфа "И^и- " /ШЧЯввция/.

Для воздействия на исследуемые популяции нейронов вентролатеральной области продолговатого мозга в качестве модельных препаратов использовали глутамат /представитель возбуадапцих аминокислот/ и глицин /представитель тормозящих аминокислот/, которые, при введении в мозг, действуют на тела нейронов, не затрагивая при этом аксоны, проходящие в области введения препаратов.

Глутамат и глицин инъецировались в мозг при помощи специально разработанного и изготовленного микроинъектора, состоящего из

двух независимых трехканалышх микрохемот родов, кавдый канал которых управлялся отдельным микрометром. Созданный микроинъектор позволял осуществлять последовательное введение в одну и ту же популяцию нейронов продолговатого мозга малых количеств /от 5 и более нл/ различных по действию аминокислот и красителя, для по-следупцего морфологического контроля области воздействия /рис.Г/.

В ходе проведенных исследований были поставлены следующие серии опытов:

1. Активапия /глутаматом/ и угнетение /глигошом/ нейронных популяпйй ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга кошки;

2. Активанич и угнетение нейронных популяпий каудальной вен-•тдюлатаргльной области продолговатого мозга;

3. Угнетение нейронных популяпий каудальной вентролатеральной области в условиях предварительного угнетения нейронных популяпий ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга;

4. Угнетение нейронных популяпий ростральной вентролатеральной области после предварительного угнетения нейронных структур каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга.

В конпе каждого опыта щюводили мотфологичэский контроль локализации кончика михрохемотрода в расположении нейронных популяций, подвергшихся воздействию медиаторов в ходе эксперимента.

Такой методический подход позволил нам впервые получить и расшифровать кардиогемодинамичеакие реакпии, развивавшиеся при различного рода воздействиях на одну и ту ае популяцию нейронов, а также установить локализапию нейронов, ответственных за наблюдаемые кацдиогемодинамические сдвиги..

РЕЗУЛЬТАТЫ иссташАний

I. КАШОГШОДИНАШЧЕЙКИЕ шм пго ВСРДЕЯСТШИ ГЛУТАМАТА И

ШПИНА НА НЕ^РСНШЗ СТРУКТУРЫ РОСТРАЛЬНОЙ ВЕНТРОИАТЕРАЛЪНОЙ

СИАСТСТ ПРОДО/ТСВАТСГО МОЗГА КСШИ.

1.1. Характер кардиогенодинамических реакпий, обусловленных акти-

• ваяией нейронных структур ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга глутаматом.

При введении 50 нл ОД Моль/л водного раствора глутамата в исследованные нейронные структуры ростральной вентролатеральной

Риа. I. Схема микроинъектора. Показаны трехканальниа микрохемо-тродн /диаметр кончика 50 мкм/ и микрометры для подачи тестируемых веществ в каждый из каналов хемотродов.

области продолговатого мозга развивалась выраженная прессорная кардиогемодинамичеакая реакция /см.рис.?..А./, для которой бнло характерно повышение уровня системного артериального давления на 74 мм рт.ст.; диастопическое артериальное давление повышалось на 60 мм рт.ст. Латентный период наблюдаемой реакции был равен 5 с.

Сердечный выброс увеличивался несколько позднее, а именно через 10 с, и превышал исходный уровень на 43 мл/мин. Яго увеличение было обусловлено приростом как ударного объема крови на 0,2 мл, так и, в некоторой степени, увеличением частоты сердечных сокращений- на 8 сокр.в мин.

Показатели, характеризуйте сократительную активность миокарда изменялись следуотим образом: давление в полости левого желудочка увеличивалось на 80 мм рт.ст., конечнодиастопическое давление - на 0,5 мм рт.ст., 6.?/d'í макс. - на Б325, а ЙР/ЫТ мян. -на 1Е75 «м рт.ст.'с"*; индекс Верагута увеличился на 10

При этом общее периферическое сопротивление сосудов увеличилось на 15510 мН.с.м-9. • - '

Сходный характер изменений параметров кардиогемодинамики, при воздействии глутамата на нейронные пойулшии ростральной вен-тролатеральной области продолговатого Мозга, мы наблюдали во всех опытах / а =. 20 / данной серии.

. Статистический анализ изменений показателей кардиогемодинамики данной серии экспериментов показал, что повышение уровня системного артериального давления составило.в' среднем 44t /р< 0,0П1/ и было обусловлено, главным образа», увеличением общего периферического сопротивления сосудов /38^, р< 0,01/.

Изменение сердечного выброса бнло отсрочены», мало выраженным и статистически недостоверным /5^, р<0,5/. Индекс Верагута и индекс расслабления увеличились также недостоверно, что позволяет оценить начальное увеличение уровня системного артериального давления преимущественным увеличением сосудистого тонуса, а. не сократительной активности миокарда.

Таким образом, проведенные нами исследования влияния активации нейронных структур ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга кошки на кавдиогемодинамяку, позволяют считать, что развиваицаяся прессорная реакция обусловлена, преимущественно, увеличением общего периферического сопротивления сосудов току крови. Изменения Кб насосной функггии сердца и сократительной активно-

- Э -

сти миокарда были отсрочены, мало выражены и недостоверны, а частота сердечных сокращений при атом практически не изменялась.

1.2. Характер кардиогемодинамических реакций, обусловленных угнетением нейронных структур ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга глицином. .

При введении в выше исследованную подуляпию нейронов ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга /через второй канал трехканального микрохематрода/ 50 нл 0,1 Моль/л водного раствора глшгана развивалась выраженная депрессорная реакция /см. рис.З.Б./; при которой уровень систолического артериального давления снижался на 40 мм рт.ст., диастолического - на 15 мм рт.ст. Латентный период этой реакции был равен 5 с.

Сердечный выброс увеличивался менее выраденно /на 8 мл/мин/, за счет небольшого увеличения ударного объема крови /на 0,1 мл/, а частота сердечных сокращений даже уменьшилась на б сокращений в минуту.

Показатели сократительной активности миокарда изменялись следуицим образом: давление в полости левого, яелудочка снизилось на 42 мм рт.ст. ; заметно уменьшилась скорость его изменения: так, dP/dT макс, уменьшилась на 1400, a dP/dî мин. - на 600 мм рт.ст.Индекс Верагута уменьшился на 7 с""*, а индекс расслабления - всего на I условную единипу.

При этом общее периферическое сопротивление сосудов току крови уменьшилось более выраженно - на 5280 мН.с.м-9.

Подобный характер изменений показателей карциогемодннамики, обусловленный введением глипина в исследованную популяпию нейронов ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга, наблвдался нами во всех опытах / а = 27 / данной серии.

Статистический анализ параметров каряиогемодинамикн данной серии опытов показал, что снижение уровня системного артериального давления в среднем на 27% /р< 0,001/ было обусловлено преимущественно за счет уменьшения общего периферического сопротивления сосудов на 37^ /р <0,001/. Уменьшение индекса Верагута и индекса расслабления на 5t было недостоверно /р< 0,5/.

Вклад оерцечного выброса в развитие такого рода реагатвй бил незначительным /минутный объем кровообращения увеличился на КС/ я недостоверным /р<0,2/.

КДД эо

ММ РТ СТ 0

рЛЖ

ММ РТ СТ () [

¿Р/«1*-, о """ 06 1200

САД 100

ММ РТ СТ о

МОК 200

мл/мин 01

УОК 1.0.

МП о1

КДД

ММ РТ СТ

рЛЖ

ММ РТ СТ

***** О

ММРТСТС

200«

САД

МИ РТСТ

1001 01

МОК 400|

МП/МИН о1

УОК 15|

МП 0

■ • Юс .

2. Карциогемодинамлческие реакгаш, обусловленные введением ■50 нл ОД Моль/л водного раствора /рН 7,4/ глутачата /А/ и глипина /Б/ в нейронные структуры ростральной вентрола-твральной области продолговатого мозга кошки.

Следует отметить, что изменения минутного объема кровообращения, в большинстве случаев, подобно тому как это было отмечено при активации этой же группы нейронов, были отсрочены и, как правило, наблюдались с 5-10 секунды развивающейся депрессорной реакции. Это свидетельствует, вероятно, об их вторичности и, возможно, отратает деятельность сердца в условиях уменьшенной постнагрузки сердца.

Обращает на себя внимание также и тот $акт, что частота сердечных сокращений и в этом случае изменялась мало и недостоверно.

Таким образом, можно заключить, что угнетение нейронов исследованной ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга приводит к развитию депрессорной реакции,в основе которой, главным образом, лежит уменьшение сосудистого тонуса.

п. кАРдиогЕмодинАмитакиЕ рр.шщи пгм вгсдаЯствга глутамата и гмшна на нвлроннш структуш шлальнся вентрсшатерадыкя свдасти продолговатого мсбга

ПД. Характер кардиогемодинамических реакций, обусловленных активацией нейронных структур каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга глутаматом.

При введении в исследованную популяцию нейронов каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга 50 ал 0,1 Моль/л водного раствора глутамата развивалась депрессорная реакция /см.

рис.3.А./, латентный период которой не,превышал 5 с. При этом уровень систолического артериального давления снижался на 36 мм рт.ст., диастолического - на 40 мм рт.ст. Общее периферическое сопротивление сосудов .уменьшалось на 10930 мН.с.м-9.

Через 26 ceicywt после введения глутамата сердечный выброс увеличивался на 42 мл/мин; в данном случае увеличение минутного объема кровообращения было обусловлено увеличением ударного объема крови /на 0,2 мл/, так как частота сердечных сокращений .даже уменьшалась /на 6 сокр.в мин/.

Сократительная активность миокарда уменьшилась следупцим образом: давление в полости левого желудочка снизилось на 36 мм рт.ст., окорость его изменения - dp/dT макс, уменьшалась на 1200, a dP/dT мин. - на 625 мм рт.ст.«с-*. Индекс Верагута уменьшился на Н с-1.

Показаниая направленность изменения основных показателей гемодинамики, обусловленных введением глутамата в нейронные струк-

туры каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга была характерной для всех опытов / tl = 18 / данной серии, при этом достоверное снижение уровня системного артериального давлений - в среднем на 2\% /р 0,0(31 > было обусловлено, преимущественно, уменьшением общего периферического сопротивления сосудов /на 31%, р< 0,(ХЯ/.

Достоверным было также уменьшение давления в полости левого желудочка /на 21%, р<0,001/, а также dp/dT макс, /на 31%, р< О,(Ж/ и dF/dT мин /на р<0,01/. Уменьшения индекса Вера-гута к индекса расслабления /на 85У как в увеличение' сердечного выброса /на 9ji/ было примерно одинаковым, однако эти изменения были недостоверны. Частота сердечных сокращений оставалась неизменной или незначительно уменьшалась /р<0,5/.

Обращает на себя внимание то, что как и при активации нейронов ростральной вентролатеральной области, так и при утнетенин нейронов каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга, изменения сердечного выброса развиваются позднее, чем изменения уровня системного артериального давления. Латентный период изменений с ердечаого выброса при воздействии на нейронные струк- . туры ростральной вентролатеральной области /активапия или угнетение/ не превышал 5-10 с, в то время как для воздействий на нейронные структуры каудальной вентролатеральной области он равнялся 15-30 с.

' Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что в каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга кошки расположена группа тонически активных нейронов, активация которых приводит к развитию депрессорной реакшш, обусловленной, преимущественно, снижением общего периферического сопротивления сосудов.

П.2. Характер карциогемодинамических реакпий, обусловленных угнетением нейронных структур каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга глготином.

Введение 50 ял 0,1 Моль/л водного раствора глилина /через второй канал трехканального микрохемотрода/ в исследованные нейронные структура каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга сопровождалось развитием выраженной прессорноЯ реакпии /см .pnc.p.F./; латентный период которой не превышал 5 с. Яри этом систолическое артериальное давление повышалось на (77 мм рт.ст., диастолическое - на 40 мм рт.ст. Обшее периферическое сопротивле-

_Q

нив сосудов увеличивалось на 7835 мН.с.м .

Показатели сократительной активности миокарда увеличились более вырайенно, чем в предыдущих случаях, так давление в полости левого .желудочка увеличилось на 7S им рт.ст., dp/tlT макс. - на ¿600, a d P/d Т мин. - на 1400 мм рт.ст. «с-*, индекс Вэрагута - на 8 с-1, индекс расслабления - на 4 усл.ед. Более значительно увеличивалось и конечно-диасталическое давление /на 0,5 ш рт.ст./.

Сердечный выброс в течение первнх секунд реакции не изменялся. Его .увеличение наблюдалось через 15-17 с и превышение исходного уровня составляло 51 мл/мин. Наблюдаемое изменение минутного объема кровообращения было обусловлено как увеличением ударного объема крови /на 0,1 мл/, так и увеличением частоты сердечных сокращений /на 20 сокр.в мин/*

Статистический анализ всех опытов / tt = 29 / данной серия показал, что угнетение исследованных нейронных структур каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга приводит к развитию кардиогемодинамической реакции, характерной чертой которой было достоверное повышение уровня системного артериального давления /в среднем на 37%, р<0,00Г/, обусловленное увеличением общего периферического сопротивления сосудов /на 36^, р<0,СЮГ/.

Существенный вклад /хотя и отсроченный во времени/ вносило и увеличение сократительной активности миокарда: индекс Верагута достоверно увеличился на 23i /р<0,00Г/. (Три этом давление в полости левого желудочка увеличилось на 33* /р <0,001/, d P/d т макс. - на <2,% /р <0,001/, dP/dT мин. - на КГ /р< 0,001/.

Характерной особенностью наблюдаемых кардиогемодинамических реакций при угнетении нейронов каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга была меньшая выраженность изменений сердечного выброса по сравнению с изменениями сократительной активности миокарда.

Таким образом, исходя из того, что е результате угнетения активности исследованной группы нейронов каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга, развивается выраженная првссор-ная реакция, обусловленная как увеличением общего периферического сопротивления сосудов, так и сократительной активности миокарда, можно полагать, что исследованная группа нейронов оказывает тормозящее влитие на сосудистый тонус и деятельность сердпа, а кардио-гемодинамическая реакция, наблюдаемая при угнетении этих нейронов.

Б

кдд

ММ рт ст

рЛЖ

ММ РТ ст

3000

с1р/<Н ( о

ММ РТ СТС 2000

САД 80

ММ РТ ст 0

МОК 400 г

МЛ/МИН о1

УОК

мл

КДД 20

РТ

01

рЛЖ

ММ РТ СТ

¿р/<Н мм рт ст с

САД

ММ РТСТ

мок

120г га

Ьу>

Кардиогемодинэмические реакгтии, обусловленные введением 50 нл ОД Моль/л водного раствора /рн глутамата /к/ и глоттина /Б/ в нейронные структуры каудальной вентрола-трральной области продолговатого мозга копки.

есть результат "тормокения торможение?*".

Ш, ИССЛЕДОВАНИЯ МШНИ?М0В ГВАМЗАШ ВЛИЯН^ НЕЙРОННЫХ СТРУКТУР РОСТРАЛЬНА' И КАУДАЛЪНОч РЛГГРШТЧРАДЪНСЙ ОБЛАСТИ ПРОДОЛГОВАТОГО М(ВГА каики НА СОСУДГСТЫП ТШУС И КАРТУ огаОДШАЧИКУ.

С пелью изучения характера взаимоотношений нейронных структур ростральной и каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга в реализации их влияний на систему кровообращения нами были проведены две серии опытов.

В первой серии мы попытались установить возможна ли реализация влияний нейронных структур каудальнсй вентролатеральной области продолговатого мозга на сосудистый тонус в условиях угнетения активности нейронных структур ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга.

Во второй серии'''опыт об. нн выясняли, как влияет угнетение активности нейронных структур каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга на реализацию симпатоактивирупцих влияний нейронных структур ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга на гемодинамику.

Для решения поставленных задач был использован следующий методический прием: в исследованные ранее участки ростральной л каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга, одновременно были введены два трехканалышх мнкрохемотрода, заполненные глутйматом, глшшном и пронионовым желтым. После, по/учения характерных кардиогемодинамлческих реакпий, обусловленных введением одной из аминокислот в каждую из исследуемых областей, мы приступали к реш°нига поставленных задач.

В первой серии опытов било показано /см.рис.4.1.А./, что' введение во нл глутамата в область расположения симпатоактивируг-щих вазоактивных нейронных структур ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга приводило к развитию характерной прессорной реаютии, при которой уровень системного артериального, даштени* повышался на 35$,' остальные показатели кардиогемодинами-ки изменялись как описано в главе 3.

Чероз В минут после прекращения прессорной реакции, по второму каналу этого же мнкрохемотрода, в нейронные структуры ростральной области продолговатого мозга было введено 50 нл глицина /см.рис.-1.Т.г,I./, что сопровождалось развитием характерной дапрес-сорно!* р»?яппи, при которой уровень артериального давления Снизил-

ся на 23:?.

На уровне субмаксимального развития этой реаюши, через другой микрохемотрод, установленный в расположении нейронных структур каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга, вводили 50 нл глипина /см.рис.4.1.Б2/.

' как было наш показано ранее, в ответ на введение глигаша в нейронные структуры каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга развивалась выраженная прессорная реакция /см.главу 4/. Однако, как видно из рисунка, ни характер, ни направленность те1\ущеЁ депрессорной реакции, в этих условиях опыта, не изменились, т.е. угнетение активности нейронов каудальной вентролатеральной области на фоне функционального "выключения" активности нейронов ростральной вентролатеральной области - становилось неэффективным.

По истечении 10 минут, когда активность нейронов ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга начала восстанавливаться, о чем свидетельствовало повышение уровня артериального давления, повторное введение 50 нл глицина в те же нейронные структуры каудальной вентролатеральной области /см.рис.4.1.В/ привело к развитию характерной прессорной реакции, при которой уровень системного артериального давления повысился на 35?.

Доведенные исследования позволяют заключить, что для реализации влияний нейронных структур.каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга на сосудистый тонус необходима сохранная активность нейронных структур ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга.

Во второй серии опнтов, изучая роль нейронных структур ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга в регуляции .карциогемодинамики, мы предположили следупцее: если ведущая роль во взаимоотношениях исследуемых нейронных структур ростральной и каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга принадлежит последним, то характерная для их угнетения прессорная реакция на введение тормозящего медиатора глипина не изменит сво-. его течения, при условии угнетения активности нейронных структур ростральной вентролатеральной области, для которого характерна депрессорная реакция /см.главу 3/.

Как показано на рис.4.2., введение 50 нл глипина в область расположения нейронных структур каудальной вентролатеральной об-

рЛЖ 100

ИИ rr CT о

dp/dt ММ FT CT С

4000.

2000 (

tooi

САД — j.-.---— rvuh

«Л 01

m ot а ß

[Qe .

МП/MW

Bio. 4. '-'ардиогемодиначические реакции, отражавшие взаимоотношения нейронных структур ростральной и каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга в реализации их влияний на сосудистый тонус и карциодинамику.

ласти продолговатого мозга, приводило к развитию характерной прессорной реакции /см.рис.4,2.А./, организация которой описана ранее. На фоне субмаксимального развития этой прессорной реакции, через другой микрохемотрод, установленный в расположении "вазоак-тивных" нейронных структур ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга было введено 50 нл глицина /см.рис.4.2.Б./, что привело к реверсированию прессорной реакции на депрессотную, характерную для угнетения активности нейронных структур ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга.

Таким образом, результаты опытов второй серии позволяют заключить, что нейронные структуры каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга не являются ведущими во взаимоотношениях с нейронными структурами ростральной вентролатеральной области, т.е. реализация влияний нейронов ростральной вентролатеральной области на кардиогемодинамику возможна в данных условиях опыта вне зависимости от состояния активности нейронов каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга.

В результате проведенных морфологических исследований нами было установлено, что популяции нейронов, ответственные за описанные выше кардиогемодинэмические реакции, расположены: в ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга кошки /атлас Бермана, 1968; Р 12,1; I. - 2500-2600 мкм; 1000-1100 мкм от вентральной поверхности мозга/ и в каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга кошки /атлас Бермана, 1968; Р 12,7; Ь - 3700-2800 мкм; 100-1000 мим от вентральной поверхности мозга/.

СЕСУВДЕНЙЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В настоящее время хорошо известно, что в ростральной и каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга расположены группы тонически активных нейронов, принимающих активное участие в поддержании уровня артериального давления.

Так, рострально расположенная группа нейронов оказывает сим-патоактивирующее влияние /^а««^»^ , 1982/, а нейронные популяции каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга оказывают тормозящее влияние /bt.4Sii.wj , 1987^ на сосудистый тонус.

Однако, до сих пор нет единого мнения о точней локализации »тих групп нейронов, их количественном составе, и медиаторной принадлежности. Эде менее изучены механизмы реализации их влияний на сосудистый тонус ж карадодинамику.

Обзор доступной нам литературы показал, что подавляпцее большинство современных исследователей для характеристики влияний этих групп нейронов на систему кровообращения использовали только два показателя, характеризующих состояние сосудов и деятельность сердца, а именно - артериальное давление и частоту сердечных сокращений .

Между тем, для полного понимания функциональной роли исследуемых групп нейронов вентролатеральной области продолговатого мозга необходимо'изучение организации кардиогемодинамической реакции, развивающейся при действии различных медиаторов на каждую из исследованных групп нейронов.

В отличие от охлаждения, нагревания, электрической стимуляции, термо- и электрокоагуляции и т.д., метод прецизионного воздействия микроинъекций биологически активных веществ на изучаемую популяцию нейронов мо$га, представляется нам более адекватнш, так как эти вещества влияют, преимущественно, на постсинаптическую мембрану тела нейронов, не затрагивая при этом аксоны, проходящие в зоне воздействия.

Помимо этого, до. настоящего времени, большинство исследователей использовали в экспериментах одно- и двуканальные микрохемо-троды, второй канал служил обычно для регистрации потенциалов. Для воздействия на нейронные структуры одной и той жэ области различных фармпрепаратов, применяли обычно одноканальные микрохемо-троды, что требовало, в ходе опыта, извлечения хемотрода, пероза-рядки и повторного его введения в исследуемую область, согласно стереотаизических координат. При таком методическом приеме, с нашей точки зрения, невозможно или крайне неудобно достичь строгого повторного воздействия на од1гу и ту же группу нейронов.

В наших'экспериментах, для воздействия на нейронные структуры исследуемых областей, использовались биологически активные вещества, которые вводились в мозг при помощи специально разработанного и изготовленного ыидроиньектора /см.рис.1./, позволяющего * осуществлять последовательное введение в одну и ту же поцуляцию нейронов двух различных по действии медиаторов и одного красителя для последугаяего морфологического контроля места воздействия.

В качестве возбуждающей аминокислоты мы использовали глута-мат, в качестве тормоз щей - глицин, а в роли красителя - пропио-новьй желтый.

Тако? методический подход позволил нам впервые получить и

расшифровать организацию кардиогемодинамической реакции, развивающейся в ответ на введение глутамата и глицина в «дну и ту же популяцию нейронов ростральной и каудальнойвентролатеральной области продолговатого мозга.

Нами было показано, что одностороннее, преимущественно слева, введение 50 нл 0,1 Моль/л, рН 7,4 водного раствора глутамата в область расположения нейронных структур ростральной вентролате-ральной области продолговатого мозга кошки приводило к повышению уровня системного артериального давления на 44? /р< 0,001/. Прес-сорная реакция была обусловлона, преимущественно, увеличением общего периферическрго сопротивления сосудов на 38$ /р< 0,01/'и, в Меньшей степени, насосной функции сердца. Частота сердечных сокращений практически не изменялась.

Пресс орные реакции на введение глутамата получали и другие авторы. Так WiWt.it« /1983/ и Ьсилагоск /$986/ на крысах наблюдали увеличение артериального давления и частоты сердечных сокращений , а "Ьоч*?*«^ /1985/ на кроликах и кошках отмечал только повышение уровня артериального давленая. Другие параметры кардиогемо-динамичцской реакции систематически не исследовались. Мы можем сослаться только на единичные работы /хЛллм^гвл.Ь^ь'Ц , 1980;

, 1988; Кульчицкий, Ткаченко, 1988/, в которых регистрировались регионарные сосудистые, реакции при различных воздействиях на нейроны ростральной группы.

Противоположного знака реакция - депрессорная, наблюдалась при введении в эту же область /через второй канал микрохемотрода/ 50 нл О,Г Моль/л, рН 7,4 водного раствора глишша. При этом, снижение уровня системного артериального давления, на 27$ /р< 0,001/

было также связано с существенным уменьшением общего периферического сопротивления сосудов на 37^ /р< 0,001/, Изменения показателей', отражающих сократительную активность миокарда и насосную функцию сердца были отсрочены и, по-видимому, вторичны.

Депрессорные реакции при использовании глицина были получены и другими авторами, однако чаща применялся метод топической аппликации. Так ^е^е*. /1974//1976/ у кошек, а ЬлимлвсАч /1986/ у крыс наблюдали снижение артериального давления и частоты сердечных сокращений. Другие параметры кардйогемоди-намичаской реакции эти авторы не исследовали. Только в работе С««и-ри1,<гмм4*«.*»»4е1л /1988/ было зарегистрировано изменение сердечного выброса при апшшкации глинина к нейронам ростральной группы.

В то же время, введение 50 нл глута-лата в область расположения нейронных структур каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга, неимущественно слева, приводило к развитию выраженной депрессорной реакнш, при которой уровень системного артериального давления уменьшался на 24^ /р < 0,001/. Депрессорная реакция была обусловлена преимущественным уменьшением общего периферического сопротивления сосудов на 21% /р < 0,001Вклад сердечного выброса был менее выраженным, сократительная активность миокарда изменялась недостоверно /в частности, ивдекс Верагута уменьшится на 8/5, р< 0,2/.

Подобные изменения артериального давления наблвдали при мик-роинъеюгии глутамата в эту группу нейронов /1988/ у'кро-

ликов и ^МСсУ:«. /1985/ у крыс, однако эти авторы отмечали и изменения со стороны частоты сердечных сокращений. Другие параметры кардиогемодияашческо$'реакции при активации нейронов каудальной группы вентролатеральной области продолговатого мозга наш в литературе не наРдены.

Противоположного знака реакция - прессорная, наблюдалась при введении в эту же область /через второй канал хемотрода/ 50 нл глипина. фи этом, уровень системного артериального давления повышался на 27% /р< 0,001/, за счет увеличения общего периферического сопротивления сосудов на 36$ /р < 0,001/ и сократительной активности миокарда /индекс Верагута увеличился на 23%, р <0,001/.

Обращает на себя внимание тот Факт, что достоверное увеличение индекса Вера1тта отмечалось только при введении глипина в нейронные структуры каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга. Мы полагаем, что это результат "торможения торможения", что приводит к усилению активности нейронов ростральной группы.

Следует отметить, что в доступной литературе мы не нашли работ, в которых угнетение активности нейронов каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга достигалось при помощи мик-роиньекпип глиттина. Часть работ посвящена аппликациям глицина, так р|'(о«/*кз /19я7/ наблюдал повышение артериального давления без из-менеяиР со стороны частоты сердечных сокращений. Другая часть работ проводилась с введением друго? тормозящей аминокислоты - ГАМК.

В работах Щаповал /1987/,УМ1гЪЪ.с. /1987/ и /1988/ было

получено повышение уровня артериального давления, увеличение частоты сердечных сокращений и усиление активности в почечном нерве.

Из анализа полученных данных видно, что в основе кардиогемо-динамических реакций, развиванцихся при введении использованных нами медиаторов в исследованные нейронные структуры ростральной и каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга, лежат, преимущественно, изменения общего периферического сопротивления сосудов; изменения насосной функции сердца менее выражены, отсрочены во времени и недостоверны.

Нами также показано, что ни активация,-ни угнетение исследованных нейронных структур как глутаматом, так и глицином, не сопровождались развитием существенных изменений со стороны частоты сердечных сокращений,.что не согласуется с результатами некоторых авторов, как бшю показано выше.

Причина разногласий, по мнению бол^ам.Лщкв. /1989/ может заключаться в использовании различных, а главное больших количеств медиаторов, что могло приводить к диффузии препарата и вовлечению в реакцию других, функционально неоднозначных, групп нейронов.

С другой стороны, согласно данным Ларг". ,

/1988/ имеется явная ассиметрия локализации функционально значимых аопултий нейронов, оказывавших то- и'хронотролное влияние на кардиодинамику.

Нейронные механизмы влияний структур вентродатеральной области продолговатого мозга на кардиогемодинамнку, к настоящему времени, изучены недостаточно. Известно, что нейроны ростральной группы имеют проекции к симпатическим преганглионарным нейронам интермедиолатерального ядра спинного мозга /Ам М, С * &<Л\и*л V , 1985; Карцева, 1985 и др./. Относительно нейронов каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга установлено, что они имеют связи с нейронами одиночного пучка /$*«/с*\влЛ«,5чаллл»<т , 1981/, что же касается их связей с нейронами интермедиолатерального ядра-спинного мозга, то этот вопрос остается открытым. Высказывается предположение, что нейроны каудальной группы реализуют свои влияния на симпатический тонус сосудов посредством взаимодействия с нейронами ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга кролика /Ь$.«-5»1»>8| ^аЦ , 1982; , 1985; &«-*олъосЧ., 1986/.

Чтобы проверить эту гипотезу мы провели две серии опытов. В , первой мы попытались установить: возможна ли реализация влияний

нейронов каудальной группы на сосудистый тонус в условиях угнетения активности нейронов ростральной группы, а во второй серий -установить, как влияет угнетение нейронов каудальнсй группы на реализацию активности нейронов ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга.

Нами показано, что в условиях угнетения нейронных структур ростральной группы, пр-эс сорная реакция, вызываемая, как правило, в условиях сохранной активности неРронов ростральной группы, не развивается. С другой стороны, прессорная реакция, вызванная введением глицина в нейронные структуры каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга, при введении глицина в ростральную вентролатеральную .область щрекращается и затем реверсирует.

Проведенные нами исследования позволяют утверждать, что для реализации влияний нейронов каудальной группы па кардиогемодинамику необходима сохранная активность нейронных структур ростральной группы, в то .время как реализация активности нейронов ростральной группы не зависит от "выключения" . нейронов ■ каудальной группы из цепи нервной регуляции кардиогемодинамики. Это еще одно, хотя и косвенное, подтверждение гипотезы о реализации влияний нейронов каудальнсй группы на сосудистый тонус посредством их взаимодействия с нейронами ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга.

В настоящее время существует мнение /Мч.**"^ , 1988/ о важной и исключительной роли ГАМК-ергических рецепторов в передаче влияний нейронов каудальной вентролатеральной области на сосуды. В отличие от этого, нами показано, что и при угнетении глипинсм активности нейронов ростральной группы, угнетение активности нейронов каудальной группы глшином не приводит к развитию характерной прессорной реакции, т.е., согласно нашим представлениям, гли-цинчувствительные нейроны ростральной вентролатеральной области продолговатого мозга, наряду с ГАМК-ергическими нейронам», также имеют значение для передачи влияний нейронов каудальной группы на симпатические преганглионарные нейроны спинного мозга.

В заключение можно констатировать, что в ростральной ж каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга кошки расположены тонически активные нейронные структуры, активация и угнетение которых приводит к существенному изменение уровня системного артериального давления, в основе которого лежит преимущественно? изменение сосудистого тонуса, а также, что влияния нейронных стру-

ктур каудальной ввнтролатеральной области реализуются посредством взаимодействия с нейронными структурами ростральной ввнтролатеральной области продолговатого мозга.

ВЫВОДЫ

1. Введение глутамата и глицина в исследованную популяцию нейронов ростральной ввнтролатеральной области продолговатого мозга кошки сопроваадается развитием карди огемоди н ами ч ее кой реакции,. обусловленной, преимущественно, изменением общего периферического сопротивления сосудов току крови. Увеличение общего периферического- сопротивления сосудов при .активации глутаматои и его уменьшение ори угнетении глицином нейронных популяций ростральной ввнтролатеральной области продолговатого мозга, свидетельствует о симпатовозбухдапцем характере влияний изученных структур на гемодинамику.

2. Введение глутамата и глгоина в исследованную популяцию нейронов каудальной ввнтролатеральной области продолговатого мозга приводит к развитию кардиогемодинамической реакции, также обусловленной, главным образом, изменением общего, периферического сопротивления сосудов току крови, но имеющей противоположную направленность: при введении глутамата развивается депрессорная, а при введении глицина - прессорная реакция. Показанный характер геыодинамических сдвигов, свидетельствует о симпатотормозящем влиянии исследованных структур каудальной ввнтролатеральной области продолговатого мозга на гемодинамику.

3. Активация и угнетение исследованных популяций нейронов ростральной и каудальной ввнтролатеральной области продолговатого мозга, в данных условиях опыта, не сопровождается существенными изменениями частоты сердечных сокращений. -

. • 4. Изменения сердечного выброса и сократительной активности миокарда при введении глутамата и глипина в исследованные нейронные поцуляпии ввнтролатеральной. области продолговатого мозга отсрочены.и, по-видимому, вторичны,-

5. Введение глипина в симпатотормозящие нейронные популяции каудальной вентролатёральной области продолговатого мозга сопровождается достоверным увеличением сократительной активности миокарда. • .

6. Влияние нейронных популягаР каудальной ввнтролатеральной

бласти продолговатого мозга на кардиогемодинамику опосредуется утем их взаимодействия с нейронными популяциями ростральной вен-ролатеральной области продолговатого мозга.

СПИСОК

работ, опубликованных по теме диссертации Верескуна С.Б.

. Карцева А. Г., Верес кун C.F., Дмитриева A.B. О механизмах кар-диогемодиначических реакций, развивающихся при выключении нейронов хемосенсетивных зон вентральной поверхности продолговатого мозга // Физиология и патофизиология сердца и коронарного кровообращения: Тез. 2-го Всесоюзного симпозиума. - Киев, ¿987. - С. 70.

Карцева А.Г., Верескун С.Б., Дмитриева A.B. Исследование кар-диогемодинамических реакций при воздействии глицина на нейроны вентролатеральной- власти продолговатого мозга кошки // Фнзиол. журн. - 199?!. -'34, ff 2. - С. 40-46.

, Карцева А.Г., Чайковская JF.A., ВерескунС.Б., Озадченко F.B. Периферические мзханизмы кардиогемодинамических реакций, обусловленных активацией и торможением нейронов вентролатеральной области продолговатого мозга // Нейтральная регуляция вегетативных Еункгий: Тез. 8-й научной конференции.■- Тбилиси, 1989. - С. зг.

. Карцева А.Г., Чайковская Л. А., ВерескунС.Б., Озадченко И. В.

Участие нейронов каудальной вентролатеральной-области продолговатого мозга кошки в регуляции сосудистого тонуса // Нейрофизиология. - 1990. - 22, Ii I. - С. 10-18. 5. Верескун С.F., Дмитриева A.B., Карцева А.Г. К механизму влияний нейронов каудальной вентролатеральной области продолговатого мозга кошки на кардиогемодинамику // Физиол. журн. - 1990,36, » 3. - С. 20-25. >. Карцева А.Г., ¡Наповал Л.Н., Побегайло Л.С., ВерескунС.Б. Кардиогем.одинамические сдвиги, обусловленные активацией или. ■ угнетением нейронов вентролатеральной области // Развитие физиологии в Украинской ССР за 1986-1990 г.г. - Киев: Наукова думка. - 1990, I. - С. Ш.