Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Активность моноаминергических систем гипоталамуса на ранних сроках иммуногенеза

И Ъ ^

V.!

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ' НАУК ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ

На правах рукописи

Бычков Евгений Рудольфович

АКТИВНОСТЬ ШНОАШНЕРГИЧЕСКИХ СИСТЕМ ГИПОТАЛАМУСА НА РАННИХ СРОКАХ ИММУНОГЕНЕЗА

14.00.16 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург - 1992

Работа выполнена в Отделе общей патологии и патологической, физиологии НИИ экспериментальной медицины РАМН ( директор - академик Б. И. Ткаченко).

Научный руководитель член-корреспондент РАМН, профессор Е. А. Корнева

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,. профессор С. А. Шестакова доктор медицинских наук Б. И. Клементьев

Ведущая организация: НИИ общей патологии и патологической' физиологии РАМН, г. Москва

Защита состоится " 2. -Н" _ 1992г. в А '

часов ' на заседании специализированного совета Д. 001.23. 03 при Научно-исследовательском институте экспериментальной ме- • дицины РАМН ( 197376, С.Петербург, ул. акад. Павлова, 1ё)

С диссертацией, можно ознакомитсься в научной библитеке НИИ экспериментальной медицины РАЖ

Автореферат разослан " " н1992 г."

Ученый секретарь специализированного совета кадидат биологических наук

Р. П. Кучеренко

Актуальность исследования. Изучение механизмов регуляции., иммунологических процессов является одной из актуальных £задд,ч!(Довременной медицины. Известно, что иммунная система, обладая высокой степенью автономности и саморегуляции, в тоже время находится под корригирующим влиянием нервной и эндокринной систем, а центральная нервная система (ДНС) может реагировать на поступление чужеродного антигена в ■ организм и влиять на интенсивность иммунологических реакций ( Корнева и др. ,1978, 1990, Абрамов, 1988, Ader, 1981, 1991, Dunn, 1989, Brooks, Roszman,1990).

Комплекс электрофизиологических исследований (Клименко, 1972, 1991; Григорьев, 1982, Корнева и др. , 1990, Besedovsky et al.. 1977, Safiei' et al. , 1987, 1990) позволил обнаружить зоны мезга, закономерно реагирующие на введение антигена, то есть реально вовлеченные в процессы нейро-иммунного взаимодействия в целостном организме. Одним из дальнейших направлений исследования центральных звеньев нейро-гуморальной регуляции иммунногенеза, перспективным и в практическом плане, в связи с возможностью разработки новых приемов коррекции нарушенных функций иммунной системы, является изучение степени участия различных нейромедиаторных систем мозга, в частности, моноаминергических (МА), в реализации взаимодействия нервной и иммунной систем.

Существующие в литературе данные позволяют предполагать разнонаправленное влияние МА систем мозга на интенсивность иммунологических реакций; отмечено, что дофамин- (ДА) и но-радреналинергические (НА) системы мозга обладают стимулирующим, а серотонинергическая (5-0Т) - супрессирувщим влиянием на иммунологические процессы (Девойно, Ильюченок, 1983, Аль-перина, 1990, Йдова, 1990, Cross et al. , 1986, 1990, Markovic et al. , 1987). Показано изменение■ концентраций ДА. НА, 5-ОТ в структурах мозга в индуктивную и продуктивную фазы иммунного ответа ( Винницкий, 1980, Машек и др. , 1985, Лесников и др. , 1986, Besedovsky et al. , 1983, Carlson et al. , 1987 ). В первые часы развития иммунного ответа повышается интенсивность обмена ДА. НА и 5-ОТ в целом гипоталамусе и стволе мозга ( Dunn, 1987); наблюдается активация нигрост-риарной и мезолимбической ДА систем, которая коррелирует с

увелечением функциональной активности 5-ОГ систем ядер шва ( Девойно и др. , 1990).

Эти исследования создали основу для дальнейшего изучения роли МА систем мозга, их взаимодействия в динамике развития 'иммунных реакций.

Однако роль МА систем мозга в регуляции функций иммунной системы остается недостаточно изученной. В частности, до сих пор не исследованы МА механизмы, лежащие. в основе перестройки активности структур гипоталамуса в процессе развития иммунологических реакций и их значимость для формирования иммунного ответа в целостном организме, что является необходимым для понимания реальных механизмов нейро-гумораль-ной регуляции иммунногенеза.

Поскольку в индуктивную фазу иммуногенеза, на этапах пролиферации и дифференцировки, клетки иммунной системы наиболее восприимчивы к различным регуляторным воздействиям, особое значение приобретает изучение начальных этапов формирования иммунного ответа, и в частности, исследование изменения активности МА нейронов в структурах гипоталамуса на. ранних сроках после введения антигена.

Цель работы. Изучение изменения активности центральных ДА, НА и 5-ОТ систем в процессе развития реакции мозга на введение антигена и исследование участия катехоламинергичес-ких (КА) систем мозга в модуляции интенсивности иммунного ответа.

Задачи исследования.

1. Исследование динамики содержания КА и их метаболитов в структурах гипоталамуса в первые часы после иммунизации.

2. Изучение изменения концентрации 5-ОТ и его метаболита в структурах гипоталамуса в первые часы после введения антигена.

3. Исследование влияния истощения КА в мозге на величину гуморального иммунного ответа.

Научная новизна. Впервые систематически изучена динамика изменения уровня ДА, НА, 5-ОТ и их метаболитов в структурах гипоталамуса в пбрвые часы после иммунизации. В ходе развития реакции целостного организма на введение антигена

установлено увеличение интнесивности обмена МА в медиальной лреоптической области, супраоптическом ядре, супрахиазмати-ческом ядре, переднем гипоталамическом поле, паравентрику-лярном ядре, аркуатном ядре/срединном возвышении, дорзомеди-алыюм ядре - структурах гипоталамуса, тесно связанных с регуляцией иммуногенеза и гипофизарно-надпочечниковой системой.

Получены данные о том, что после введения антигена в исследуемых областях мозга сначала наблюдается реакция со стороны ДА и НА систем, затем присоединяются 5-ОТ механизмы. Наиболее продолжительные изменения отмечаются со стороны' 5-ОТ системы.

Впервые показано, что, хотя на ранних сроках после иммунизации наблюдается содружественная активация ДА, НА и 5-ОТ систем гипоталамуса, в последующем изменения интенсивности обмена МА носят разнонаправленный характер: на фоне снижения метаболизма ДА и 5-ОТ в передней гипоталамической области увеличивается активность 5-ОТ системы в супраопти-ческом ядре через 6 часов после иммунизации.

Установлено, что истощение КА в мозге у крыс вызывает снижение- содержания антител в сыворотке крови после иммунизации, при этом динамика уровня антител в процессе развития иммунного ответа не изменяется.

Теоретическая и практическая значимость работы. Исследование, выполненное на стыке нейрохимии и иммунологии, дает новые дополнительные сведения об экстраиммунных, центральных механизмах нейро-гуморальной регуляции функций иммунной системы и подтверждает факт вовлечения определенных структур мозга в обеспечение реакции организма на антигенный стимул. Полученные данные расширяют имеющиеся представления о механизмах участия ДА, НА и 5-ОТ систем мозга в этих процессах и доказывают значимость изменения метаболизма биогенных аминов з индуктивной фазе иммуногенеза для формирования полноценного иммунного ответа.

Работа имеет практическое значение, так как создает реальную основу для того, чтобы, воздействуя на нейромедиатор-ше механизмы мозга, корригировать интенсивность иммунного

ответа, используя естественные каналы регуляции защитных функций организма и свидетельствует о необходимости учета воздействия применяемых в лечебной практике лекарственных препаратов, влияющих на обмен моноаминов в мозге, на функции иммунной системы. 4

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Введение антигена вызывает изменение метаболизма ДА, НА и 5-ОТ в структурах гипоталамуса. Степень вовлечения -пространственная и временная - МА систем в структурах гипоталамуса в реакцию целостного организма на антиген различна.

2. Истощение КА в ЦНС снижает уровень антител в крови после иммунизации.

Апробация работы. Апробация диссертации состоялась на заседании научной конференции отдела общей патологии и пато логической физиологии Научно-исследовательского института экспериментальной медицины РАМН (г. С.Петербург) 16 марта 1992г.

Результаты исследования доложены на 2-й Всесоюзной конференции "Принципы и механизмы деятельности мозга человека" (Ленинград, 1989г.), на 7-м Международном конгрессе по иммунологии (Берлин, 1989г.), на научных конференциях отдела общей патологии и патологической физиологии НШЭМ РАМН ( 1989, 1990, 1991), на конференции, посвященной столетию Института Экспериментальной медицины РАМН (Ленинград, 1990).

По теме диссертации опубликовано и принято в печать Б работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав ( 1 - обзор литературы, 2 - материаль и методы, 3 - результаты собственных исследований, 4 - обсуждение результатов), выводов и списка литературы.

Работа изложена на 109 страницах машинописного текста, содержит 10 таблиц, 12 рисунков. Библиографический указагел! включает 181 работу.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Эксперименты были выполнены на 120- крысах-самцах линш

"Вистар" весом 160 - 200 г. Крысы содержались в виварии с искусственной вентиляцией- и контролируемым световым режимом (день - 8:00-20:00, ночь - 20:00-8:00), получали стандартную пищу и воду.

В опытах с исследованием функционального состояния МА систем в структурах гипоталамуса на ранних сроках после введения антигена крыс декапитировали через 30 , 90 и '360 минут после внутрибрюшиняой иммунизации эритроцитами барана в дозе 5 млрд. клеток в 0,5 мл физиологического раствора. Контрольным животным вводили физиологический раствор. Количество животных в исследуемых группах составляло от 10 до 12.

Стуктуры гипоталамуса выделяли из фронтальных срезов мозга по методу Palcovits (1973) в соответствии с координатами по атласу Konif; and Klippel (1963): медиальная преопти-ческая область А 6360 - А 7020, супраоптическое ядро А 5780

- А 6360, супрахиазматическое ядро А 5780 - А 6360, переднее гипоталамическое поле А 5780 - А 6360, паравентрикулярное ядро А 5150 - А 5780, единым блоком аркуатное ядро и срединное возвышение А 3750 - А 4620, дорзомедиальное ядро А 3750

- А 4620, заднее гипоталамическое поле А 3180 - А 3750.

Уровень ДА, НА, 5-ОТ и их метаболитов - 3,4-диоксифени-луксусной кислоты (ДОФУН), 3-метокси, 4-оксифенилгликоля (МОФЕГ), 5-оксииндолуксусной кислоты (5-ОИУК) в структурах гипоталамуса определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией ( Morier, Rips, 1982, Nielsen, Johnston, 1982).*

Хроматографическая система состояла из насоса модели 305 Gilson, инжсктора> Rheodyne, металлической колонки (4,6x250 мм) с обращенно-фазным сорбентом Partisil 5 ODS 3 (Whatman), предколонки и амперометрического детектора LC-4B (В AS).

Подвижная фаза состояла из 0,02 М цитрат-фосфатного бу-

* Автор выражает глубокую признательность зав. лабораторией молекулярной нейробиологии Института мозга ' человека РАН д. б. н. , проф. С. А. Дамбиновой за предоставленную возмож- ■ ность выполнения работы.

фера, рН 4,0-4,2; 0,2 мМ линатриевой соли ЭДТА, 0,ЗмМ-0,5мМ натрий октилсульфвта,,6-10 % метанола; скорость потока - 1,0 -1,5 мл / мин.

Структуры гипоталамуса гомогенизировали в 200 мкл 0,1 tí хлорно'й кислоты, центрифугировали 5 мин,- 8000 об/мин ; 100 мкл супернатанта вводили в хроматографическую систему.

Концентрации НА и их метаболитов в зонах мозга рассчитывали, в нанограммах на миллиграмм белка Содержание белка измеряли по методу Lowry et al. (1953), используя в качестве стандарта лошадиный сывороточный альбумин.

В опытах с центральным введением б-оксидофамина использовали животных с предварительно имплантированными в боковой желудочек мозга направляющими канюлями хемитродов по стерео-таксическим координатам Р 0,9; L 1,4; Н 2,7 атласа (Фифкова, Маршал, 1962). Операции проводили под гексеналовым наркозом (200 мг/кг веса), б-оксидофамин (Serva) вводили в дозе 150 мкг в объеме 10 мкл физиологического раствора с помощью микрошприца (Hamilton), соединенного с инъекционной канюлей. Б качестве контролей использовали интактных животных и крыс,, получавших инъекцию физиологического раствора. Каждая исследуемая группа состояла из 10 животных. Через 4 дня после инъекции 6-оксидофамина животных внутрибрюшинно иммунизировали эритроцитами барана в дозе 1 млрд. клеток. Забор крови у крыс для оценки величины гуморального иммунного ответа проводили из хвостовой вены на 5, 7, 14, 21 дни после иммунизации.

Уровень антител в сыворотке крови определяли методом гемагглютинации в микротитраторе Такачи. Результаты выражали титром антител - отрицательным логарифмом по основанию 2 последнего разведения сыворотки, которая еще агглютинирует эритроциты.

Статистическую обработку проводили с использованием t-критерия Стьюдента. В тексте автореферата результаты представлены в виде: среднее арифметическое + стандартная ошибка.

- 7 -

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изменение уровня ДА и его главного метаболита ДОФУК в структурах гипоталамуса в первые часы после иммунизации.

При определении содержания ДА и его главного метаболита ' ДОФУК в исследуемых структурах гипоталамуса у контрольных животных было выявлено высокое содержание ДА - 57,7 + 1,6 нг/мг белка и ДОФУК - 2,85 + 0,17 нг/мг белка в аркуатном ядре /срединном возвышении, низкие концентрации наблюдались в супраоптическом ядре гипоталамуса ДА - 2,11 + 0,13 нг/мг белка и'ДОФУК - 0,45 + 0,06 нг/мг белка

Наиболее ранние изменения уровня ДА отмечались в аркуатном ядре/срединном возвышении, которые исследовались единым блоком. Концентрация ДА снижалась до 41,8 + 5,0 нг/мг белка по сравнению с 57,7 + 1,6 нг/мг белка в контрольной группе (р < 0,05) через 30 минут после введения антигена. Содержание ДА в других исследованных структурах гипоталамуса: медиальной преоптической области, супраоптическом ядре, супрахиазматическом ядре, переднем гипоталамическом поле, паравентрикулярном ядре, дорзомедиальном ядре, заднем гипоталамическом поле через 30, 90, 360 минут после иммунизации не изменялось.

Однако установленное изменение уровня медиатора свидетельствует лишь о факте реагирования нейромедиаторной системы, но не указывает на характер самой реакции и не позволяет судить об угнетении или активации данных нейромедиаторных механизмов. Для анализа этих процессов принято использовать показатели, характеризующие интенсивность обмена нейротранс-миттеров: активность ферментов синтеза и деградации медиаторов или уровень их метаболитов (Pycock, Taberner, 1981).

В данной работе для оценки интенсивности метаболизма ДА было изучено изменение содержания ДОФУК - одного-из главных его метаболитов (Lavielle et al. , 1979, Kopf, 1981).1 В большинстве исследованных структур на 30 минуте отмечалась тенденция к увеличению концентрации ДОФУК с последующим снижением ее ниже контрольных значений к 6 часу после

- в -

иммунизации. Установлено увеличение уровня ДОФУК на 30 минуте в медиальной преоптической области до 0,78 + 0,06 нг/мг белка при контрольной величине 0,62 + 0,03 нг/мг белка (р < 0,05) и переднем гипоталамическом поле до 0,79 + 0,05 нг/мг Ьелка по сравнению с 0,60 + 0,05 нг/мг белка в контрольной группе (р < 0,05). Через 6 часов после введения антигена отмечено снижение содержания ДОФУК в переднем гипоталамическом поле до 0,43 ± 0,01 нг/мг белка, тогда как у контрольных животных уровень ДОФУК в той же области мозга составлял 0,49 + 0,02 нг/мг белка (р < 0,05).

Для оценки скорости обмена ДА также использовалось отношение концентраций ДОФУК/ДА, которое является общепринятым показателем, свидетельствующим об изменении обмена ДА (• Lavielle et al., 1979; Altar et al. , 1987). Аналогично изменениям уровня ДОФУК, отношение ДОФУК/ДА в большинстве структур гипоталамуса имело тенденцию к увеличению на 30 минуте исследования с последующим его снижением. Увеличение коэффициента ДОФУК/ДА наблюдалось на 30 минуте в переднем гипоталамическом поле до 0,162 + 0,010 по сравнению с конт-_ рольным значением 0,132 + 0,007 (р < 0,05) и аркуатном ядре/ срединном возвышении до 0,063 + 0,005 против 0,049 + 0,003 в котрольной группе (р < 0,05). На 90 минуте после введения эритроцитов барана так же было показано увеличение индекса ДОФУК/ДА в медиальной преоптической области до 0,116 + 0,006 при контрольной величине 0,097 + 0,004 (р < 0,05) и аркуатном ядре/срединном возвышении до 0,086 + 0,005 по сравнению с 0,064 + 0.006 (Р < 0,05) в группе контрольных животных. Величина отношения ДОФУК/ДА в исследованных зонах мозга через 6 часов после иммунизации не изменялась.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о вовлечении ДА систем гипоталамуса в реакцию мозга на антигеЬный стимул. Отмечается увеличение обмена ДА в структурах гипоталамуса: медиальной преоптической области, переднем гипоталамическом поле, аркуатном ядре/срединном возвышении на 30 и 90 минутах после иммунизации и снижение интенсивности метаболизма ДА к 6 часу, особенно выраженное в переднем гипоталамическом поле.

■ Динамика изменения содержания НА и его главного метаболита ЮФЕГ в структурах гипоталамуса на ранних сроках после иммунизации.

Получение данные о распределении в структурах гипоталамуса у контрольных животных НА и его главного метаболита -ЮФЕГ свидетельствуют о наиболее высоких их концентрациях в . дорзомедиальном ядре - 53,1 +1,8 нг/мг белка и паравентри-кулярном ядре - 44,3 + 1,7 нг/мг белка для НА и 6,52 + 0,38 нг/мг белка и 5,99 + 0,35 нг/мг белка для ЮФЕГ соответственно.

Изменение содержания НА в первые часы после введения эритроцитов барана наблюдалось в паравентрикулярном ядре, аркуатном ядре/срединном возвышении и дорзомедиальном ядре гипоталамуса. Установлено увеличение уровня НА на 30 минуте в паравентрикулярном ядре до 50,6 +2,2 нг/мг белка по сравнению с 43,9 + 1,8 нг/мг белка в контрольной группе (р < 0,05) и снижение его на 90 минуте после иммунизации в паравентрикулярном ядре до 34,7 + 1, 9 нг/мг белка при контрольном значении 44,3 + 1,7.нг/мг белка (р < 0,05), в арку-атном ядре/срединном возвышении до 28,8 + 2,2 нг/мг белка по сравнению с контролем 38,9 + 1,7 нг/мг белка (р < 0,05) и в дорзомедиальном ядре до 41,3 +1,1 нг/мг белка против 48,3 + 1,1 нг/мг белка (р < 0,05) в контрольной группе, к.б часу концентрации НА не отличались от контрольных значений во всех исследованных областях мозга.

Поскольку снижение уровня НА в структурах гипоталамуса может быть связано с уменьшением скорости синтеза медиатора, или с ускоренным выделением его в синаптическую щель и последующим разрушением до биологически- неактивных метаболитов, для решения этого вопроса было исследовано изменение содержания его главного метаболита - ЮФЕГ и отношение концентрации МОФЕГ/НА, что позволило судить об интенсивности метаболизма НА в исследуемых зонах мозга ( Schanberg et al. , 1968; Meek, Neff, 1973; Ader et al. , 1978). Предполагается, что уровень метаболита является более лабильным и точным показа-

. - 10 -

телем, отражающим уровень обмена медиатора, чем содержание самого медиатора (Русоск, Taberner, 1981). В настоящих исследованиях не обнаружено изменения содержания МОФЕГ в структурах гипоталамуса через 30, 90 и 360 минут после иммунизации.

С другой стороны, индекс М0ФЕГ/НА на 90 минуте после иммунизации имел тенденцию к увеличению в большинстве исследованных структур. Установлено достоверное увеличение этого показателя в паравентрикулярном ядре до 0,168 + 0,013 по сравнению с контролем 0,130 + 0,007 (р < 0,05), в аркуатном ядре/срединном возвышении до 0,114 + 0,010 . при контрольном значении 0,088 + 0,006 (р < 0,05), в дорзомедиальном ядре до 0,162 + 0,015 по сравнению с 0,121 £ 0,007 в группе контрольных животных (р < 0, 05). Величина отношения МОФЕГ/НА во всех исследованных зонах мозга: в медиальной преоптической области, супраоптическом ядре, супрахиазматическом ядре, переднем гипоталамиче с ком поле, паравентрикулярном ядре, аркуатном ядре/срединном возвышении, дорзомедиальном ядре, заднем гипоталамическом поле на б-и часах после введения эрит-. роцитов барана не отличалась от уровня в каждой контрольной, группе.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют об увеличении активности НА системы в первые часы после иммунизации, главным образом, в паравентрикулярном ядре, аркуатном ядре/срединном возвышении и дорзомедиальном ядре.

Изменение концентрации 5-ОТ и 5-ОИУК в структурах гипоталамуса на ранних сроках после введения антигена.

При определении в структурах гипоталамуса у контрольных животных уровня 5-ОТ и его гавного метаболита - 5-ОИУК было выявлено их высокое содержание в супрахиазматическом ядре, паравентрикулярном ядре, дорзомедиальном ядре, заднем гипоталамическом поле. Наиболее высокий уровень 5-ОТ наблюдался в супрахиазматическом ядре - 32, 3 + 2,5 нг/мг белка.

Изменений содержания 5-ОТ, на 30 минуте после введения эритроцитов барана в исследованных образованиях мозга не об-

нарушено. На последущих сроках исследования, через 90 и 360 минут после иммунизации, установлено, что уровень 5-0Т достоверно уменьшался в медиальной преоптической области, суп-рахиазматическом ядре, переднем гипоталамическом поле, пара-вентрикулярном ядре. Наибольшее снижение концентрации 5-ОТ наблюдалось в медиальной преоптической области на 360 минуте после иммунизации до 12,9 +0,7 нг/мг белка по сравнению с контрольным уровнем 15,7 +0,6 нг/мг белка (р < 0,05), в супрахиазматическом ядре на 350 минуте исследования 20,3 + 1,9 нг/мг белка при контрольном значении 27,8 + 2,5 нг/мг белка (р < 0,05), в переднем гипоталамическом поле на 90 минуте эксперимента до 17,8 + 0,7 нг/мг белка по сравнению с контролем 21,7 + 1,1 нг/мг белка (р < 0,05), ив пара-вентрикулярном ядре на 360 минуте после введения антигена до 26,9 + 0,7 нг/мг белка, тогда как у контрольных крыс уровень 5-ОТ в этом ядре составлял 31,8 + 1,0 нг/мг белка (р< 0,05).

Для оценки скорости обмена 5-ОТ в структурах гипоталамуса было изучено изменение содержания 5-ОИУК - его главного метаболита ( Aghajanian et al. , 1967, Kopf, 1981). На 90 минуте наблюдалось увеличение. 5-ОИУК в медиальной преоптической области до 17,1 +0,6 нг/,чг белка по сравнению с контрольным уровнем 14,8 + 0,7 нг/мг белка (р < 0,05), а к 6 часу отмечалась тенденция к снижению 5-ОИУК в большинстве исследованных структур, достоверно выраженная в передней гипо-галамической области: 8,6 + 0,4 нг/мг белка при контрольном значении 9,9 + 0,4 нг/мг белка (р < 0,05).

Наряду с уровнем 5-ОИУК, для оценки интенсивности метаболизма 5-ОТ также использовали отношение концентраций мета-Золита к медиатору, что является надежным показателем скорости обмена 5-ОТ ( Aghajaman et al. , 1967, Carrol et al. , 1980, Schanon et al., 1986 ). Индекс 5-0ИУК/5-0Т увеличивал-:я в супрахиазматическом ядре на 90 минуте исследования до Э.641 + 0,033 при контрольном значении 0,540 + 0,027 :р < 0,05) ив супраоптическом ядре через 6 часов после им-^унизаци до 0,946 + 0,060 по сравнению с 0,781 + 0,033 в группе контрольных крыс (р < 0,05).

Таким образом, можно говорить о широком вовлечении 5-ОТ

\

•нейронов гипоталамуса в реакцию организма на антиген, наиболее выраженную в медиальной преоптической области, супрахи-азматическом ядре, супраоптическом ядре, переднем гипотала-мическом поле, паравентрикулярном ядре. Обращает на себя внимание тот факт, что наряду с тенденцией к снижению интенсивности метаболизма 5-ОТ в исследованных структурах гипоталамуса через 6 часов после иммунизации наблюдается активация 5-ОТ нейронов -в супраоптическом ядре.

Влияние цетрального введения 6-оксидофамина на величину гуморального иммунного ответа

У интактных .животных на 7-е сутки после иммунизации наблюдается максимальное содер> ание специфических кммуногло-. булинов в сыворотке крови - 4,ЗР +0,32.

Интрацеребровентрикулярное введение физиологического раствора не влияет на количество антител и динамику развития гуморального иммунного ответа

Установлено достоверное снижение уровня антител в крови у животных, которым вводили 6-оксидофамин (150 мкг) на 5, 7, 14 и 21 сутки после иммунизации. На 7 день, на пике иммунно-' го. ответа, было отмечено наиболее выраженное уменьшение количества антител у животных с разрушение^ КА системой мозга по сравнению с контрольной группой, получившей внутримозго-вую инъекцию физиологического раствора (2,55 + 0,22 и 4,28 + 0,26 соответственно, р < 0,01). Динамика уровня антител в процессе развития иммунного ответа не изменялась.

Таким образом, разрушение КА нейронов в ЦНС вызывает угнетение продукции специфических иммуноглобулинов.

•ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

При изучении динамики изменений концентраций и метаболизма ДА, НА и 5-ОТ в отдельных структурах гипоталамуса в первые часы после иммунизации выявлен факт вовлечения МА систем мозга в реакцию целостного организма на введение антигена.

Установленное увеличение интенсивное г: * „Лкшгама ДА, НА и 5-ОТ в отдельных структурах гипоталамуса на начальных этапах взаимодействия организма с антигеном согласуется с ранее полученными данными об активации этих нейромедиаторных систем в целом гипоталамусе в. первые часы после иммунизации ( Девойно и др. . 1990; Dunn et al. , 1987). В то же время, следует отметить неоднозначность реагирования различных МА систем - количественную, временную и пространственную - на такое воздействие.

Анализ нейрохимических изменений в структурах гипоталамуса после введения антигена позволил выявить, что уже через ЭО минут после иммуннизации наблюдаются сдвиги в функциональном состоянии МА систем в медиальной преоптической области, переднем гипоталамическом поле, аркуатном ядре/срединном возвышении, в которых установлено увеличение интенсивности обмена ДА, и в паравентрикулярном ядре, в котЬром отмечается повышение уровня НА.. В то же время, активность 5-ОТ системы в исследованных областях мозга не изменяется.

В последующем, через 90 минут после иммунизации, реакция зон гипоталамуса на антигенный стимул становится более генерализованной. Увеличивается количество структур гипоталамуса, реагирующих на введение антигена: вместе с медиальной преоптической областью, передним гипоталамическим полем, паравентрикулярным ядром, аркуатным ядром/срединным возвышением, в которых биохимические изменения наблюдались уже на 30 минуте, в данный процесс включаются супрахиазматическое ' ядро и дорзомедиальное ядро. Наряду с повышением интенсивности метаболизма ДА и НА в структурах гипоталамуса, в реакцию на антигенный стимул вовлекаются 5-ОТ механизмы. В ряде исследованных областей мозга наблюдается реорганизация активности сразу нескольких МА систем: в медиальной преоптической области увеличивается интенсивность обмена ДА и 5-ОТ, в аркуатном ядре/срединном возвышении - ДА и НА. в паравентрикулярном ядре - НА и снижается уровень 5-ОТ. В остальных структурах гипоталамуса нейрохимические изменения выявляются в одной из исследованных МА систем. Так. в дорзомедиальном ядре отмечается повышение скорости обмена НА. Реакция 5-ОТ

системы установлена в супрахиазматическом ядре и переднем гипоталамическом поле, но если в супрахиазматическом ядре выявлена активация 5-ОТ механизмов, то в переднем гипоталамическом поле установлено снижение уровня 5-ОТ. что не-позволяет судить о характере изменения данных нейромедиаторных механизмов.

К 6-му часу после иммунизации количество структур гипоталамуса, вовлеченных в реакцию на введение антигена, ограничивается. Интенсивность метаболизма КА достигает контрольных значений в большинстве исследуемых структур, а в переднем гипоталамическом поле скорость обмена ДА даже снижается. Нейрохимические измене шя в структурах гипоталамуса на этом же ср&ке после иммуниззлии, в основном, обусловлены реакцией 5-ОТ системы. В мед) альной преоптической области, супрахиазматическом ядре, паравентрикулярном ядре снижается содержание 5-ОТ, а в переднем гипоталамическом поле отмечается параллельное уменьшелие уровня 5-ОТ и 5-ОИУК, свидетельствующее о снижении скорости обмена 5-ОТ в данной области гипоталамуса. В то же время, наблюдается вовлечение в процесс супраоптического ядра, в котором увеличивается интенсивность обмена 5-ОТ.

Гетерохронность и гетерогенность реакций исследуемых структур гипоталамуса на ранних сроках взаимодействия орга-,низма с антигеном свидетельствует о формировании пространственно-временного паттерна нейрохимических парестроек в мозгу после иммуннизации.

Обращает на себя внимание тот факт, что в медиальной преоптической области и паравентрикулярном ядре наиболее ранние изменения после введения антигена наблюдались со стороны ДА и- НА систем, а наиболее продолжительные - 5-ОТ системы, что может быть проявлением рерпрокных взаимоотношений КА и 5-ОТ систем на ранних"этапах вёаимодействия организма с антигеном. Известен антагонистический характер взаимодействия КА и 5-ОТ систем в регуляции различных функций организма: цикла сон-бодрствование, эмоциональных состояний, общей двигательной активности и. в том числе, иммунологических реакций (Девойно. Илыоченок, 1983; Идова, 1990).

- in -

Следует отметить, что изменения функционального состояния МА систем на ранних этапах развития иммунной реакции отмечались в тех структурах гипоталамуса: медиальной преопти-ческой области, супраоптическом ядре,' переднем гипоталами-ческом поле, паравентрикулярном, аркуатном и дорзомедиальном ?драх, повреждение которых оказывает модулирующее влияние на тетки иммунной системы (Шэкоян, 1977; Катаева, 1991; Cross it al., 1980, 1984; Belluardo et al., 1987). Известно, что воздействие на ДА, НА и 5-ОТ системы мозга оказывает наиболее эффективное влияние на иммуногенез тогда, когда они федшествуют иммунизации или проводятся в индуктивную фазу зазвития иммунного ответа ( Девойно, Йльюченок, 1983 Лесни-гов, Маркович, 1986; Cross et al., 1986).

Учитывая эти факты, можно предполагать не только тесную ¡вязь изменений метаболизма ДА, НА и 5-0Г в сруктурах гипо-•аламуса, наблюдаемых в первые часы после введения антигена. : иммунными процессами, но и не.обходимость их для нормально-•о развития иммунных реакций.

В выполненных ранее электрофизиологических исследовани-[х ndicasana перестройка биоэлектрической активности, которая щенивалась по уровню постоянного потенциала (УПП), структур ■ипоталамуса: заднего гипоталамического поля, медиальной [реоптической области, дорзомедиального ядра в первые часы :осле введения антигена, с максимумом изменений через 1-2 . :аса (Григорьев, 1981, 1982). Наблюдаемое нами увеличение етаболизма ДА в медиальной преоптической области и НА в ' орзомедиальном ядре, возможно, объясняет позитивный сдвиг Ш в этих структурах. Так, по литературным данным известно, то введение адренергических препаратов ДА и НА в боковые елудочки мозга вызывает позитивный сдвиг УПП ( Koizumi, 977, Watanabe, 1977). Однако, содержание МА и их метаболи-ов в заднем гипоталамическом поле на исследованных сроках е отличалось от контрольных значений. Изменение УПП в этой трукгуре гипоталамуса может быть обусловлено вовлечением в еакцию других нейромедиаторных систем.

Использование электрофизиологических методов так же озволило выявить активацию нейронов в синем пятне - главном

■ источнике НА иннервации мозга - через 2-3 часа после иммунизации ( №у1сИ!поу, КЩпепко, 1990 ). Полученные в работе результаты об увеличении интенсивности метаболизма НА в пара-вентрикулярном ядре, аркуатном ядре/срединном возвышении, дорзомедиальном ядре гипоталамуса подтверждают факт вовлечения НА системы мозга в реакцию организма на введение антигена, но в то же время обращают внимание на селективность нейрохимических -изменений в проекциях НА нейронов к различны* зонам мозга в процессе развития иммунного ответа.

Выявленные изменения интенсивности обмена МА в структурах гипоталамуса могут быть С1 язаны с процессами поступление •афферентной информации от иммугной системы к нервной, переработкой ее г ЦНС, а также во ложным участием этих нейроме-диаторных систем в процессах передачи регулирующих влиянш нервной системы на иммунную.

Известно, что гипоталамус играет ключевую роль в центральной регуляции функций эндокринной системы; в многочисленных исследованиях, на экспериментальных моделях, сходны: с использованной нами, показано, что введение эритроцита барана вызывало повышение уровня глюкокортикоидов в кров! через 60-120 минут после иммунизации ( Лесников и др., 1986 Корнева, Шхинек, 1988; МаезЬгоШ, Р1еграоН, 1981). Возмож но,- наблюдаемое увеличение метаболизма биогенных аминов : , структурах гипоталамуса в эти же сроки после иммунизаци опосредует активацию гипофизарно-надпочечниковой системы.

Показано, что норадренергическая иннервация паравентри кулярного ядра, где располагаются клетки, продуцирующие кор тикотропин-рилизинг фактор (КРФ), играет стимулирующую рол в секреции КРФ ( Р1оЪБку, 1987, ЭгаГагсгук еЬ а1. . 1987 )

■ Другой возможный путь влияния НА систем мозга на секреци КРФ, по-видимому; связан с НА лво^юкнами в аркуатном яд ре/срединном возвышении (" Ра1коуГ1з еЬ а1. , 1980, 1987) 5-ОТ система оказывает стимулирующее влияние на секрецию КР опосредованно через супрахиазматическое ядро ( УЛЬапк е а1. . 1983, АззептасЬег еЬ а1. , 1987).

С другой стороны, наблюдаемые изменения метаболизма М могут быть обусловлены поступлением афферентной информаци

■ - 17 -

от иммунной системы к нервной, в частности, через продукты секреции иммунных клеток - интерлейкины. Так, интерлейкин-1 в субпирогенной дозе в первые часы после введения вызывает активацию НА системы в структурах гипоталамуса и стволе мозга ( Dunn étal., 1988, Kabiersch et al. , 1988). Однако, введение эритроцитов барана в наших исследованиях приводит к интенсификации метаболизма не только НА, но и ДА, и 5-ОТ в структурах гипоталамуса, что, по-видимому, сязано с более генерализованным характером реакции организма в ответ на попадание чужеродного вещества.

В настоящей работе интрацереброветрикулярное введение б-оксидофамина, ибирательно разрушающего КА нейроны в мозге, вызывало снижение уровня антител у иммунизированных животных, динамика продукции антител не изменялась. Внутримозго-вое введение препарата позволило исключить его периферическое действие на иммунную систему. Полученные результаты согласуются с данными Cross et al. (1990) о том. что фармакологическое истощение КА в мозге вызывает уменьшение числа антителобразующих клеток в селезенке.

Таким образом, результаты нейрохимического анализа мозга свидетельствуют о вовлечении конкретных структур гипоталамуса и центральных ДА, НА, 5-ОТ нейромедиаторных систем в реакцию на антигенный стимул уже в ранние сроки после иммунизации и о динамическом характере'взаимодействия нервной и иммуной систем в процессе развития иммунного ответа. Использование нейрофармакологического подхода позволило оценить значимость нейрохимических изменений в КА системах мозга для развития иммунного ответа. Выявленное снижение величины гуморального иммунного ответа после разрушения КА нейроноЕ в ЦНС свидетельствует о возможной роли центральных КА систем в процессах регуляции функций иммунной системы.

ВЫВОДЫ.

1. Интенсивность обмена ДА, НА и 5-ОТ в структурах гипоталамуса изменяется в первые часы после внутрибрюшиного введения эритроцитов барана.

2. Солерлониэ ДА снижается в аркуатном ядре/срединное возвышении (на 27 %). и увеличивается скорость обмена ДА е медиальной преоптической области, переднем гипоталамическок поле, аркуатном ядре/срединном возвышении на 30 минуте; интенсивность метаболизма ДА увеличивается в медиальной преоптической области и аркуатном ядре/срединном возвышении на 9С минуте и уменьшается в переднем гипоталамическом поле через 6 часов после- иммунизации.

3. Введение антигена вызывает увеличение уровня НА на 30 минуте в паравентрикулярном ядре ; снижение содержания Ш в паравентрикулярном ядре, аркуатном ядре/срединном возвышении (на 26 X), дорзомедиальном ядре гипоталамуса и увеличение скорости "обмена НА в паравентрикулярном ядре, аркуатном ядре/срединном возвышении, дор: омедиальном ядре гипоталамуса на 90 минуте после иммунизации.

4. Уровень 5-ОТ снижаете I в супрахиазматическом ядре (на 26%), переднем гипоталамическом поле, паравентрикулярном ядре и увеличивается скорость обмена 5-ОТ в медиальной преоптической области и супрахиазматическом ядре на 90 минуте после иммунизации; концетрация 5-ОТ остается сниженной в супрахиазматическом ядре (на 27%), переднем гипоталамическом поле, паравентрикулярном ядре и в медиальной преоптической области, интенсивнсть обмена 5-ОТ увеличивается в супраопти-ческом ядре и снижается в переднем гипоталамическом поле через 6 часов после иммунизации.

5. Внутримозговое введение 6-оксидофамина снижает содержание антител в сыворотке крови на 5, 7, 14 и 21 сутки после иммунизации эритроцитами барана. Значительное уменьшение 'количества антител (на 40%) отмечается на 7-е сутки после введения антигена, на пике развития иммунного ответа.

СПИСОК РАБОТ. ПОДГОТОВЛЁЙНЬК ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Корнева Е. А. , Клименко В. М. , Григорьев В. А. , Абдула-ева 3. А..' Бычков Е. Р. Изучение нейрофизиологических основ коррекции иммунологических реакций.// В кн.: Принципы и механизмы деятельности мозга человека. Тез. 2-й Всесоюзной

- 19 -

сонференции. JL, 1989, стр. 259

2. Komeva Е. А. , Klimenko V.M. , Guschin G. V. , Abdulaeva i. A. , Bvchkov E. R. Neural and humoral components of i mmune ^unction regulation. // In: 7-th International Congress of Immunology. Abstracts. Berlin.. 1989, p. 92-26

3. Клименко В. M. , Григорьев В. А. , Невидимое М. Г. , Быч-гав Е. Р. Центральные механизмы взаимодействия нервной и иммунной систем. /У В кн.: Проблемы медицины и биологии сегод-1Я и завтра. JL 1990, стр. 57

4. Корнева Е. А. , Бычков Е. Р. Моноамины в структурах ги-юталамуса в первые часы после введения антигена. // Вестник 3АМН. 1992. N 9 (принята в печать)-

5. Бычков Е. Р. Изменение активности моноаминергических :истем гипоталамуса на ранних сроках после иммунизации // .(атериалы 1 съезда иммунологов России. 1992 г. N 328 (приняла в печать).