Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Динамика состояния болевой чувствительности и опиоидных систем в структурах головного мозга у крыс при многократных воздействиях стресса и акупунктуры

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ЕЫЖЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И НЕЙИ'йИЗИШЮГИИ

На правах рукониои УДК 816-009.62:016.Х6.07

ПОПКСЗА Елена Владюляроаиа

ДИНАМИКА О'ГГОШШ. ШЛЕВОЯ ЧУВОТШШЬН'ХТИ л огшоддных систем в структура;': головного мозга у кгае при шгокранш

ЮЗ ДЕЙСТВИЯХ СТРЕССА К АКУПУНКТУРЫ

Специальность 14.00.17 - нормальная физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой аиеп^ди ¡сандидата биологических наук

МГ/Скря

994

Работа выполнена в лаборатории биохимии (зав.лай. - к. б.н. А. Беяицкзя) НЮ! традиционно: м&тодов лечения Минздрава России (директор - член-корр. РАШЬ профессор Кукео В.Г.)

Научный руководитель: доктор медицинских наук Е. 0. Братин

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Н. С. Косицин доктор медициною« наук к. Н. Громов

Вадуцее учреждение: Кафедра физиологии человека и животных МГУ

гМ й^ьЯ^/иД 199^ ГОда в

Защита ооохоктоя^уС' ^^аи1 199'' года в часов на заседании Сп&цяалиэированногс/Ученого Совета Д-СЮЗ. 10.01 Института выоией нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (г. Москва, уд. Бутлерова, д. 5а).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института ьысяий нервной деятельности и нейрофизиологию! РАН

Аьтореферат разосл;

Учений оекретарь.

Гк!.-ц.1ал,11лроь;ц1ногс совета Г)под. наук

О.Х. Коштоянц

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Изучение механизмов регуляции болевой чувствительности (БЧ) пс»-прежкему считается одной из важнейших проблем медицины и биологии. Доказано, что торможение болевой импульсации в организме животных и человека происходит зз счет изменения активности многих нейрохимических систем, в особенности опиоидных. С помощью введения опяа-тных антагонистов (в основном, налоксона), внутривенно или в структ>ры мозга, было показано включение опиоидных систем в механизмы обезболивания, вызванного разнообразными воздействиями: электростимудяцией нервов и мозговых структур, акупунктурой, стрессом (Akil et al.,1979; Та-keshige et al.,1981; Mayer et al., 1977; Bodnaretal., 1976; Chesher et al.,1977 и др.) Также с помощью фармакологических методов было показано, что активация опиоидных систем при анаягезл-рующих воздействиях, в гом числе многократных, имеет динамический характер (Братин,1985; Pert,Walter,1976; Grau et al.,1981; Рогпе-ranz,Warna,1988).

Благодаря применению биохимических методов исследования, в многочисленных исследованиях были обнаружены изменения содержанки опиоидных пептидов в крови, спинномозговой жидкости и структурах ЦНС, участвующих в регуляции болевых ощущений, при различных воздействиях и состояниях, вызываю^« изменение БЧ (Брагин с со-авт.,1982; Madden,1977; Sjolung et al.,1977; Akil et al.,1986; Mar tignoni,1982;Lovacky et al.,1990; Nabeshima et al., 1992 и ДР-)-

Среди множества дачных такого рода особый интерес представляют сравнительно немногочисленные данные о неоднозначных изменениях содержания опиоидов в структурах мозга при разнообразных по природе внешних воздействиях (многие виды стресса, акупунктура и т.д.), которые подтверждают гипотезу о специфичности, избирательности включения опиоидэргических антиноцицептивных(АНЦ) механизмов (Брагин,1985; Kelly,1985; Watkins,Mayer,1986 и др.). Однако при этом сведений об изменении функционального состояния опиоидных рецепторов (ОР) в структурах мозга, которые позволили бы точнее оценить степень активности опиоидных систем, пока получено мало (Christie,1982; Kameyama et al.,1984; Nabeshima, 1985; Seelze г et al.,1984; Stuckey et al.,1989).

К сожалению, большая часть вышеперечисленных исследований была проведена о использованием только острых воздействий. Между тем, анализ о помощью биохимических методов динамики состояния опиоидных систем (ОС) в структурах мозга при многократных (хрони-

- г -

ческих) воздействиях мог бы способствовать объяснению феномена адаптации АНЦ механизмов к условиям окружающей среды (Bodnar,Sikorsky, 1983; Girardot.Holloway,1984) или лечебного эффекта акупунктуры, а также облегчил бы изучение (при использовании модели хронического болевого стресса) механизмов патологической боли (Millan,1986).

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель работы - изучение в сравнительном аспекте динамики состояния болевой чувствительности и опиоидных систем некоторых, связанных с регуляцией боли, структур головного моага у экспериментальных животных, подвергавшихся мно-гокрзтным ЕоэдейстЕиям стресса и акупунктуры. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Выявить особенности изменений болевой чувствительности у экспериментальных животных при многократных воздействиях: а)стрессового характера (плавания в холодной воде и злектрокожно-го болевого раздражения) и б) акупунктуры.

2. Определить характер динамики уровня иммунореактивного р, -зндорфина в базальных ганглиях, гипоталамусе и среднем моагу у экспериментальных животных при исследуемых воздействиях.

3. Оценить величины кинетических констант связывания уи-антагониста ['НЗналоксона с опиоидными рецепторами в названных cipyK-турах мозга при многократных стрессовых и акупунктурном воздействиях.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. Ежедневные воздействия в течение 15-ти дней плавания в холодной воде (ПХВ), электрокожного болевого раздражения (ЗКБР) и акупунктуры (АЛ) способствуют стабильному понижению болевой чувствительности (БЧ) в покое (т.е. вне непосредственного воздействия стресса и акупунктуры). Показателем понижения БЧ служит достоверное уведичекиие длительности латентных периодов (ЛП) поведенческих реакций на боль по сравнению о соответствующей исходными и контрольными значениями ЛП. Особенности динамики БЧ, зависящие от Еида и количества экспериментальных воздействий, а также .способа оценки БЧ, могут свидетельствовать о специфичности активации противоболевых механизмов.

2. Стабильное и достоверное уменьшение БЧ в покое, наблюдавшееся в большей степени при многократном акупунктурном воздействии (АВ) и в меньшей - при ЭКБР, позволяет предположить, что

исследуемы? воздействия сопровождаются повышением тонуса антино-цицепгивных систем.

3. При увеличении количества воздействий ЭКЕР и АП происходит адаптация антияоцицептизкых систем к этим воздействиям, которая проявляется в виде уменьшения аналитической реакц: и у экспериментальных животных в ответ на каждое новое воздействие по сравнению о таковой после первого воздействия. При ПХВ феномен адалтзц;га отмечен не был.

4. Динамика содержания ^-эндорфина (^-ЭД) и состояния опизт-ных репторов (ОР) в структурах головного мозга, свясчнных с регуляцией БЧ, у экспериментальных животных имеет специфический характер, который зависит от вида и количества внешних воздействий. Однако многократные стрессовые воздействия, по сравнению о АП, вызывают более стабильные изменения содержания ^-ЭД во всех исследуемых структурах.

5. При исследуемых воздействиях, в большей степени при ЭКЕР, а в меньшей -при АП, наблюдается сопряженность изменений содержания уЗ-ЭД и параметров, характеризующих функциональное состояние

у«-0Р. Этот факт свидетельствует о возможности взаимного влияния уЗ-ЭД и состояния рецепторов.

6. При всех исследуемых воздействиях в отдельные сроки можно отметить соответствия а изменениях фоновой БЧ и активности уЗ-эн-дорфшовых систем структур мозга, что указывает на возможность участия р-эндорфиновых систем исследуемых структур в избирательной активации противоболевых механизмов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

В настоящей работе впервые проведена сравнительная оценка динамики БЧ в покое у экспериментальных животных при многократных аналгезирующих воздействиях разной природы (неболевой и болевой стресо, АП), которая позволила выявить повышение тонуса противоболевых систем при всех исследуемых моделях, а также избирательность активации этих систем для каждого воздействия. Впервые продемонстрирована специфичность динамических профилей содержания иммунореактивного р-Щ в некоторых структурах головного мозга крыс, зависящая как от типа структуры, так и вида воздействия. Выявлены общие тенденции в динамике р-Щ, характерные для стресса и АП. С помощь» радиорецепторного анализа впервые установлено, что величины констант связывания меченного^-антагониста налоксона

оияалтосомкыми мембранами мозговых клеток зависят от типа структуры мозга, вида и количества внешних воздействий. Впервые проведено сопоставление экспериментальных данных по динамике уЗ-ЭД и дикзм}!кг констант связывания меченого налоксона, полученных в совершенно одинаковых экспериментальных условиях. Такое сопоставление позволило установить наличие специфических взаимосвязей ме*ду уровнемр-Щ и функциональным соотояклем^-рбцедторов, завися^« от вида и количества воздействий, а также типа структуры мозга. Обнаруженная специфичность изменений активности^-эндорфиноаых систем исследуемых структур мозга, обусловленная природой и количеством аналгезирующих воздействий, дала основание судить об участии этих систем в избирательной активации противоболевых механизмов.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ.

Проведенные исследования позволили расширить представления о роли ОС отдельных образований шага в процессах обезболивания. Полученные данные об изменении активности^-эндорфинзвых систем в структурах мозга свидетельствуют о том, что активность опиоидных систем ЦНС резко изменяется в ответ на внешние воздействия и является важной составной частью нейрохимических механизмов, обеспечив аюгдах адекватную окружающим условиям реакцию организма. Благодаря проведенным нами исследованиям показано, что активация^-эн-дорфиновых систем АНЦ в структурах мозга при различных воздействиях реализуется отличающимися друг от друга механизмами.. Это дает основание для дальнейших теоретических разработок строго дифференцированного подхода к лечению нарушений в системах регуляции ЕЧ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации представлены и обсуждены на международных научных конференциях (Дели, 1989; Токио, 1990), ежегодной научной конференции ВНЦ медицинской реабилитации и физической терапии (Москва, 1991 год) и расширенном заседании лаборатории биохимии НИИ традиционных методов лечения (Москва, 1993 год).

ПУБЛИКАЦИИ. Материалы диссертации отражены в 6 печатных работах.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов исследования (3 главы), обсуждения ре-

зультатов, выводов и списка цитированной литературы. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста и содержит 10 рисунков и 7 таблиц. Список цитированной литературы состоит из 21 отечественных и 183 зарубежных источников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Опыты проведены на 238 беспородных белых крысах - самцах массой 200-220 г. Подопытных животных в течение 15-ти дней подвергали ежедневным однократным воздействиям стресса (плавание в холодной воде (ПХВ) и электроксжное болевое раздражение (ЭКБР)) и акупунктуры(АЛ). Контрольные животные не подвергались зтим воздействиям, однако в экспериментах с ЭКБР контрольные крысы пребывали в обесточенной стрессовой камере в течение того же времени, что и подопытные.

ПХБ проводили в воде с температурой +4°С в течение 3-х мин (согласно методикам, описанным Bodnar, Sicorsky (1983) и др.).

ЭКБР (foot-shock) осуществляли (аналогично методикам Кагаеуа-ma et al. (1384); Seeger et al.(1984) и др.) ) в течение 5 мин в специальной камере о пслом в виде параллельных металлических прутьев, через которые проходил постоянный электрический ток (сила 2,5 тА; продолжительность импульса - 2 с; 8 имп./мин).

Для осуществления акупунктурного воздействия была выбрана точка Хэ-Гу (GI-4, или LI-4 по новому стандарту), которая широко используется в лечебной практике при лечении различных видов патологии, в т.ч. болевого характера, а тзкже в экспериментальных исследованиях акупу.чктурной эяалгезии (Foneranz,1988). Акупунк-турные иглы вводили в гону точки Хэ-Гу на обеих передних лапах. Сеанс акупунктуры продолжался 15 мин.

Оценку БЧ ¡проводили с помсл^ью стандартных термических тестов, измеряя продолжительность латенгнтных периодов (ЛП) аверсив-ных реакций: реакции облизывания лап (РОЛ) (Eddy,Lelbach,1S53) и реакции отведения хвоста (РОХ) (Eide et si.,1976)- до начала эксперимента и спустя не менее шести часов после 3-го, 5-го и 15-го воздействия стресса или АЛ. Длительность ЛП РОЛ и РОХ, измеренная таким образом, являлась характеристикой фоновой БЧ (т.е. БЧ в покое, непосредственно не зависящей от проводимых воздействии) у экспериментальных животных. У животных контрольной группы ЛП РОЛ

и POX измеряли в эти же ороки.

Уменьшение или увеличение длительности ЛП РОЛ и РОХ в опытной группе крыс на фоне исследуемых воздействии по сравнению со значениями длительности ЛП, зафиксированными перед началом эксперимента, в другие его сроки или у контрольных животных, расценивалось как увеличение или уменьшение БЧ соответственно.

В опытной группе животных измеряли тачже длительность ЛП болевых реакции сразу после соответствующего количества исследуемых воздействий, что позволяло оценить динамику состояния БЧ после очередного острого воздействия.

После оценки фоновой БЧ из головного мовга крыс опытной и контрольной групп, согласно методике, описанной Glowinski,Iversen (1966), вьщеляли.средний мозг вместе тадамусом (СМ), гипоталамус (Г) и Саэзльные ганглии(БГ) - структуры, связанные с регуляцией БЧ. В части выделенных структур определяли содержание р -ЭД методом РИА (стандартные наборы производства"INC",США). В другой части - с помопц>ю радио-дигандного метода проводили оценку величин кинетических констант связывания [*Н)налоксона (удельная радиоактивность 58-60 Ci/mmol; "Amersham",Англия), которые служили показателями функционального состояни опиоидных jii-рецепторов в исследуемых структурах. Получение препаратов синап-тосом и связывание ими меченного налоксона осуществляли согласно методикам, описанным Kameyana et al. (1984)¡Pasternak et al.(1975) и др. Константы связывания налокссна определяли по графикам Скэт-чарда, используя метод линейной регрессии (Rogers et al.,1986).

Для счета радиоактивности при проведении РИА и радиолиганд-ного исследования использовали счетчики фирмы "LKB-Wallac"(Финляндия): "MINI-GAMMA" и "RACK-BETA".

Статистический анализ результатов экспериментов проводили с помощью гестов Стьюдента, Даннетта, Дункана, Манна-Уитни и Крус-кзла-Уоллиса. При оценке достоверности различий констант связывания ['Швадоксона использовали показатель НСР 0,05 (камекьшее существенное различие) (Erumng,Kintz,1976).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Состояние болевой чувствительности у крыс при многократных воздействиях стресса и акупунктуры

1. Динамика фоновой болевой чувствительности в условиях хронического эксперимента

В ранее проведенных исследованиях были изучены особенности изменения болевых реакций (в том числе, в динамике), в основном, после острых аналгезирующих воздействий (Братин,1985;Hayes et al. 1978;Pomeranz,1976 и др.). В нашей работе была проведена сравнительная оценка динамики фоновой БЧ при многократных обезболивающих воздействиях, аналогичных описанным в литературе, с использованием двух наиболее широко применяемых в экспериментах тестов -РОЛ и FOX.

На рис.1, 2 и 3 представлены данные , характеризующие длительность фоновых ЛП РОЛ(а) и РОХ(б), измеренных у крыс опытной группы (сплошная линия) соответственно вне воздействий ПХ8, ЭКБР и АП, а также у контрольных крыс в соответствующий опытным измерениям временной интервал (пунктирная линия). Как видно из рисунков, длительность фоновых ЛП РОЛ и РОХ зависела от природы и количества внешних воздействий. В целом, исследумые воздействия при многократном применении способствовали достоверному увеличению длительности ЛП РОЛ и РОХ по сравнению о соответствующими исходными значениями (на 30-70%) и контрольным уровнем, за исключением длительности ЛП РОЛ при ЗКБР (рис.2а), которая практически не изменялась при этом воздействии и даже достоверно уменьшилась после 5-ти сеансов.

Полученные данные свидетельствуют о том, что многократные воздействия ПХВ и акупунктуры вызывали понижению БЧ у экспериментальных животных. ЭКБР, в отличие от этих воздействий, не только способствовало уменьшению БЧ, вызывая увеличение ЛП РОХ, но и оказывало некоторый гипералгетический эффект, проявившийся при оценке БЧ с помощью РОЛ.

Как видно из рис. 1 и 36, в опытах с акупунктурой и ПХВ наблюдали достоверное уменьшение длительности ЛП РОЛ и РОХ в группе контрольных животных по сравнению с исходным значением, что могло

Рис. I. Длительность Фоновых ЛП ?ОЛ(А.) и РОХ(Б) при ПХВ. Сплошная линяя - опыт; пунктир - контроль;® - достоверность отличдй от исходного значения;*- - достоверность отличай от соответствующих контрольных значений

Рис. 2. Длительность фоновых ЛП ?0Л(А) и РОХ(Б) при ЭКБР. Обозначения - см. рис. I

А

Рис. 3. Длительность фоновых ЛП POI(A) и РОХ(Б) при акупунктуре. Обозначения - см. рис. I

А

свидетельствовать об увеличении ЕЧ у контрольных животных. Этот факт можно частично объяснить обучением испытуемых животных реагировать на болевые стимулы. В то же время контрольные животные в опыте о ЭКЗР, находившиеся в экспериментальной камере (без тока) в те.чение такого же времени, что и животные опытной группы, не обнаруживали заметных отклонений в фоновой БЧ, оцененной в обоих гестах (рис.2а, б), т.е. небольшое стрессовое воздействие (пребывание в камере) ослабляло эффект обучения.

Феномен неоднозначного влияния внешнего воздействия на БЧ, подобный обнаруженному в наших экспериментах, ранее уже был исследован Kelly et al.(1985) в опытах на крысах при однократном прерывистом ЭКБР (1-3,5 шА, 5 мин) с использованием прыжкового геста (flinch-Jump)(гипералгезия) и РОХ (аналгезия). Проведя исследования динамики изменения БЧ по этим двум тестам и установив влияние на них гилофиээктомии, адреналэктомии, введения налоксона и дексаметазона, авторы пришли к вьгеоду о том, что аналгезия и гипералгеэия, одновременно вызываемые стрессом, опосредованы различными нейроэндокриннкми системами.

Наблюдаемый нами и другими исследователями двоякий эффект ЭКБР можно также объяснив изменением функционального состояния кожных ноцицепторов на конечностях экспериментальных животных зоскольку при оценке болевой чувствительности о помощью теста РОХ ЭКБР и тестирупций термический стимул локализованы одинаково.

Таким образом, полученные нами данные свидетельтвует о том, *то каждое из исследуемых воздействий, различных по своей природе, формирует собственный динамический профиль изменения фоновой 34. Несмотря на то, что каждое из исследуемых воздействий специфическим образом влияло на динамику БЧ у экспериментальных живот-€ых, практически все воздействия способствовали более или менее стабильному уменьшению БЧ, которое можно рассматривать как результат повышения тонуса антиноцицептивных систем, обусловленного, в свою очередь, функционированием различных регуляторных ме-санизмов.

2. Динамика изменения БЧ в ответ на острое воздействие в условиях хронического эксперимента

Согласно данным литературы, стрессовые воздействия (foot- shock, плавание в воде) при многократном применении так же,

как многократное введение опкатных аналгетиков , способны вызывать у экспериментам ных животных адаптации АНЦ систем к этим воздействиям (Bodnar,1986; Madden et al.,1977).

При сравнении значении ЛП болевых реакции в покое и непосредственно после изучаемых воздействие в наших экспериментах (рис.4) удЭлосЬ установить, что с увеличением числа сеансов ПХВ (А), акупунктуры (Б) и ЭКБР(В) происходило достоверное уменьшение (в 1,5-2 раза) разницы между этими значениями. После первого сеанса отклонение от фоновых (исходных) ЛП было достоверным и максимальным для всех воздействий, а в последующие сроки величина отклонении была меньше, и как правило достоверно, первоначальной. Наиболее выраженной динамика изменений ЛП относительно фоновых значений при ПХВ и АВ наблюдались в тесте РОЛ(нееаштрихоБянные столбики), а при ЭКБР только в тесте РОХ (гашгриховвакные столбики).

При ПХВ уменьшение величины аналгетической реакции (разницы между значениями ЛП до и после сеанса) было исключительно обусловлено большими значениями фоновых ЛП, поскольку продолжительность ЛП РОЛ и РОХ после сеанса ПХВ всегда во все сроки эксперимента достигала предельно допустимых максимальных значений для данных тестов (40 и 7 С соответственно). Таким образом, в этом случае.трудно судить о рззвитии адаптации к воздействию ПХВ. Возможно, такая реакция на острое воздействие стресса была связана с понижением температуры кожи после ПХВ: известно, например, что величина ЛП РОХ находится в отрицательной корреляционной зависимости от температуры кожи (Вегее et al.,1988). Это объяснение представляется вероятным также потоку, что при использовании нетермических методов оценки БЧ удалось выявить уменьшение аналитических реакций при увеличении количества сеансов ПХВ, т.е. феномен адаптации (Bodnar,1S86).

Таким образом, данные, полученные в атом разделе исследований позволяют предполагать скике-вке способности АНЦ механизмов реагировать на каждое новое воздействие ЗКБР и АП.

Рис. 4. Динамика изменений длительности ЛП РОЛ (незаштрихованные столбики) и РОХ (заштрихованные столбики) после очередного воздействия ПХЕ(А), АП(Е) и ЭКБР(В) по сравнению с соответствующими фоновыми значениями.

* - достоверность отличий от фона;® - достоверность отличий от изменения после 1-ого воздействия

- :я -

200* 150.

100-

¡а

& 50 • й

. 0«

А

1

к

0 1801 к

§ 160-|исг

Ш 120'

§ 100 ф

1 80-

со

я 60' 40,

20 О .

I

I

В

А

о

§2-

ей К

I ,

о

ро

Дй

1

* ф х

I

1

к« ¡1®

15

I

сеансы

Г

Г5

сеансы

I

¥

♦ Ф

I

I

-1-5 сеансы

Влияние многократных стрессовых и акупунктурных воздействий на содержание иммунно-реактивнсго^-зндорфина в среднем мозгу, гипоталамусе и базачьных ганглиях

Получено довольно много экспериментальных данных о разнонаправленном влиянии острых аналгезирующих воздействий (преимущеог-венно стрессового характера) на уроеень различных опиоидных пептидов в структурах мозга экспериментальных животных (Братин с со-авт.,1982; М111ап еЬ а1.,1982; Ргге»1оск1 еЬ а1.,1987 и др.). Эти данные позволили некоторым исследователям сделать предположение о том, что формирование реакции антиноцицептивных систем, адекватной внешним условиям, обусловлено определенным соотношением активности различных опиоидяых(а также других нейрохимических) систем в отдельной структуре иоэга или активности какой-либо системы в разных структурах (Братин,1985).

Подтверждением этой точки зрения могут служить результаты наших исследований, в которых проводили оценку содержания _Д-эндор-фина (уй-ЭД) в связанных с регуляцией БЧ, структурах мсэга на фоне многократных аналгезирущих воздействий.

На рис. 5 представлено содержание^-ЭД в среднем мозгу (СМ), гипоталамусе (Г) и базальных ганглиях (БГ) крыс, подвергавшихся исследуемым воздействиям, в процентах по отношению к соответствующим контрольным значениям (контрольные величины содержания уЗ-ЭД представлены в табл. 1).

-в

Таблица 1. Содержание уЗ-ЭД (1x10 моль/мг ткани) в структурах головного мозга у контрольных животных

Средний мозг Гипоталамус Базальные ганглии

Вид воздействия

ПХВ 6,4*0,8 102,0*10,9 11,312,6

ЭКБР 9,8Ю,3 107,3+7,2 35,0+2,7

АЛ 8,0+0,2 117,8+6,1 10,5±0,5

Как видно из рис. 5, многократные аналгезирующие воздействия

Рис. 5. Динамика содержанияу5-эндорфина в среднем мозгу, гипоталамусе и базальта ганглиях у крыс цри ПХВ, ЭКБР и АЛ, в % к контролю:* - достоверность (р0,05)отличий (тест Стьюдента^

стресса и акупунктуры сопровождаются динамическими колебаниями уровня иммунореактивного fi-Щ в СМ, Г и БГ, величина и направление которых определяется видом и количеством воздействий, а также типом структуры. В целом, среди изучаемых воздействий наиболее резкие относительно контрольных величин колебания /-ЭД вызывала акупунктура, а наиболее стабильные - ЗКБР. IIXB вызывало наибольшие по абсолютной величине изменения уровня f-Щ, иногда достоверно превышающие контрольные значения более, чем на 50%. Среди изучаемых структур можно выделить СМ, изменения содержания /-ЭД в котором отличались наибольшей стабильностью при всех видах воздействий. Вообще, в зависимости от структуры тенденция изменений была различна при разных воздействиях, но для БГ и Г можно отметить, что ПХВ вызывала скорее увеличение содержания уз-ЭД, чем уменьшение (как ЭКБР).

Полученные нами результаты согласуются с данными других авторов. Так, при многократном ЭКБР отмечали повышение уровня /-ЭД в среднем моагу (вне непосредственного воздействия стресса) (Akil et al.,1986). Длительное жесткое иммоСилиаационное воздействие (так же, как ЭКБР в БГ и Г в наших экспериментах) вызывало истощение /-эндорфтовык систем мозга (Тиграяян, Вакулияа, 1984).

Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют о том, у экспериментальных животных под влиянием многократных воздействий ПХВ, ЭКБР и акупунктуры формировался собственный динамический профиль содержания уЗ-ЭД, специфичный для каждой структуры и каждого воздействия. Однако при стрессе в некоторых структурах наблюдалась большая стабильность динамики этого опиоида по сравнению с АН.

Функциональное состояние опиоидных рецепторов в структурах

головного мозга при многократных воздействиях стресса и акупунктуры

Реализация физиологических эффектов нейромедиаторов и нейро-модуляторов, в той числе опиоидных пептидов, во многом зависит от функционального состояния соответствующих рецепторов. В опытах о длительной инкубацией культур мозговой ткани в среде, содержащей опиоида (Simantov,1989) , а также в экспериментах о многократным введением опиатных агонистов и антагонистов лабораторным животным

(Zukin et al.,1982; Rogers et al.,19B6 и др.) были обнаружены значительные изменения функционального состояния опиоидных рецепторов (ОР) моэга и его структур. Эти изменения проявлялись в виде увеличения или уменьшения кинетических констант связывания: Кд (константы диссоциации) и Вмакс. (количества мест связывания) -радиоактивно-меченных опиатных лигандов с препаратами синаптичес-ких мембран. Аналогичные изменения констант были также обнаружены после одно- и многократных стрессовых воздействий (Nabeshima et al.,1985; Seeger et al.,1984; Stuckey et al.,1989), что позволило сделать предположение о возможности регуляции ОР мозга опиоидными пептидами выделяющимися при стрессе. К сожалению, данных такого рода получено немного.

В наших экспериментах при анализе связывания Е3Н]-налоксона удалось выявить один тип мест связывания этого лигзнда в СМ и два типа мест связывания в Г и БГ: низкоаффинные (Кд'МнМ) и высоко-вффинные (Кд' <1нМ).

Было обнаружено, что в контрольных группах животных константы диссоциации (Кд) и соответствующие им показатели количества мест связывания меченного налоксона (В макс.) имели значения, близкие к следующим: в СМ Кд и Рмакс. составляли примерно 1-2 нМ и 100-150фмоль/мг ткани соответственно; в Г Кд' и Вмакс.' равнялись приблизительно 0,5-0,9нМ и 50-80фмоль/мг, а Кд"и Вмакс." - 5-7нМ и 150-200 фмоль/мг; в БГ- Кд' и" Вмакс.' - 0,9-1нМ и 80-100 фмоль/мг , а Кд" и Вмакс." - 5-8нМ и 200-300фмоль/мг.

Оценка констант связывания в опытных группах крыс показала, что влияние многократных воздействий ЕХВ (табл. 2), ЗКБР (табл. 3) и акупунктуры (табл. 4) на кинетические параметры связывания [3 Ю-налоксона в СМ, Г и БГ имело не одинаковый характер и зависело как от вида и количества воздействий, так и от типа структуры мозга.

Табл.4 Кинетические константы связывания [3Н]-налоксона с опиат-ными рецепторами среднего моэга, гипоталамуса и базальных ганглиев моэга крыс после проведения ПХБ (£ от контроля)

Сеансы Средний мозг Гипоталамус Базальные ганглии

кд Вмакс кд' Вмакс' КД" Вмакс' Кд' Вмакс' Кд''Вмакс"

3 162 139 74 103 96 104 31 47 49 57

5 80 93 183 195 177 134 19 55 38 84

15 84 91 51 75 72 93 55 80 49 76

ЖР 0,05 17 22 68 31 32 54 43 25 11 14

Табл. 5 Кинетические константы связывания [3Н]-налоксона с опиат-ными рецепторами среднего моэга, гипоталамуса и базальных ганглиев моэга крыс после проведения ЗКБР (X от контроля)

Сеансы Средний мозг Гипоталамус Еазальные ганглии

кд Вмакс Кд' Вмакс* Кд" Вмакс* Кд' Вмакс Кд' 'Вмакс"

3 121 113 92 92 133 95 101 99 84 109

5 148 174 124 117 82 106 95 105 96 84

15 114 99 91 102 84 98 117 135 160 117

НСР 0,05 48 63 32 51 62 54 34 45 39 40

Табл.6 Кинетические константы связывания [}Н]-налоксона с опиат-ными рецепторами среднего мозга, гипоталамуса и базальных ганглиев мозга крыс после проведения АВ (X от контроля)

Сеансы Средний мозг Гипоталамус Базальные > ганглии

кд Вмакс КД' Вмакс* Кд" Вмакс' Кд' Вмакс* Кд"Вмакс"

3 117 82 215 ИЗ 93 67 65 118 105 125

5 102 99 148 180 73 138 80 86 ИЗ 105

15 ПО 96 114 112 115 94 90 91 67 99

НСР 0,05 48 41 73 48 54 35 32 48 56 37

Как видно из таблиц, наиболее сильное и стабильное влияние на величины параметров связывания наблюдали при ПХВ (особенно в БГ), которое приводило, в основном, к уменьшению величин кинетических констант связывания [3Н]-надоксона. ЭКЕР, в противоположность ПХВ, способствовало достоверному увеличению значений параметров связывания, к тому же только в двух исследуемых структурах: СМ и БГ, соответственно после Б-ти и 15-ти сеансов. АВ также приводило к изменению величин констант связывания [3Н]-налокоона только в двух структурах (БГ и Г), причем направленность изменений в этих двух структурах была, в основном, противоположной во все сроки воздействия. Важно также отметить, что из всех исследуемых структур только в БГ ОР претерпевали какие-либо изменения при всех воздействиях.

Тасим образом, влияние ПХВ, ЭКБР и АВ на кинетические параметры связывания [3НЬналоксона в СМ, Г и БГ имело не одинаковый характер и зависело как от вида и количества воздействий, так и от типа структуры мозга.

* * *

Сопоставление величин кинетических констант связывания [3Н]налоксона с содержанием^-ЭД в исследуемых структурах при ПХВ, ЗКБР и акупунктуре показало, что в некоторые сроки экспериментов

наблюдалась определенная сопряженность в изменениях состоянилДОР и уровня^-эндор$ияз. Особенно четко эта сопряженность проявилась при ЭКБР. Так, повышение уровня,?-ЭД в СМ после 5-ти сеансов совпадало с достоверным увеличением количества мест связывания [3Н]налоксоиа. (Аналогичное совпадение этих показателей обнаруживалось также в Г после 5-ти сеансов ПХВ.)

Полученный нгшт: результат согласуется с данными Stuckey et al. (1989), которые после проведение двухкратного ЭКБР обнаружили в СМ достоверное уменьшение количества мест связывания для меченого опиаткогоjW-агсниста. Авторы предположили, что это уменьшение следует связыззть с повышенной экскрецией огшоидов под воздействием стресса.

Кроме того, можно отметить, что стабилизация содержания /-ЭД на контрольном уровне в Г при многократном ЭКБР(рио. Б) соответствовала практически полному отсутствию реакции со стороны ОР в этой структуре(табл. 3). Значительное падение уровня yS-эд после ЭКБР в ЕГ совпадало с достоверным увеличением Кд", что можно расценивать как усиление "агонистических свойств" ОР, вызванное истощением уЗ-ЗД.

В наименьшей степени сопряженность между содержанием^-ЭД и состоянкемуИ-ОР проявилась при многократной акупунктуре. Из-за разнонаправленной динамике^ЭД при этом виде воздействия общность тенденции в изменениях обмена^ЭД и состояниядОР практически не выявляется.

Таким образом, сопоставление показателей обменаугЗД и функционального состоянияу^ОР позволяет предполагать, что при многократных воздействиях ПХВ, ЭКБР и АП реализация эффектов^5-ЭД в исследуемых структурах мозга может осуществляться через^ОР. Действительно, многие данные указывают на то, что действие_у4-ЗД в мозгу (в т.ч. аналитическое) опосредуется ^'-рецепторами (Millan М.J.,review,1986).

Определенные соответствия между величинами констант связывания меченного налоксона и уровнемуЗ-ЭД свидетельствуют о возможности регуляцииjn-OP yS-эндорфином при исследуемых воздействиях. При этом нельзя исключить и обратного влияния на обмен/3-ЗД функционального состояния ОР, поскольку некоторые исследователи считают, что при стрессовых воздействиях в первую очередь изменяется активность ОР (Sacerdote et al.,1985).

Отсутствие сопряженности изменений уроЕЯЯуЗ-ЭД и состояния у«-0Р, наблюдавшееся в отдельные сроки исследуемых нами воздействий или нарушение сложиваихсяся взаимодействий между ними, следует, вероятно, расценивать как пролзлекие активности других опиоидных систем.

Креме того, нарушение сопряженности может быть одной из причин определенных изменений в динамике фоновой БЧ, обнаруженных в наэкх экспериментах. Например, небольшое снижение аналгеэии при ПХВ (рис. 1) и почти полное отсутствие ее при ЗКБР (рис. 26) после 5-ти воздействий совпадает с повышением сродства к опиаткым агонистам (увеличение Кд для антагониста) соответственно в Г и СМ. Однако такое изменение Кд не соответствует величинам Емакс. и содержанияуЗ-ЭД и может свидетельствовать о уменьшении экскреции пептида из названных структур.

Вообще, определенные тенденции в динамике состояния уЗ-эндор-финовых систем СМ, Г и БГ при многократных воздействиях ПХВ, ЭКБР и акупунктуры позволяют делать предположения о конкретных механизмах наблюдавшихся в наших экспериментах изменений БЧ. Тем не менее выделить главенствующую-роль какой-либо структуры мозга в этих механизмах не предсталяется возможным. Полученные нами данные свидетельствуют о тем, что одной из причин повышения тонуса антиноцицептианых систем и их адаптации к многократным внешним воздействиям могла быть согласованность динамических изменений опиоидной активности в разных структурах мЬзга, которая достигалась по-разному в зависимости от типа внешнего воздействия.

ВЫВОДЫ

1. Динамика содержания уЗ-эндорфина и состояния опиатных рецепторов в структурах головного мозга, связанных о регуляцией болевой чувствительности и динамика болевой чувствительности у экспериментальных животных имеют специфический характер, который зависит от вида и количества внешних воздействий. Полученные данные дают основание считать, что изменения активности опиоидных систем в структурах головного мозга сопровождают избирательную активацию противоболевых реакций организма.

2. Ежедневные воздействия в течение 15-ти дней плавания в холодной воде (ПХВ)(+4° С, 3 мин.), электро-кожного болевого разд-

ражения (ЭКБР) (импульсами пост, тока продолж. 2"; 2,5 мА; 8 имп./ мин.; продолж. воэд. - 5 мин.) и акупунктуры (точки Хэ-Гу (LI-4), 15 мин.)у крыс сопровождаются, в основном, увеличением длительности латентных периодов (ЛП) болевых реакций в покое (вне непосредственного воздействия стресса и акупунктуры) по сравнению С соответствующими значениями ЛП в группе контрольных животных, а также значениями ЛП до начала воздействий (исходными). Многократные воздействия ПХВ и акупунктуры вызывали практически постоянное достоверное удлинение ЛП РОЛ/РОХ по сравнению с исходной и контрольными величинами на 60/100% и 100/20% соответственно.

Многократное ЭКБР оказывало неоднозначный эффект на продолжительность ЛП болевых реакций. Достоверное увеличение ЛП наблюдалось при оценке болевой чувствительности о помощью теста РОХ после 3-х и 5-ти воздействий и составляло 502 от исходной (и контрольной величины). ЭКБР не способствовало удлинению ЛП РОЛ по сравнен™ с исходной и контрольными величинами, а после 5-ого сеанса приводило к почти двухкратному достоверному уменьшен!® ЛП РОЛ по сравнению о исходной величиной, что может расцениваться как гипералгетическии эффект.

3. Стабильное и достоверное увеличение длительности болевых реакций в покое, наблюдавшееся в большей степени при многократном акупунктурном воздействии (АВ) и в меньшей - при ЭКБР, позволяет предположить, что названные воздействия сопровождаются повышением тонуса антиноцицептивных систем.

4. С увеличением количества воздействий ПХВ, ЭКБР и акупунктуры, начиная с 3-его сеанса, отмечено достоверное уменьшение разницы между продолжительностью Ж болевых реакций до воздействия (в покое) и непосредственно после воздействия в 1,Б-2 раза по сравнению с таковой после 1-ого сеанса, что в случае ЭКБР и АВ может свидетельствовать об адаптации антиноцицептивных систем к указанным воздействиям. В случае ПХВ феномен адаптации отмечен не был.

5. Многократные стрессовые воздействия (ПХВ, ЭКБР) сопровождались значительными и стабильными изменениями активности

р -эндорфиновых систем в исследуемых структурах мозга. При действии ПХВ отмечено достоверное постоянное повышение содержания ys-эндорфина в гипоталамусе в 1,5-2 раза, тогда как в среднем мозгу и базальных ганглиях его содержание оставалось на уровне конт-,

рольных величин. После многократного действия ЭКБР содержание ^-зндорфина в среднем мозгу и гипоталамусе не отличалось от содержания его у контрольных животных и достоверно снижалось на 30-40Х в базалъных ганглиях. Многократное АВ в исследуемых структурах вызывало разнонаправленные достоверные изменения в содержании ^-эндсрфина.

6. Однонаправленность изменений содержания/-зндорфина и величин кинетических констант связывания yu-антагониста [JH3 налоксо-на в наибольшей степени проявилась при многократном действии ЭКБР. Так, достоверное увеличение содержания/-эндорфина в среднем мозгу на 20% после 5-ти сеансов соответствовало достоверному увеличению Кд на 50Z и Бмэкс. на 80%, а отсутствие достоверных изменений в содержании yS-эндорфина в гипоталамусе и среднем мозгу (после 3-х и 15-ти сеансов) наблюдалось при отсутствии изменений констант связывания. При многократном АВ совпадений в динамике

^-эндорфина и констант связывания С 3 Шналоксона практически не наблюдалось. Эти факты позволяют предположить, что реализация эф-фектов^з-эндорфина в среднем мозгу, гипоталамусе и базальных ганглиях, по крайней мере, в отдельные сроки исследуемых воздействий могут осуществляться через взаимодействие сju-рецепторами. Сопряженность изменений уровня ,5-зндорфина и констант связывания j

[ Шналоксона свидетельствует татаке о возможности взаимного влияния обмена ^-эндорфина и функционального состояния у-'-рецепторов.

7. При всех исследуемых и, в особенности, стрессовых воздействиях в отдельные сроки отмечены совпадения в динамике длительности ЛП болевых реакций и характере изменений содержания jS-зкдорфкна и кинетических параметров опиатных рецепторов. Отсутствие аналгезии в тесте РОЛ при ЭКБР сопровождалось отсутствием изменений в содержании /3-экдорфина и параметров связывания ^Шналоксона в гипоталамусе, истощением у5-зндор£ина в бззальных ганглиях. Сравнительно постоянное увеличение ЛИ болевых реакций при 1KB сопровождалось постоянным достоверным повышением уровня у$-зндорфи-на в гипоталамусе. В то же время, стабильное снижение болевой чувствительности при АВ отмечено на фоне разнонаправленных изменений содержания jS-зндорфкна в исследуемых структурах.

СПИСОК. РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Влияние многократного акупукктурного воздействия на болевую чувствительность и содержание /3-эндорфша в гипотадзмуое и среднем мозге крыс. - Бшл.эксп. биол. и мед. ,1989,N1,0.5 -61. Совм. с Брагиным Е.О., Василенко Г.Ф.

2. Изменение болевых реакций и связывания эН-налоксона с опиатными рецепторами гипоталамуса и среднего мозга после многократного плавания в холодной воде. - Бюлл.эксп.биол. и мед.,1389,N9, 0.232-294. Сонм. с Брагиным Е.О..Василенко Г.Ф.

3. The influence of chronic cold-swimming stress on opiate-receptor activity in different areas of rat brain. - In: Abstracts of the 5th conference cum workshop on pain (Febr.17-19,1989, Delhi),p.5. Ссви. с Брагиным E.О., Василенко Г.Ф.

4. qynamics of beta-endorphin contents and 3H-naloxone binding to opiate receptors in the hypothalamus, midbrain and basal ganglia and changes of pain reactions after chronic cold-swim stress in the rat. - In: Current trends in pain research and therapy, v.5,Delhi,1989,p.69-78. Совм. с Брагиным Е.О.,Василенко Г.Ф.

5. The activity of opioid systems in scrne structures of the rat brain during chronic stress. Abstract. The 6th international congress of oriental medicine (Oot.19-21,1990,Tokyo).P.117. Совм. с Брагиным E. 0., Василенко Г.Ф.

6. Состояние опиоидных систем в рззличных отделах мозга крыс при многократном анздгезирущем воздействии. - В кн.: "Актуальные проблемы рефлексотерапии и традиционной медицины", М. ,1990, о. 34-36. Совм. с Брагиным Е.О., Василенко Г.Ф.