Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Функциональная роль интра- и супрабульбарных связей структур вентральных отделов продолговатого мозга

од

АКАДЕМИЯ ПАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ

На правах рукописи

ГОРДИЕВСКАЯ Янина Анатольевна

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ ИНТРА- И СУПРЛБУЛЬБАРНЫХ СВЯЗЕЙ СТРУКТУР ВЕНТРАЛЬНЫХ ОТДЕЛОВ ПРОДОЛГОВАТОГО МОЗГА

14.00.17.— Нормальная физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Минск- 1994

Работа выполнена в Институте физиологии

Академик наук Беларуси

Научный руководитель: доктор медицинских наук старший научный сотрудник В.А-Кульчицкий

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук профессор Л.М. Лобанок доктор медицинских наук профессор А.Г. Мрочек

Ведущая организация — Институт экспериментальной медицины РАМН (Санкт-Петербург, Россия)

Защита состоится "_"_ 1994 г. в_часов

на заседании Специализированного совета Д 006.11.01 при Институте физиологии Академии наук Беларуси (220072 Минск ул. Ф.Скорины, 28)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии АН Беларуси

Автореферат разослан "_"

1994 г.

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат биологических наук ^ В.М. Рубахова

О) Институт физиологии АН Беларуси. 1994

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В физиологам автономной нервной системы до настоящего времени доминирует гипотеза о локализации н дорзомедиальных и дорзолатеральных отделах продолговатого мозга определенных нейронных групп, осуществляющих тонический контроль симпатических преганглиоиарных нейронов спинного мозга. В последние 10—15 лет сформировалась еще одна точка зрения (Reis, 1984; Brody, 1986; Bruce, Cherniack, 1987; Лебедев, 1987; Кульчицкий, 1991; Ткаченко с соавт., 1992): в тонической активации симпатических преганглиоиарных нейронов спинного мозга наряду со структурами дорзальных отделов продолговатого мозга (ядра солитарного тракта, дорзальные ретикулярные ядра) принимают участие и популяции нейронов вентролатеральных его отделов (парагигантоклеточные, латеральные ретикулярные, субретрофациальные ядра). Эта новая гипотеза □снована на сведениях, полученных в процессе электрофизио— иогических и нейроморфологических исследований структур вентральных отделов продолговатого мозга (ВОПМ) (Amendt et al., 1978; 1979; Dampney, 1981; Loewy et al., 1981; McAllen, Blessing, 1987; Ciriello et al., 1989), позволивших установить моносинап — гические эфферентные связи нейронов ростральной части ВОПМ ; симпатическими преганглионарными нейронами спинного мозга. Постулируется (Bruce, Cherniack, 1987; Blessing, 1988; Ciriello, 1989; Гкаченко с соавт., 1992), что нейроны каудальной части ВОПМ не шеют прямого эфферентного выхода к спинному мозгу, но через юсходящие связи контролируют функции нейросекреторных слеток гипоталамуса. Однако остаются нерешенными вопросы о юкализации в ВОПМ популяций нейронов, моносинаптическим гутем связанных с клетками ядер гипоталамуса, отсутствуют [еткие представления о функциональном значении внутрибуль — ¡арных связей структур ВОПМ. Все еще не проанализирована юль супрабульбарных связей структур ВОПМ, в функциони — ювании системы нейроактивных аминокислот, участвующих в ;онтроле уровня артериального давления (АД). Таким образом, ктуальность исследований функционального значения интра— и упрабульбарных связей структур ВОПМ в контроле функций втономной нервной системы обосновывается, с одной стороны,

существованием убедительных сведений о ключевой роли структур ВОГ1М в контроле симпатических преганглионарных нейронов спинного мозга и регуляции уровня АД, а, с другой, — неполными фактическими данными о конкретной функциональной роли интра— и супрабульбарных связей указанных структур и о механизмах реализации этих связей на эфферентном уровне.

Цель работы:

определить функциональное значение интра— и супрабульбарных связей структур ВОПМ и выяснить их роль в контроле уровня артериального давления.

Задачи исследования:

1. Электрофизиологическими методами изучить характер связей структур ростральных и каудальных участков ВОПМ с супраоптическими и паравентрикулярными ядрами гипоталамуса;

2. Исследовать интра— и супрабульбарные связи структур ВОПМ с помощью методики Dil—трейсинга;

3. Выяснить, как влияет унилатеральное разрушение нейро — токсином нейронов каудальной части ВОПМ на уровень АД и частоту сердечных сокращений (ЧСС);

4. Охарактеризовать влияние разрушения структур каудальной части ВОПМ на уровень нейроактивных аминокислот в крови и ликворе;

5. Изучить участие супрабульбарных отделов центральной нервной системы в реализации влияний структур ВОПМ на АД и ЧСС.

Научная новизна.

Расширены представления о функциональном значении интра — и супрабульбарных связей структур ВОПМ. Показано, что унилатеральное введение нейротоксина (каината) в каудальную часть ВОПМ закономерно изменяет не только уровень АД и ЧСС,. но и содержание нейроактивных аминокислот в крови и ликворе. Как правило, после разрушения нейронов нейротоксином в хронических экспериментах АД и ЧСС достоверно увеличивались на длительное время (дни, недели), а в крови и ликворе в первые часы после введения каината выявлялись противоположные по направленности сдвига содержания свободных аминокислот: в плазме крови отмечалось их увеличение, а в ликворе — снижение.

Установлено, что после разрушения нейронов каудальной

части ВОПМ блокируется реализация барорецепторнош рефлекса.

На основании проведенных морфологических и электрофизиологических экспериментов сформировано представление о гом, что структуры каудальной части ВОПМ являются одним из звеньев системы нейро — гуморального контроля уровня АД и ЧСС.

Научно-практическая и научно—теоретическая значимость работы. Полученные в настоящем исследовании результаты расширяют существующие представления о бульварных и :упрабульбарных механизмах регуляции уровня АД. Оказалось, гго после локального разрушения нейронов каудальной части ¡ЮПМ развивается стойкая системная артериальная гипертензия. Эта экспериментальная модель является базисом для обоснования необходимости дальнейшего поиска патогенетических механизмов фтериальной гипертензии у человека (что позволяет наметить 1ути коррекции патологических состояний, развивающихся на фоне функциональных нарушений в области ВОПМ). Полученные факты могут способствовать целенаправленному поиску путей фармакологического воздействия на системное АД с помощью лекарственных препаратов центрального действия при некоторых формах нейрогенной гипертензии. Результаты установления функционального значения интра— и супрабульбарных связей ггруктур ВОПМ могут быть использованы в лекционных курсах в университетах и ВУЗах медико —биологического профиля.

Основные положения, выносимые на защиту.

1." Имеется закономерность в распределении интрабульбар— 1ых проекций структур ростральных и каудальных участков ЮПМ. К структурам ростральной части ВОПМ преобладают гроекции от ядра солитарного тракта и дорзального двигательного [дра блуждающего нерва, а к каудальным — от группы вестибу— ярных ядер.

2. В условиях нарушения функционирования супрабульбар— 1ых связей структуры ВОПМ сохраняют способность осуществ — ять нейро—гуморальный контроль уровня АД.

3. Унилатеральное разрушение нейронов каудальной части ЮПМ сопровождается угнетением барорецепторного рефлекса, тойкой системной артериальной гипертензией и тахикардией.

4. После введения нейротоксина в каудальную часть ВОПМ в

крови и ликворе происходят противоположные по направленности сдвиги содержании нейроактивных аминокислот.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научных семинарах лаборатории физиологии ствола головного мозга Института, физиологии АНБ (Минск, 1992; 1993; 1994), заседании Минского отделения Физиологического общества Беларуси (Минск, 1994), 6 —ой Всероссийской школе —семинаре "Экспериментальная и клиническая физиология дыхания" (Россия, Санкт-Петербург—Бологое, 1994), Международном симпозиуме, посвященном академику Н.П. Бехтеревой (Россия, Санкт-Петербург, 1994), 4 —ом ежегодном съезде Европейского клуба нейропептидов (Франция, Страсбург, 1994) и отражены в трех опубликованных работах:

Гордиевская Я.А. Супрабульбарные взаимодействия структур вентральных отделов продолговатого мозга// Весщ АНБ. Сер. Б1ял. навук. - 1994.- N4- С.

Гордиевская Я.А.,Кульчицкий В.А. Интрабульбарные связи структур вентральных отделов продолговатого мозга// Доклады АНБ.- 1994.-T. -N.6- С.

V. A. Kulchitsky, J. A. Gordiyevskaya, A. L. Dmitriev, О. A. Azef. Amino acid composition of blood plasma and liquor during neurogenic arterial hypertension.// "Physiological and btochemical basis of brain activity " Intern. Symp. June 22-24, 1994, St. Petersburg.- 1994.-P.94.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения , обзора литературы (1 глава), описания методов исследования (2 глава), трех глав, содержащих изложение результатов исследования (3—5 главы), заключения (6 глава), выводов, списка использованной литературы, включающего 20 источников, на русском языке и 107 на иностранных языках, иллюстрирована. 32 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Острые опыты выполнены на 47 белых крысах —самцах линии Вистар массой 200 — 300 г, наркотизированных уретаном и нембуталом (соответственно 400 мг/кг и 30 мг/кг внутрибрю — шинно). Хронические эксперименты проведены на 49 крысах.

Фиксацию черепа наркотизированных животных осуществляли в стереотаксическом аппарате по способу Paxinos and Watson (1986). Координаты для стереотаксического введения стимулирующего и отводящего электродов находили по черепным ориентирам — лямбда и брегма. Электростимуляцию мозга проводили биполярным электродом диаметром 150 мкм с межполюсным расстоянием 0.5 — 0.6 мм. Стимуляцию мозга осуществляли одиночными импульсами тока силой от 100 до 1000 мкА, длительностью 200 мкс с помощью стимулятора типа 1831 WP—Instruments (США) и изолирующего устройства 305 R (США). Вызванные ответы (ВО) регистрировали электродом из нихромовой проволоки диаметром 80 мкм, кончик которого был срезан под углом 30 градусов. ВО усиливали прибором DAM—5А Instruments (США) и направляли в компьютер через аналогово —цифровой преобразователь электронного модуля "ввода — вывода" информации по каналу КОП ЕС 1841.0103. На экран монитора могла выводиться информация о суперпозиции десяти ВО. Для графической регистрации использовали графопостроитель Нейрон —ИС.61 (СССР).

Установка для электрофизиологических исследований позволяла изучать как распределение ВО в супраоптическок и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса и околоводопроводном сером веществе среднего мозга на стимуляцию структур ростральной и каудальной части ВОПМ, так и распределение ВО в ростральной и каудальной частях ВОПМ на стимуляцию ядер гипоталамуса и среднего мозга. Продолговатый мозг последовательно сканировали в вентральном направлении с ипсилатеральной стороны от места расположения отводящего электрода. Треки при погружении в мозг стимулирующего электрода отстояли друг от друга на 500 мкм. В конце опыта мозг крыс извлекали из полости черепа, фиксировали в 10% растворе формалина и готовили на замораживающем микротоме фронтальные срезы толщиной 50 мкм для определения реального местоположения кончика электрода.

Перфузия сосудистой системы крысы 4% раствором параформальдегида (с целью фиксации мозга) была выполнена на 10—ти самцах крыс. После трепанации черепа быстро извлекали мозг и выдерживали в 4% растворе параформальдегида в течение

24 часов при температуре 4°С. Для обнаружения супра— и внутрибульбарных проекций структур ВОПМ с по:. ЮЩЬЮ ретроградного транспорта флюоресцентного красителя Dil —(1, 1 — dioctadecyl — 3, 3', 3', 3' — tetramethylindocarbocyanine Perchlorate) кристалл размером 100 мкм фиксировали под мягкую мозговую оболочку в 5—ти экспериментах (1 серия) на 1.5 мм каудальнее середины выхода корешков подъязычных нервов (референтный уровень) и на 2 мм латеральнее средней линии (каудальный участок ВОПМ), а в 4-х экспериментах (2 серия) на 2 мм ростральнее референтного уровня и на 2 мм латеральнее средней линии (ростральный участок ВОПМ). В одном эксперименте кристалл красителя апплицировали на каудальный участок ВОПМ слева а во всех остальных опытах — справа. Затем продолговатый мозг крыс инкубировали при температуре 39°С в темноте в 4% растворе параформальдегида в течение 7 — 8 недель (Holmqvist et al., 1992). После периода инкубации препараты мозга помещали в 30% раствор сахарозы на 24 часа при температуре 4°С. Серийные фронтальные срезы мозга (толщиной 20 мкм) изготавливали на криостате. Интенсивность флюоресценции анализировали на люминисцентном микроскопе Люмам Р—2 или "Leitz MPV—2".

В острых экспериментах на девяти крысах продолговатый мозг животных обнажали с вентральной стороны. Микроинъекцию каиновой кислоты (Kainic acid "Sigma", 0.13 мкг в 50 nl физиологического раствора, pH 7.4 — 7.5) осуществляли на глубину 1 мм в зону, расположенную на 1 — 2 мм каудальнее середины выхода корешков подъязычных нервов и на 1.9 мм латеральнее средней линии. Инъекцию нейротоксина осуществляли со скоростью 50 нл в минуту с помощью нанолитровой помпы 1400 ЕС ("WP-Instruments-1400", США) через стеклянную микропипетку, имеющую диаметр кончика 50 мкм.

Системное АД измеряли датчиком ■ ПДП 300 —К А, катетер которого вводили в правую общую сонную артерию. Электрокар — диофамму регистрировали во 2 —м стандартном отведении. С помощью усилителя и блока "Interval generator 1830" прибора WP —Instruments (США) последовательно усредняли каждые 10 интервалов R —R электрокардиограммы. Запись ЧСС и АД осуществляли на самописце Н —3031—8. При максимальном подъеме уровня АД осуществляли забор 0.1 мл артериальной

крови из общей сонной артерии и 0.1 мл ликвора, который осторожно и медленно собирали с вентральной поверхности продолговатого мозга. Ампулы с артериальной кровью и ликвором помещали в жидкий азот. Аминокислоты в крови и ликворе определяли совместно с научным сотрудником Института биохимии АНБ Е.М. Дорошенко методом ВЭЖХ (использовали жидкостный хроматограф Millfpore — Waters, США). У ненаркоти — зированных крыс АД и пульс регистрировали ежедневно с 9.00 до 12.00 часов дня. Сравнивали изменения оптической плотности поверхностных тканей хвоста крысы в инфракрасных лучах как до, так и после пережатия хвостовой артерии с помощью пневмоманжеты, соединенной с датчиком давления. В качестве излучателя использовали инфракрасный светодиод АЛ—107, в качестве фотоприемника — фотодиод ФД —256.

При проведении хронических экспериментов всех животных распределили на пять групп. В первой группе (п = 19) животных не подвергали оперативному вмешательству. Крысам второй группы (п = 24) вводили направляющую канюлю в гипоталамус по следующим координатам — 2.0 мм каудальнее брегмы, 0.2 мм латеральнее среднесагиттальной линии, на глубину 6.0 мм от поверхности черепа. Из второй группы была выделена третья ipynna'животных (п=15), которым с помощью микроножа делали перерезку на уровне каудолатеральной границы заднего гипоталамуса. Девять животных второй группы составили специальную четвертую группу, крысам которой через три дня после перерезки на уровне каудолатеральной границы заднего гипоталамуса вводили в каудальную часть ВОПМ каиновую кислоту (Kainic acid, "Sigma", 0.13 мкг в 50 нл физиологического раствора, рН 7.4 — 7.5). Животным пятой группы (п = 6) инъецировали в каудальную часть ВОПМ справа 25 нл апирогенного физиологического раствора. Всем животным после перерезки на уровне каудолатеральной границы заднего гипоталамуса ежедневно вводили внутрибрюшинно по 2 мл апирогенного физиологического раствора.

Полученные результаты обрабатывали статистически с использованием t — критерия Стьюдента на компьютере фирмы IBM. В тексте результаты представлены в виде: среднее арифметическое ± стандартная ошибка.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Электрофизиологическое исследование супрабульбарных проекций структур ростральной части ВОПМ

Эксперименты выполнены на 22 крысах самцах линии Вистар. В работе изучалось распределение ВО в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса при стимуляции структур ростральной части ВОПМ и, соответственно, распределение ВО в ростральной части ВОПМ при стимуляции супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса. Раздражение структур ростральной части ВОПМ начинали с глубины 8.5 — 9.0 мм от поверхности черепа, на расстоянии от 11.5 до 13.0 мм каудальнее брегмы и на 2 мм латеральнее средней линии. Обнаружено, что фокус максимальной активности ВО систем: ростральная часть ВОПМ — супраоптическое ядро гипоталамуса и ростральная часть ВОПМ — паравентрикулярное ядро гипоталамуса — находится на расстоянии 12.0 мм каудальнее брегмы и на глубине 9.5—10.0 мм от поверхности черепа в продолговатом мозге. Латентный период ВО в ядрах гипоталамуса при раздражении структур ростральной части ВОПМ находился в диапазоне от 0.5 до 0.8 мс. На основании этого можно предположить наличие олигосинаптических связей между структурами ростральной части ВОПМ и супраоптическими и паравентрикулярными ядрами гипоталамуса. Поздние компоненты ВО подтверждают предположение о существовании полисинапти — ческих связей между этими структурами.

При расположении раздражающего электрода в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса и отведении ВО в ростральной части ВОПМ зафиксированы закономерные ВО при применении более интенсивной стимуляции чем та, которая использовалась в описанных выше сериях исследований. При силе тока 1.5 — 2.5 мА в ВОПМ формировались ВО с латентным периодом 1.0+0.6 мс.

Электрофизиологаческое исследование суцрабульбариых проекций структур каудальной части ВОПМ. В 17 опытах изучали распределение ВО в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса в ответ на стимуляцию каудальной части ВОПМ и, соответственно, распределение ВО в

каудальной части ВОПМ в ответ на стимуляцию ядер гипоталамуса. Сканирование каудальной части ВОПМ начинали с глубины 9.0 мм от поверхности черепа на расстоянии 13.0—14.5 мм каудальнее брегмы и на 2.0 мм латеральнее средней линии. Порог раздражения структур каудальной части ВОПМ, при котором регистрировались ВО в супраоптическом ядре гипоталамуса, составлял от 100 до 300 мкА. Для выявления поздних компонентов ВО порой использовали силу раздражающего тока до 1000 мкА.

Минимальная величина латентных периодов ВО в супраоптическом ядре гипоталамуса при наименьшей силе раздражающего стимула отмечена при расположении раздражающего электрода в каудальной части ВОПМ на 13.24—14.08 мм каудальнее черепного ориентира брегмы, 1,9 — 2,1 мм латеральнее среднесагиттальной линии, на глубине 10,0—10,5 мм от поверхности черепа.

Амплитудно —временные характеристики ВО в паравентри — кулярном ядре гипоталамуса при раздражении каудальной части ВОПМ практически не отличались от характеристик ВО в супраоптическом ядре гипоталамуса. Эти факты указывают на вероятность сравнительно диффузного распределения в ВОПМ нейронов, связанных с магноцеллюлярными клетками гипоталамуса, в основном, через полисинаптические пути.

Отсутствие литературных сведений о возможных релейных путях передачи импульсов от ВОПМ к нейросекреторным клеткам гипоталамуса явилось причиной проведения серии опытов (п=14), в которых методом электростимуляции ВОПМ и околоводо — проводного серого вещества среднего мозга сделана попытка конкретизировать возможные промежуточные звенья полней — паптических дуг между продолговатым мозгом и гипоталамусом. Установлено, что одним из релейных звеньев указанной системы связей являются нейроны околоводопроводного серого вещества среднего мозга, что, кстати, не противоречит имеющимся в литературе фактам (Гхтск, 1989) о вовлечении околоводопровод— ного серого вещества среднего мозга в регуляцию функций автономной нервной системы при активации структур ВОПМ. Через связи между нейронами ВОПМ и гипоталамуса может реализовываться пролонгированное воздействие структур ВОПМ

на ряд функций автономной нервной системы, в частности, их влияние на функционирование систем, обеспечивающих поддержание уровня АД.

Интрабульбарные проекции структур ростральной части

ВОПМ

Локальная аппликация Dil — красителя на ростральную часть ВОПМ, местоположение которой соответствует зоне "S" (Schlaefke, Loeschcke, 1967; Loeschcke 1974, 1982), позволила выявить ретроградно меченые тела нервных клеток как ипси —, так и контралатералыю в срединных и дорзолатеральных отделах продолговатого мозга. Размеры меченых флюоресцентным красителем нейроцитов составляли от 15 до 20 мкм. Нервные клетки распределялись на анализируемых срезах продолговатого мозга диффузно или небольшими группами (по четыре — восемь клеток) как в дорзолатеральных участках продолговатого мозга, так и в срединных его отделах, особенно на уровнях 13.24 и 14.08 мм каудальнее брегмы. На этих уровнях продолговатого мозга нейроны, содержащие флюоресцентный краситель, обнаружены билатерально в гигантоклетоЧном и латеральном ретикулярных ядрах, обоюдном и подъязычном ядрах, темном ядре шва, дорзалыюм двигательном ядре вагуса, ядре солитарного тракта, нижней оливе, area postrema.

Таким образом, можно. заключить,что к структурам ростральной части ВОПМ направляются отростки нейронов из множества ядер каудальной части ствола головного мозга, по которым передаются как афферентные, так и эфферентные сигналы.

Интрабульбарные проекции структур каудальной части

ВОПМ

При аппликации кристалла Dil—красителя на каудальную часть ВОПМ обнаружены тела нервных клеток, содержащих флюоресцентный краситель, как в вентромедиальных, так и в дорзомедиальных и дорзолатеральных отделах продолговатого мозга. При работе с контактным объективом (х25) микроскопа Люмам Р —2 в расположенных здесь ядрах находили от 2 — 3 до 10—15 интенсивно флюоресцирующих нейроцитов с отростками размером от 15 до 20 мкм. В гигантоклеточном, обоюдном, латеральном и медиальном вестибулярных ядрах и ядре

солитарного тракта обнаружены крупные нейроны размером до 30 — 40 мкм треугольной и звездчатой формы. Вблизи пирамидного тракта, спинального тройничного, тонкого и линейного ядер меченые флюоресцентным красителем тела нервных клеток практически не обнаруживались. Количество меченых флюоресцентным красителем нейроцитов возрастало как с ипси —, так и с контралатеральной стороны в каудо — ростральном направлении на срезах продолговатого мозга от 14.6 до 11.6 мм каудальнее брегмы. На фронтальных срезах продолговатого мозга, расположенных на 11.6 мм каудальнее брегмы, обнаружены скопления нервных клеток содержащих краситель вблизи медиального, спинального и латерального вестибулярных ядер, гигантоклеточного, парагигантоклеточного, обоюдного, большого ядра шва, ядра солитарного тракта и ростровенгро— латерального ретикулярного ядра.

При аппликации 100 мкм Dil — кристалла на каудальную часть ВОПМ слева, а не справа как в предыдущей серии исследований, наблюдали тела нервных клеток как контралатералыю, так и ипсилатерально вблизи спинального тригеминального ядра и только ипсилатерально в области нижней оливы, нижней ножки мозжечка и в линейном ядре. В этих ядрах насчитывалось от пяти до десяти крупных клеток различной формы.

Супрабульбарные проекции структур ВОПМ

При аппликации Dil —кристалла на каудальный участок ВОПМ справа обнаружены отростки нервных клеток в продолговатом мозге, в мосту, среднем мозге и на уровне гипоталамуса. Нервные клетки выявляли помимо продолговатого мозга, в мосту (в области парабрахиального ядра и locus coeruleus) и на уровне среднего мозга ( околоводопроводное серое вещество). При расположении Dil—кристалла на каудальный участок ВОПМ справа флюоресцирующие волокна прослеживались от места аппликации красителя до заднего гипоталамуса. В продолговатом мозге волокна выявлялись в вентромедиальной, в дорзомедиальной и дорзолатеральной его областях.

Таким образом, наряду с выраженными двухсторонними связями структур ростральных и каудальных участков ВОПМ, обнаружена закономерность в распределении интрабульбарных проекций к этим двум участкам мозга: к ростровентролатераль —

ному отделу продолговатого мозга преобладают связи от ядра солитарного тракта и дорзального моторного ядра блуждающего нерва, а к каудовентролатеральному — от фуппы вестибулярных ядер. Во —вторых, существуют билатеральные . проекции от популяций клеток срединной части продолговатого мозга к структурам его вентролатеральных отделов. В—третьих, на уровне гипоталамуса обнаружены отростки нейронов, содержащие флюоресцентный краситель после его аппликации к поверхности ростральных и каудальных отделов ВОПМ. Итак, полученные нейроморфологические данные позволяют предположить, что структуры ростральных и каудальных участков ВОПМ способны выполнять роль переключающего реле на пути восходящих и нисходящих импульсов от моста, среднего мозга и гипоталамуса к спинному мозгу.

Изменение АД и ЧСС после разрушения митра- и

супрабульбарных связей структур ВОПМ

У интактных крыс (п = 19) средний уровень АД и ЧСС составлял соответственно 80,8±0,4 мм рт. ст. и 370.5±5.5 ударов в минуту. В первые дни наблюдения средний вес контрольных животных был 250.0+5.9 г. К концу периода контрольного наблюдения вес крыс этой фуппы животных составлял 304.7±6.3 г (р<0.001).

У животных второй фуппы через один день после введения направляющей канюли в задний гипоталамус уровень АД составлял 75.6+0.4 мм рт.ст. и' достоверно не отличался от контрольного периода. В первый и второй дни после операции у животных с введением направляющей канюли в задний гипоталамус ЧСС несколько возрастала (р>0,05) по сравнению с контрольной футшой животных и составляла в среднем 382.2+6.3 удара в минуту. Тенденция к тахикардии выявлялась у отдельных животных этой фуппы до третьего дня наблюдения. Закономерных изменений ЧСС в течение последующего периода наблюдений за этой фуппой животных не выявлено (ЧСС на третий день наблюдения 372.3+4.4 удара в минуту).

Глубокая температура тела животных второй фуппы достоверно не отличалась от таковой у контрольной фуппы крыс и колебалась от 38.4+0.1 до 38.7+0.1°С. Вес животных этой фуппы профессивно увеличивался и к концу периода наблюдения

составлял 295.8±10.9 г.

Животным третьей группы (п=15) через направляющую канюлю с помощью микроножа делали перерезку мозга на уровне каудолатеральной границы заднего гипоталамуса. На второй день после операции у этих крыс АД достоверно (р<0.001) возрастало на 40.9 — 44.2% от контрольного уровня. В дальнейшем АД достигало 106.1+2.3 мм рт.ст. и поддерживалось на этом уровне в течение 3 — 5 дней наблюдения. К шестому дню после начала эксперимента АД снижалось практически до контрольного уровня. На второй день после операции у крыс этой группы ЧСС достоверно (р<0.05) возрастала на 8.0—15.1% от контрольного уровня: к пятому дню наблюдений ЧСС снижалась на 8.0—12.0% от исходного уровня (р<0.05). Через 6 — 7 дней после разрушения мозга на уровне каудолатеральной границы заднего гипоталамуса ЧСС достоверно не отличалась от ЧСС животных контрольного периода. После перерезки ствола головного мозга на уровне заднего гипоталамуса глубокая температура тела у крыс становилась весьма лабильной. Амплитуда суточных колебаний температуры тела достигала 2,5°С. Наблюдения за животными этой группы выявили ряд особенностей их поведения в течение первого месяца после перерезки мозга. У крыс отмечалась гипофагия и гиподипсия. В течение первых двух недель наблюдения средний вес животных этой группы достоверно снизился на 20.4% (р<0.001) по сравнению с весом животных контрольной группы. Через две недели наблюдения животные этой группы начинали про1рессивно набирать вес, но не так интенсивно, как животные контрольной группы.

После унилатеральной иньекции в каудальную часть ВОПМ 25 нл Ю-8 М раствора каиновой кислоты животным (п=9) с предварительно проведенной перерезкой на уровне каудолатеральной границы заднего гипоталамуса амплитуда колебаний глубокой температуры тела у них была практически такой же, как и у животных после разрушения супрабульбарных связей. У животных этой группы наблюдали достоверное (р<0.001) падение веса на 18.3—19.5% от контрольного уровня; с пятнадцатого дня наблюдения крысы постепенно начинали набирать вес, но не так интенсивно, как в контрольной группе. После введения каиновой кислоты в каудальную часть ВОПМ на фоне разрушения

супрябульбпркых связей животные начинали вести себя агрессивно. Стойкое повышение АД после унилатерального введения каиновой кислоты в каудальную часть ВОПМ развивалось как у животных с предварительно проведенной перерезкой на уровне каудолатеральной границы заднего гипоталамуса (120.0±8.4 мм рт.ст., р<0,001), так и у крыс без этой перерезки (127.2±7.9 мм рт.ст., р<0,001). У крыс с разрушенными супрабульбарными связями вследствии перерезки мозга введение каината в каудальную часть ВОПМ приводило к сложным изменениям АД: вслед за подъемом АД на 2 —ой день наблюдения через 3 — 5 дней его уровень начинал приближаться к исходным величинам. С шестого по десятый дни наблюдения АД достоверно не отличалось от контрольного периода и составляло 83.0±0.6 мм рт.ст.. К двенадцатому дню наблюдения отмечался второй статистически достоверный (р<0,001)подъем АД до 121.0+9.3 мм рт.ст.. Увеличение АД продолжало регистрироваться даже через три — четыре недели после начала эксперимента. Лишь к концу пятой недели наблюдения уровень АД достигал исходных показателей.

У крыс без предварительно проведенной перерезки на уровне каудолатеральной границы заднего гипоталамуса отмечался однофазный подъем АД после унилатерального введения каиновой, кислоты в ВОПМ. Исходный уровень АД у крыс этой группы восстанавливался к концу второй недели наблюдения.

Унилатеральное введение 25 — 50 нл физиологического раствора в каудальную часть ВОПМ не влияло на уровень АД как у крыс с поврежденным стволом головного мозга, так и у животных без перерезки мозга на уровне каудолатеральной границы заднего гипоталамуса.

Форма кривой на графике прироста ЧСС в обоих сериях экспериментов (то есть у животных после введения нейротоксина с предварительно проведенной перерезкой мозга, и без нее) была идентична кривой изменений АД. Факт стойкой тахикардии во время длительного прироста АД свидетельствует о несовершенстве функционирования барорецепторных рефлексов в этот период у экспериментальных животных.

Изменение аминокислотного состава плазмы крови и

ликвора при экспериментальной гицертензии нейрогенного

геиеза.

В экспериментах на наркотизированных крысах (п = 9) унилатеральное введение 0,65 мг каиновой кислоты в каудальную часть ВОГТМ сопровождалось плавным (30 — 60 минут) подъемом АД до 180 — 200 мм рт.ст. При развитии артериальной гипертензии отмечалось снижение содержания глицина на 6%, ГАМК на 34%, таурина на 61%, тирозина на 36%, серина на 42%, аланина на 68 % в ликворе и достоверное (р<0.05) увеличение в плазме крови гли — цина на 123%, таурина на 286%, тирозина на 41%, серина на 57%.

Таким образом, при артериальной гипертензии, развивающейся после разрушения нейротоксином нейронов каудальной части ВОПМ, нарушаются функционально — метаболические взаимосвязи между нейроактивными аминокислотами, что проявляется в различной направленности изменений уровня "тормозных" (глицин, таурин, ГАМК) трансмиттеров в ликворе и плазме крови. Анализ полученных результатов позволяет предположить, что одним из механизмов стойкого повышения АД при нарушении интра— и супрабульбарных связей структур ВОПМ может быть изменение системы транспорта аминокислот в мозге.

В ы ВОДЫ.

1. Унилатеральное разрушение нейронов каудальной части вентролатеральных отделов продолговатого мозга нарушает функционирование системы, контролирующей уровень артериального давления, что выражается в угнетении барорецепторного рефлекса и развитии системной артериальной гипертензии.

2. С использованием электрофизиологических методов установлено наличие системы поли— и олигосинаптических связей между нейронами рострального и каудального веитролате — ральных ретикулярных ядер продолговатого мозга, с одной стороны, и супраоптическими и паравентрикулярными ядрами гипоталамуса, с другой. Через эти связи реализуется один из механизмов нейро — гуморального влияния структур вентролатеральных отделов продолговатого мозга на артериальное давление,

3. Показано с помощью методики трейсинга флюорссцент —

ного красителя, что к нейронным группам ростральной части вентролатеральных отделов продолговатого мозга преобладают проекции от нейронов ядра солитарного тракта и дорзального двигательного ядра блуждающего нерва, а к каудальной — от нейронов медиального и латерального вестибулярных ядер.

4. Стойкий подъем АД после разрушения нейронов каудальной части вентролатеральных отделов продолговатого мозга сопровождается закономерным изменением фонда нейроактивных аминокислот во внутренней среде организма. В плазме крови увеличивается содержание таурина, глицйна, тирозина, серина и аланина, а в ликворе наблюдается их снижение от контрольного уровня.

5. Предварительная перерезка на уровне каудолатеральной границы гипоталамуса не изменяет направленности сдвигов .системного артериального давления и частоты сердечных сокращений, имеющих место после унилатерального разрушения нейронов каудальной части вентролатеральных отделов продолговатого мозга. Это является основанием для предположения, что бульбарные структуры, реализуя внегипоталамические связи, активно участвуют не только в механизмах кратковременного, но и долговременного контроля уровня артериального давления.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Гордиевская Я. А. Супрабульбарные взаимодействия структур вентральных отделов продолговатого мозга// Весщ АН РБ. Сер. Б1ял. навук.- 1994.- N4.- С.

2. Гордиевская Я. А., Кульчицкий В. А. Интрабульбарные связи структур вентральных отделов продолговатого мозга// Доклады АН РБ.- 1994,- Т., N 6- С.

3. Kulchitsky V.A., Gordievskaya J.A., Dmitriev A.L., Azef O.A. Amino acid composition of blood plasma and liquor during neurogenic arterial hypertension// "Physiological and biochomical basis of brain activity ". Intn. Symp., june 22-24, 1994, St. Petersburg.- St. Petersburg. — 1994.- P.94.

РЕЗЮМЕ

Я.А.Гордиевг.кая. Функциональная роль ннтра- н супрабульбарных связей структур вентральных отделов продолговатого мозга.

Ключевые слова: продолговатый мозг; вентральные отделы; Dil- трейсинг; вызванные ответы; артериальное давление; аминокислоты.

В экспериментах на наркотизированных уретаном и нембуталом (п=47) и ненаркотнзнрованных (п=49) крысах показано, что уннлатеральное разрушение каш!атом нейронов каудальной части вентролатеральных отделов продолговатого мозга (ВОПМ) нарушает функционирование системы, контролирующей уровень артериального давления (АД), что выражается в угнетении барорецепторного рефлекса, развитии системной артериальной гипертензии, снижении содержания таурина, глицина, тирозина, герина и алашша в ликворе и их увеличение в плазме крови. С использованием электрофизиологических методов установлено наличие системы поли- и олигосинаптическшс связей между нейронами рострального и каудального вентролатеральных ретикулярных ядер и супраоптическими и паравентрикулярными ядрами гипоталамуса. С помощью методики Di[-трейсиига показано, что к нейронным группам ростральной части ВОПМ преобладают проекции от нейронов ядра солитарного тракта и дорзального двигательного ядра блуждающего нерва, а к каудальной - от нейронов медиального и латерального вестибулярных ядер. Через эти связи структуры ВОПМ вовлекаются в нейро-гуморальный контроль АД.

РЭЗЮМЭ

Я.А.Гардз1еуская. Функциональная роля ¡нтра- 1 сусрабулъбарных сувялсй структур вентральных аддэелау прадаугаватага мозгу.

Ключавыя словы: прадаугаваты мозг; вентральиыя аддзелы; ВП-трэйанг; выюикакыя адказы; артэрыяльны щек; амшакклоты.

У экспериментах на наркатызаваных урэтанам 1 нембуталам (п=47) 1 ненаркатызаваных (п=49) пацуках паказаиа, пгго уншатэральнае разбурэнне кашатам нейронау каудальнай часты вентралатпральных аддоелау прадаугаватага мозгу (ВАПМ) парушае функцыянаванне астэмы, што кактралкс узровеиь артэрыяльнага ц1ску (АЦ), тэта выражаецца у прыгнятанш барарэцэптарнага рэфлекса, развшш Ыстэмнай артэрыялыгай ппертэнзп, зшжэнш утрымания таурыну, глщьшу, щразмгу, серыну 1 алашпу у лшвары 1 ¡х павел1чэнне у плазме крыв1. 3 выкарыстаннем электраф1з1ялапчных метада^ установлена наяунасць астэмы полы ал1гаанаптычных сувязей пам1Ж нейронам! растральнага \ каудальнага вентралатэральных рэтыкулярных ядрау 1 сулрааптычиым1 1 паравентрыкулярным1 ядрам 1 ппаталамуса. 3 дапамргай методьш ОЦ-трэйанга па казана, што да нейронных груп расгральнай части ВАПМ пераважаюць праекцьп ад нейронау ядра салггарнага тракта 1 дарзальнага рухацельнага ядра блукаючага нерва, а да каудальнай - ад нейрона? медыяльнага ! латэральнага вестибулярных ядрау. Праз гэтыя сувяз1 структуры ВАПМ уцягваюцца } нейра-гумаральны кантроль АЦ.

SUMMARY

Y.A.Gordlyevskaya. The functional role of intra- and suprabulbar connections of the ventral medullary structures.

Key words: ventral medulla; Dil-tracing; evoked responses; arterial pressure; amino acids.

In experiments on urethan-nembutal-anesthetized (n=47) and unanesthetized (n=49) rats it was shown that unilateral destruction of neurons in the caudal ventrolateral medulla (VLM) by kainate disturbed the functioning of the arterial pressure controlling system, as evident from inhibited baroreceptor reflex, systemic arterial hypertension, lower levels of taurine, glycine, tyrosine, serine, and alanine in liquor and their higher levels in blood plasma. The existence of poly- and oligosynaptic connections between neurons of the rostral and caudal ventrolateral reticular nuclei and supraoptic and paraventricular hypothalamic nuclei was electrophysiologically found. It was shown with the use of Dil-tracing that neuronal groups of the rostral VLM receive prevailing projections from neurons of the solitary tract nucleus and dorsal motor nucleus of the vagus, while those of the caudal VLM from neurons of the medial and lateral vestibular nuclei. Via these connections, the VLM structures are involved in the neurohumoral control of arterial pressure.