Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Исследование характера центральных эффектов регуляторных пептидов в солевом аппетите у крыс в зависимости от уровня вкусовой афферентации

ОРДЕНА В.И.ЛЕНИНА АКАДЕМИЯ ЩЩИКСКИХ НАШ СССР

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ . НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ им. И.К.АНОХИНА

На правах рукописи УДК 612.842+612.821.6+612.3.01

ИШАНОВ Павел Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА ЦЕНТРАЛЬНЫХ ЭФФЕКТОВ РЕГУЛЯТОШЫХ ПЕПТКДОЗ В СОЛЕВОМ АППЕТИТЕ У КРЫС В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ ВКУСОВОЙ АФФЕРЕНТАЦИИ

14.00.17 - нормальная физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МЭСКВА 1990

Работа выполнена в НШ нормальной физиологии им. П.К.Анохина

АМН СССР.

Научные руководители: биологических наук, профессор | А.И.ЕЬаков биологических наук, профессор З.В.Любимова

Официальные оппоненты: биологических наук, профессор С.А.Чепурнов биологических наук, старший научный сотрудник

С.Н.Хаютин

Ведущее учреждение: Институт питания АМН СССР

Защита состоится "¡¡¡£_" 1990 года

в 10 час. на заседании Специализированного ученого совета Д 001.08.01 при Научно-исследовательском институте нормальной физиологии им. П.К.Анохина АМН СССР (103009, Москва, ул. Герцена, б).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан "_" _ 1990 года.

доктор доктор

доктор доктор

. Ученый секретарь Специализированного совета кандидат медицинских наук

В.А.Г^менгк

i ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

i

— J

Актуальность исследования. Разработка проблемы взаимоотношения центра и периферии в нервной деятельности, начатая еще в 30-е года П.К.Анохиным и его учениками, в настоящее врет вновь приобретает больную актуальность в связи с молекуляртяя* подходом к изучению различных Форм поведения.

Вкусовые рецепторы яэкка " рожденное ими в мозгу субъективно? ощущение определенного качества пида в процессе эволюции стали адекватными информаторами о потребностях органнгма а тех или иных веществах, а также о приемлемости того или иного пищевого вещества /Анохин П.К., 1968/. В связи с гтим, вкусовая информация занимает важное место в обеспечении целенаправленного пищевого и питьзвого поведения етвстных и человека, р.клкчаясь в Зхзрмировогие разлитых функциональных систем. Так, вкусовая афферентация но только несет в I3ÎC о вкусеБШС гдажетвях пиши, но, наряду с афферен-

тацией, поступающей от инхерорссртогов желуде™:*) »«"»иного трйп-та, взаимодействуя с центральными механизмами мотивации, участвует в регуляции пищевого и питьевого мотивационного возбуждения /Судаков К.В., 1971; 1984; Бзакон А.И. и др., 1987/.

Согласно современным представлениям, в механизмах формирования различных мотивационных состояний ванную роль игравт олигопе-птида /Судаков К.В., 1987; 1988/. Показано, что при снижении уровня натрия в организме и нарушении электролитного баланса, активируется ренин-ангиотензин-альдрстероновая система, приводящая к потреблению животными раствсров соли высокой ко;го.еятрация, ране« отвергаемой, а ангиотензин-П Д-Ц/ при гнутримезговом введет«? усиливает солевой аппетит /?гegjy M.J,, Kowl&nd N.B., 1985/.

Для полноты представлений о центральных механизмах поведения недостаточно рассмотрение только факторов, стинулируюиих мотнваци-онное возбуждение, необходимо, также, изучение угнетающих механизмов. Данные о подавлении питьевого к пищевого поведения при центральном введении бомбезин-подобных пептидов /лъъз J., 1935;Gibbs «f., et al., 1979; Negri L.f 1986/ позволяют предположить их участие и в регуляции солевого аппетита.

Наряду с этим, контроль за потреблением соли в значительной мере обеспечивается афферентными влияниями, поступающими с периферии /И. Сага L., Wilson Ъ., 1974; Kissileff H., Hoefer H., 1975/. В литературе, однако, нет однозначного мнения о том, какая

афферентация является ключевой в обеспечении состояния удовлетворения солевого аппетита - идущая от оросенсорных образований или от интерорецепторов пищеварительного тракта. Одни данные свидетельствуют о том, что солевой аппетит прекращается при помещении раствора соли непосредственно в желудок /Fitzsinons J.т., Wirth J.B., 1976; Levy C.J., McCutcheon В., 1974/, другие - что удовлетворение потребности в соли наступает лишь после стимуляции рецепторов ротовой полости / Morrison G.R., Young J.С,, 1972; Di Сага L., Wilson L., 1974; Wolf G., et al., 1984/. Хотя преобладает количество данных о большей значимости вкуса, нежели интерорецепторов, окончательной ясности в этом вопросе до сих пор еще нет.

С другой стороны, характер центральных эффектов регуляторных пептидов в солевом аппетите, в зависимости от уровня вкусовой афферентации, практически никем не рассматривался.

Цель исследования.

Изучить характер центральных эФактов регуляторных пептидов в солевом аппетите у крыс в зависимости от вкусовой афйерентации.

Задачи исследования.

1. Определить значимость вкусовой сенсорной афферентации для солевого аппетита.

2. Изучить зависимость эффектов центрального введения ангио-тензина-П от вкусовой сенсорной афферентации при солевом аппетите.

3. Исследовать характер влияния бомбезин-подобных пептидов /бомбезина и литорина/ на солевой аппетит и зависимость эффектов центрального введения данных пептидов от вкусовой афферентации.

Научная новизна. Впервые показана зависимость центральных эффектов пептидов от периферической афферентации в регуляции целенаправленного поведения на примере солевого аппетита.

Установлено, что вкусовая афферентация является ключевой в сигнализации об удовлетворении солевого аппетита у крыс.

Показано, что влияние А-П на солевой аппетит у крыс не является однозначным. Центральные эффекты А-П в зависимости от уровня вкусовой афферентации проявлялись либо в увеличении солевого аппетита /при высоком уровне вкусовой афферентации/, либо в его угнетении /при более низком уровне/. Угнетение солевого аппетита нивелировалось после вкусовой сенсорной деафферентации животных.

Выявлено, что центральные эффекты бомбезин-подобных пептидов

/бомбезина и литорина/ проявлялись в подавлении аппетита животных к раствору соли. Угнетающий эффект данных пептидов зависел от уровня вкусовой афферентации, не проявляясь при дефиците вкусовых ощущений.

Научно-теоретическое и практическое значение. Полученные результаты расширяют теоретические представления о центрально-периферических взаимоотношениях на примере центральных пептидэргичес-ких механизмов и вкусовых сенсорных посылок в регуляции солевого аппетита у крыс.

Полученные данные позволяют научно обосновать применение исследованных регуляторных пептидов для коррекции солевого аппетита при таких заболеваниях как гипертензия, болезнь Адиссона, нарушение функции почек. Материалы диссертация могут быть также использованы при составлении диетического питания для лиц с указанной патологией.

Материал работы ыоаот представить интерес при написании факультативных разработок для чтения на касседрах. ?изиологкн медицинских институтов и университетов.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Вкусовая сенсорная афферентация выполняет важную роль в солевом аппетите у крыс, обеспечивая запуск данного поведения, включаясь в структуру афферентного синтеза, за счет усиления мо-тивационного возбуждения и, наконец, выступая как ведущий канал афферентной сигнализации о полезном приспособительном результате.

2. Ангиотензин-П при центральном введении способен по разному влиять на солевой аппетит у крыс, в зависимости от уровня вкусовой афферентации, получаемой животными при питье. Выраженность эффектов ангиотензина-П прямо пропорциональна уровня вкусовой афферентации у крыс.

3. Бомбезин-подобные пептиды при центральном введении обладают угнетающим действием на солевой аппетит у крыс. Степень угнетающего эффекта обратно пропорциональна уровню вкусовой афферентации у животных.

Внедрение результатов исследований. Результаты, полученные в данной работе, внедрены в практику научных исследований - разработанная. методика регистрации питьевой активности животных используется в НИИ нормальной физиологии имени П.К.Анохина АШ СССР. Полученные данные используются, также, в педагогическом процессе на лекциях факультета повышения квалификации преподавателей педа-

гогических вузов и студентов биолого-химического факультета МПГУ имени В.И.Ленина.

Апробация работы. Результаты проведенной работы были обсуждены на УИ Всесоюзном семинаре "Развитие общей теории функциональных систем" в 1986 г.; на конференции молодых ученых НИИ нормальной физиологии им. П.К.Анохина АМН СССР в 1987 г; на Ленинских чтениях в МГПИ им. В.И.Ленина в 1989 г.; на ХУ Всесоюзной конференции "Физиология пищеварения и всасывания" в 1990 г. Апробация диссертации состоялась на совместном заседании лабораторий физиологии мотиваций, физиологии рецепции и общей физиологии функциональных систем НИИ нормальной физиологии им. П.К.Анохина АМН СССР 2 июля 1990 г.

Объем и структура работы. Материалы диссертации изложены на 12Я страницах машинописного текста, включая 20 рисунков, ¿"'таблиц. Диссертация состоит из введения, 5 глав, обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, содержащего ИЗ" наименований, из них 32 отечественных и 463 зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Работа выполнена на 410 нелинейных крысах-самцах массой от 220 до 300 г. Для решения поставленных задач у животных вызывали солевой аппетит путем депривации от пищи и жидкости. Для наиболее выраженной мотивации солевого аппетита крысам производили билатеральную адреналэктомию. Солевой аппетит животных исследовали на модели питьевого поведения с помощью одно- и двухбутылочного методов тестирования, при этом регистрировали выпиваемые объемы жидкостей и лакательные движения языка.

Для того, чтобы оценить роль вкуса в формировании предпочтения раствора соли, животным при питье обеспечивали разный уровень вкусовой афферентации. У крыс одной группы вызывали интенсивную вкусовую афферентацию, предоставляя им для питья концентрированный 0.46 М /2.7$/ раствор хлорида натрия. Другим животным обеспечивали более низкий уровень вкусовой афФерентации, предъявляя 0.16 М /1%/ раствор хлорида натрия. У животных третьей группы вызывали дефицит вкусовой афферентации путем билатеральной перерезки язычного нерва.

Для анализа центральных пептидэргических механизмов солевого аппетита у крыс применяли следующие регуляторные пептиды: 4

1. ангиотензин-П /А-П/ фирмы "Serva", ФРГ, в дозе 300 иг/животное, как основной стимулятор солевого аппетита у животных, а также блокатор рецепторов А-П в мозгу - саралазина ацетат фирмы "Sigma", США в дозе 300 нг/животное.

2. бомбезин-подобные пептиды - литорин, синтезированный в Институте биоорганической химии АН БССР и бомбезин фирмы "Serva",ФРГ в связи с их насыщающим действием, а также антидипсогенной активностью, в противоположность А-П. Бомбезин и литорин применяли в дозе 500 нг/яивотное. Для коптролыплс шгьекций использовали физиологический раствор, в нем же растворяли указанные пептиду.

Пептиды и физраствор вводили центрально через канюлю в боковые желудочки мозга крыс. По окончании опытов животных забивали и локализацию кончиков канюль в полости боковых желудочков определяли фотоэкспресс методом.

Обработка полученных результатов проводилась с использованием t -критерия Стъюдента.

Автор благодарит В.П.Голубовича /Институт биоорг&шгггско* химии АН БССР за предоставленный литорин, а также Б.А.Грузнсзпя. /Институт кристаллографии АН СССР/ за изготовление датчика для проведения экспериментов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

I.ЗНАЧЕНИЕ ВКУСОВОЙ АФФЕРЕНТАЦИИ ДЛЯ УДОВЛЕТВОРЕНИЯ СОЛЕВОГО

АППЕТИТА.

I.Т.Роль вкуса в потреблении раствора соли после предварительного опробования.

Крыс разделяли на две группы, каждая из которых состояла из деафферентированных и контрольных /ложнооперировакных/. йивотвкз I группы в течение 2 суток получали доступ к 0.1 М раствору соли в паре с водой. Животные П группы не имели такого периода ознакомления с солью. После 48 часовой депривации крыс от пищи и жидкости им на 15 минут предъявляли раствор соли. Контрольные животные I группы выпивали данного раствора II.1+0.3 мл, достоверно /р<0.01/ больше, чем контрольные животные П группы - 7.9+0.2 мл. В то же время, в этих условиях опита, де&фферентярованные животтпю I группы выпивали 8.5+0.5 мл, практически столько же, сколько и крысы П группы - 8.6+0.5 мл. То есть, у крыс с вкусовой сенсорной деаф-ферентацией нивелировался эффект предварительного знакомства с вкусом соли. Таким образом, вкусовая яфферентация имеет важное зна-

чение на стадии извлечения информации из памяти и оценки результата действия.

1.2. Определение вкусовой оценки соли по частоте лаканий.

В данной серии экспериментов анализировались показатели поведения не только на стадии получения конечного результата, но и в ходе реализации программы действия. Для этого у крыс после 48 часовой водно-пищевой депривации регистрировали лакательные движения языка в течение первых 5 минут питья жидкостей разных вкусовых качеств - в первой серии опытов 0.16 М раствора ИаС1, во второй - воды.

В контрольной группе крыс /ложная операция адреналэктомии или деафферентации/ средний интервал между отдельными лаканиями при питье раствора соли - 171.2+0.70 мсек был достоверно /р<0.001/ меньше, чем при питье воды - 180.2+1.03 мсек. У адреналэктомиро-ванных крыс, напротив, питье раствора соли характеризовалось достоверно большим /р<0.001/ интервалом между лаканиями - 189.4+0.94 мсек, чем при потреблении воды - 181.5+1.68 мсек. Анализ гистограмм частот лаканий выявил, что лакание раствора соли совершалось с преобладанием одной частоты - б лаканий в секунду у контрольных и 5 лаканий в секунду у адреналэктомированных крыс, а питье воды с преобладанием двух частот 5 и б лаканий в секунду у животных обеих групп. Другими словами, у крыс с интактной вкусовой периферией частота лаканий соленого раствора отличалась от частоты лаканий вода, не имеицей вкусовой окраски.

После вкусовой деафферентации языка у животных таких же групп разница в частоте лаканий воды и раствора соли нивелировалась. У крыс с интактными надпочечниками интервал меащу лаканиями при питье раствора соли был 171.9+0.68 мсек, вода - 171.8+0.64 мсек, а у адреналэктомированных крыс соответственно 172.4+0.83 мсек и 171.6+0.77 мсек. У животных обеих групп преобладала одна частота б лаканий в секунду.

Результаты данных опытов свидетельствуют о том, что вкусовая сенсорная аффврентация может выступать при солевом аппетите и в качестве пусковой.

1.3. Коэффициент выбора соли.

Ведущая роль вкуса в удовлетворении солевого аппетита была подтверждена в опытах с двухбутылочным тестированием в ситуации свободного выбора мевду водой и раствором соли. Нами вычислялся коэффициент выбора соли /КВС/ по отношению числа лаканий раствора 6

соли к общему числу лаканий, но не с самого начала питья, а с момента опробования жидкостей в обеих поилках.

число лаканий раствора соли после КВС = первого перехода от поилки к поилке ^

общее число лаканий после первого перехода

Результаты I часового двухбутылочного тестирования, проведенного после 16 часовой- депривации показали, что у крыс с интактным вкусом - ложнооперированных и адреналэктомировшшых КВС составил соответственно 65.31+0.76% и 81.00+1.12%, что совпадало с соотношением в среднесуточных объемах предварительного потребления раствора соли и вода; причем, КВС точнее отражал это соотношение, чем объемы жидкостей, выпиваемые за I час тестирования.

После вкусовой сенсорной деайферентации КВС снижался до 50.20 +0.89&, то есть,- выбор воды или раствора соли был равновероятным, что указывает на ведущую роль вкуса в солевом аппетите при ситуации свободного выбора.

Таким образом, вкусовая сенсорная афФерентация имеет ведущее значение в солевом аппетите у крыс.

2. ЗАВИСИМОСТЬ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ЭШКТОВ АНГИОТЕНЗИНА-П ОТ ВКУСОВОЙ АФФЕРЕНТАЦИИ.

Исследовали характер влияния А-П на солевой аппетит крыс в условиях двухбутылочного тестирования в зависимости от уровня вкусовой аИерентации: высокого, более низкого и дефицита вкусовых ощущений.

2.1. Влияние А-П на солевой аппетит при высоком уровне вкусовой афферентации.

Для создания животным высокого уровня вкусовой афферентации им предоставляли 0.46 М /2.7%/ раствор хлорида натрия в паре с водой. Результаты I часового двухбутылочного тестирования показали, что инъекция 300 нг А-П ложнооперированным крысам приводила к выраженным питьевым реакциям как у недепривированных животных, так и у предварительно депривированных от пищи и воды на 16 часов. Суммарные объемы потребления воды и раствора соли составили соответственно 8.31+0.88 мл и 8.88+0.92 мл. Причем, у депривированных крыс коэффициент выбора соли /КВС/ /см. раздел 1.3/ был равен 12.22+0.72 %, что достоверно /р<0.05/ больше, чем у недепривированных животных - 3.87+0.82%. Показатели крыс, которым вводили А-П достоверно /р<0.05 и р<0.01/ превышали показатели животных, получивших конт-

рольную инъекцию физраствора. Недепривированные в этом случае выпивали 0.20+0.05 мл жидкостей, депривированные 8.37+0.91 мл, при этом КВС у животных последней группы составил 9.50+0.32%. /Здесь и далее КВС у недепривированных крыс, получивших инъекцию физраствора не вычислялся, ввиду того, что у них зачастую отсутствовала питьевая активность/.

Сходные по характеру, но несколько отличные по выраженности эффекты А-П наблюдались в группе адреналэктомированных животных, имеющих более высокую солевую мотивацию. У депривированных крыс КВС составил 29.63+0.43$, что оказалось достоверно /р<0.01/ выше, чем у недепривированных животных - 9.50+0.32%. При этом, суммарные объемы выпитой вода и раствора соли у двух данных групп крыс не отличались значимо - 8.27+0.79 мл у депривированных и 7.48+0.81 мл у недепривированных животных. После контрольной инъекции физраствора депривированные адреналэктомированные крысы потребляли жидкостей больше, чем после применения А-П, в среднем II.05+0.61 мл, однако КВС у них был достоверно /р<0.05/ ниже - 16.54+0.79%. У недепривированных адреналэктомированных крыс после применения физраствора объем потребления жидкостей составил 0.21+0.08 мл, что достоверно /р<0.01/ меньше соответствующего показателя пептид-инь-ецированных животных.

Из полученных данных видно, что при высоком уровне вкусовой афферентации КВС, принятый нами в качестве основного критерия оценки солевого аппетита крыс, после А-П прямо пропорционально зависел от выраженности солевой мотивации у животных.

2.2. Влияние А-П на солевой аппетит при более низком уровне вкусовой афферентации

При предъявлении животным 0.16 М /1%/ раствора соли, вызывающего более низкий уровень вкусовой афферентации, действие А-П иное. Достоверный эффект, стимуляции солевого аппетита у недепривированных животных А-П, по сравнению с физраствором, сохранялся. После применения пептида ложнооперированные крысы выпивали 8.49+0.53 мл жидкостей при КВС»18.52+0.33%, а адреналэктомированные - 9.50+0.63 мл, при КВС*20.71+0.63%. Введение же физраствора недепривированным животным обеих групп практически не приводило к питьевым реакциям. Выпитые объемы составили соответственно 0.12+0.03 мл и 0.09+0.04 мл. В то же время, у предварительно депривированных от пищи и жидкости на 16 часов крыс эффект А-П менял свою направленность и вызывал угнетение солевого аппетита по сравнению с физраствором. У 8

депривированных ложнооперированных животных после применения А-П КВС составил 22.45+0.63%, а после инъекции физраствора - 65.34+ 0.47% /р<0.01/. Показатели адреналэктомированных животных оказались равными соответственно 42.33+0.64% и 78.22+1.11%./р<0.01/. Высокий уровень солевого аппетита обусловлен, в данном случае, не применением физраствора, а 16 часовой депривацией. Как видно из раздела 1.3, 16 часовая депривация без инъекции животным каких либо вещестз приводила к аналогичным результатсм.

Таким образом, А-П угнетат у крыс аппетит я 0.16 М раствору соли, вызываемый депривацией. Причем, при данной концентрации соли, эффект А-П не проявлял зависимости от уровня солевой мотивации.

2.3. Влияние А-П на солевой аппетит при вкусовой деафйврентации.

В третьей серии экспериментов животным создавали дефицит вкусовой аффзрентацки путем билатеральной перерезки язычного нерва.

После введения А-П предварительно депривированные на 16 часов деафферентированные крысы выпивали в среднем 8,78+0.40 мл жидкостей. КВС у этих животных составил 51.25+0^84 Сходные данные -8.89+0.52 мл потребление жидкостей, КВС*47.25+0.37% - были получены в контрольной груше после инъекции физраствора. То есть, существенная разница, наблюдавшаяся в аппетите к 0.16 М раствору соли у депривированных крыс, инъецированных А-П и физраствором, нивелировалась после вкусовой деафферентации.

Таким образом, на основании полученных данных можно сделать заключение о тем, что при центральном введении А-П его влияние на солевой аппетит зависело от уровня вкусовой сенсорной аффзрента-ции, получаемой животными при питье.

2.4. Солевой аппетит в условиях блокады рецепторов А-П с помощью саралазииа.

Для подтверждения значения эндогенного А-П в механизмах солевого аппетита у крыс была проведена серия экспериментов с бпокадой центральных рецепторов А-П саралазином ацетатом в дозе 300 нг на животное.

Опыты показали, что у предварительно депривированных на 16 часов от пищи и жидкости крыс, инъекции саралазина ацетата приводили к достоверному /р<0.05 и р<0.02/ снижению потребления к 0.46 М раствора соли - 1.04+0.44 мл и КВС - 3.57+0.44% у лояяооперированных и адреналэктомированных крыс - соответственно 0.81+0.35 мл и 8.89 +0.28%, по сравнению с животными таких же групп, которым проводили контрольную инъекцию физраствора. В последнем случае показатели лож-

кооперированных составили - 2.23+0.36 мл объем 0.46 М раствора соли, КВС - 7.50+0.31%, у адреналэктомированных соответственно 2.80+0.21 мл и 17.11+0.43%.

Таким образом, снижение солевого аппетита в условиях блокады эффектов эндогенного А-П, свидетельствует об определенной роли пептида в регуляции данного поведения.

3. ВЛИЯНИЕ Б0МБЕЗИН-П0Д0БНЫХ ПЕПТИДОВ НА СОЛЕВОЙ АППЕТИТ И ЗАВИСИМОСТЬ ИХ ЭФФЕКТОВ ОТ ВКУСОВОЙ АФФЕРЕНТАЦИИ

Бомбезин-подобные пептиды, являясь пептидами насыщения, обладают, в противоположность А-П антидипсогенным действием. Поэтому, представляло интерес проанализировать влияние данных пептидов на солевой аппетит и зависимость их эффектов от вкусовой афферентации.

3.1. Влияние бомбезина на потребление раствора соли в условиях свободного выбора и зависимость аффектов этого пептида от вкусовой афферентации

Введение бомбезина в дозе 500 нг/животное депривированным на 16 часов крысам показало, что у ложнооперированных животных в двух-бутылочном опыте снижалось потребление жидкостей до 5.91+0.62 по сравнению с особями, которым инъецировался физраствор, выпивавшими 8.79+0.51 мл. При этом под влиянием бомбезина достоверно уменьшался только прием 0.16 М солевого раствора -2.95+(>.30 мл, в контрольной группе. - 5.41+0.45 мл /р<0.02/. Кроме того, у пептидинъецированных крыс достоверно снижался КВС - 32.52+0.41% против 63.48+0.43% у физраствор-инъецированных /р<0.02/.

Усиление солевой мотивации после адреналэктомии приводило к снижению выраженности угнетающего эффекта бомбезина в отношении солевого аппетита, однако, сам характер реакции на бомбезин не изменялся. Как объем потребления раствора соли - 8.49+0.52 мл, так и КВС - 57.22+0.45% у бомбезин-иньецированных животных были достоверно /р<0.01 и р<0.02/ меньше, чем у физраствор-инъецированных, соответственно - II.98+0.55 мл и 88.51+0.48%.

Таким образом, у животных с интахтной вкусовой периферией под влиянием бомбезина наблюдалось угнетение солевого аппетита.

Инъекция бомбезина крысам с дефицитом вкусовой сенсорной афферентации приводила к понижению суммарного потребления жидкостей: после бомбезина - 7.21+0.61 мл, после физраствора - 10.01+0.37 мл. Однако, в отличие от предыдущих опытов, потребление вода и раствора соли угнеталось бомбезином в одинаковой степени, а количества

выпиваемого раствора соли - 3.95+0.43 мл в подгруппе крыс, инъецированных бомбезином не имели значимых отличий от объема данной жидкости, выпиваемого физраствор-инъецированными животными - 4.71+0.28 мл. КВС у опытной - 51.44+0.49% и контрольной - 48.52+0.51% подгрупп не отличались достоверно. То есть, у деафферентированных крыс сохранялось антидипсогенное действие бомбеэина, в то же время, избирательное угнетение данным пептидом раствора соли нивелировалось.

Таким образом, полученные данные показали, что бомбезин оказывает угнетающее влияние на солевой аппетит у крыс, причем это влияние зависит от вкусовой афферентации.

3.2. Влияние бомбезин-подобного пептида литорина на потребление раствора соли в условиях свободного выбора

Введение 500 нг литорина депривированным крысам приводило в условиях двухбутылочного опыта к достоверному /р<0.02/ понижению потребления ими 0.16 М раствора соли - 2.52±0.ЛЗ мл, а также КВС 31.88+0.46%, по сравнению с контрольными животными, получмвпими инъекцию физраствора, соответственно 5.20+0.38 мл и 67.54+0.53%. Полученный эффект совпадал с реакцией животных на бомбезин.

Совпадение эффектов двух пептидов наводило на мысль о том, что механизмы их действия сходны и связаны с изменением вкусового восприятия у животных.

3.3. Влияние бомбезин-подобного пептида литорина на вкусовую оценку раствора соли.

Как установлено ранее /раздел 1.2/, вкусовая сценка жидкостей у крыс отражается не только в величине выпиваемых объемов, но и в разной частоте лаканий этих жидкостей.

В таблице приведены результаты, полученные при анализе интервалов мезду лаканиями у крыс, инъецированных литорином и физраствором. У контрольных животных, которым вводился физраствор, интервал между лаканиями воды,жидкости нейтрального вкуса, был достоверно больше, чем при питье соленого раствора хлорида натрия. А опытных животных, которым вводили литорин, как при питье воды, так и при питье раствора соли можно было разделить на две'подгруппы - с большим и меньшим интервалом между лаканиями. В то же время, достоверной разнтд* в показателях лакания воды и раствора соли не отмечалось. Полученные данные свидетельствуют о том, что под действием литорина нивелируются различия в частоте лаканий вкусового раствора соли и воды, не имеющей вкусовой окраски. Подобное же устранение

различий в частоте лаканий наблюдалось и при вкусовой деафферента-ции /см. раздел 1.2/. Исходя из этого, можно предположить, что литорин при внутримозговом введении воздействует на центральные механизмы вкусового восприятия, что и приводит к угнетению солевого аппетита.

Таблица. Интервалы мевду лаканиями при питье воды и раствора хлорида натрия /0.16 и/ у крыс, инъецированных литорином и физиологическим раствором.

Группы Использованные животные • Вода Р-р КаС1

интервал /тек/

Животные

I инъецированные литорином /50 нг/ 172.4+0.73** 203.5+0.93** 173.5+1.10 199.0+0.87**

Животные

2 инъецированные литорином /500 нг/ 169.3+0.92** 194.5+0.88** 166.4+1.31 192.1+1.00**

Животные

3 инъецированные физраст. 181.9+1.07 172.6+0.89*

к р<0.05, отличия в потреблении раствора соли, по сравнению с потреблением вода, кх р<0.05, отличия в показателях литорин- и физраствор-иньеци-рованных животных.

Таким образом, результаты налшх исследований показывают, что бомбезин-подобные пептиды обладают угнетающим действием на солевой аппетит у крыс. Причем, как уровень вкусовой афферентации влияет на характер центральных эффектов бомбезин-подобных пептидов, так и данные пептиды воздействуют на центральные механизмы вкусового восприятия.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Рассмотрение физиологических регуляций как процесса взаимодействия центра и периферии представляет собой методологический

подход, зародившийся еще в 30-е годы /Bethe А., 1931; Goldstein А., цит. по Анохин П.К., 1935/.

Детальное исследование взаимоотношения центра и периферии в осуществлении отдельных моторных актов и некоторых форм деятельности организма связано с именем П.К.Анохина и его сотрудников. Работы с денервацией органов и созданием гетерогенных анастомозов, а так&е эксперименты с пересадками конечностей у аксолотля выявили, что при изменении афферентного притока происходит перестройка функций нервных центров, их "переучивание", направленные на достижение полезного результата, обеспечиваемого данным периферическим органом /Анохин П.К., 1935/. Эти опыты убедительно продемонстрировали, что афферентация идущая от рецепторов соответствующей периферии играет организующую и часто определяющую роль в деятельности нервных центров, сигнализируя об успехе перестройки той или иной функции в интересах целого организма /Анохин П.К., 1935; 1968; Лаптев И.И., 1935/. Эти и другие наблюдения позволили П.К.Анохину говорить о единстве центра и периферии в организации специфических физиологических функций организма /Анохин П.К., 1968/.

С развитием представлений о роли афферентной информации в системной организации функций были созданы предпосылки для новых концептуальных положений, коренным образом изменивших традиционные понятия о деятельности сенсорных систем, механизмов чувствования, восприятия. С системных позиций рецепторы, выполняющие сенсорную функцию, могут обеспечить конечные этапы саморегуляции физиологических функций, принимая центробежные сигналы, что обеспечивает настройку рецепторов на определенный уровень чувствительности, в зависимости от ведущих потребностей организма, то есть получение организмом информации не является пассивным процессом. Организм всегда производит "активный отбор" биологически значимой информации на всех уровнях сенсорной системы /Есаков А.й., 1972; 1987/.

Проведенное в нашей работе исследование зависимости центральных эффектов пептидов - А-П, бомбезина и литорина от уровня вкусовой афферёнтации при реализации солевого аппетита у крыс представляет собой попытку решения проблемы центрально-периферических отношений на модели взаимодействия центральных нейрохимических факторов и вкусовой системы.

Значение вкусовой афферентации в солевом аппетите.

Было установлено, что при поведенческом акте животного, направленном на восстановление солевого гомеостаза, афферентация, иду-

щая с вкусовых рецепторов выполняет двойственную функцию. Наблюдаемые у контрольных крыс различия в частоте лаканий солевого раствора и воды, имеющей нейтральный вкус, указывают на то, что афферентные импульсы, возникающие во вкусовых нервах при опробовании солевого раствора, являются пусковыми и возбуждают механизмы, управляющие движением языка, корректируя, в конечном счете, афферентный приток по принципу положительной обратной связи. У деафферентиро-вэнных крыс различия в частоте лаканий раствора соли и воды нивелируются и, поскольку быстрая детекция поваренной соли невозможна, удовлетворение солевого аппетита у этих животных происходит иначе и осуществляется в основном за счет интероцептивной афферентации, которая, естественно, поступает позднее вкусовой.

Вкусовая афферентация тесно связана с аппаратом памяти, хранящим прошлый опыт животного, о чем свидетельствует увеличение потребления раствора соли после предварительного знакомства с ним и отсутствия такого эффекта после деафферентации. С другой стороны, в ходе организации этого поведенческого акта, вкусовая афферентация выступает уже в качестве ведущего канала сигнализации о результате действия. Это заключение основывается на полученных данных, показавших, что оптимальный уровень потребления соли крысами, испытывающими дефицит ионов натрия в организме, наблюдается только при интактной вкусовой сенсорной системе, то есть при вкусовой оценке жидкостей. При перерезке вкусовых чувствительных волокон у крыс отмечалось уменьшение объема потребления раствора соли и предпочтения его воде, несмотря на сильный солевой аппетит. То есть, полное его удовлетворение становится невозможным, если обратная афферентация о параметрах полученного результата не несет в своем составе компонента о специфической оценке вкуса натриевой соли.

Таким образом, существенные различия в целенаправленном поведении солевого аппетита у контрольных и деафферентированных крыс позволяют расценивать вкусовую афферентацию как ведущую в достижении полезного приспособительного результата в функциональной системе поддержания оптимальной концентрации ионов натрия в крови.

Зависимость центральных эффектов ангиотензина-П от вкусовой

афферентации при солевом аппетите.

Как показали наши исследования, вкусовая афферентная импульса-ция, поступающая с периферии в ЦКС, значительно влияет на центральные эффекты А-П в солевом аппетите у крыс.

Наши данные в целом подтвердили ранее установленный факт того,

/

что А-П усиливает солевой аппетит животных при внутрижелудочковом введении'/î4t2stooii3 J.T., Wirth «Т.В., 1978; ïregty M.J., Kcwland N.E., 1985/. Однако, как показали результаты наших опытов, направленность эффектов А-П зависела от уровня и характера вкусовой афферентации, поступающей с периферии в ЦНС. Так, у разных групп де-привированных яивотгах, имеющих одинаковый исходный уровень солевой мотивации, при высоком уровне афферентации /предоставление 0.46 M раствора соли/ стимуляторный эффект А-П возрастал, а при более низком уровне афферентации /0.16 M раствор соли/ эффект А-П был угнетающим. Дефицит вкусовой афферентации, в результате перерезки язычного нерва, приводил к устранению проявлений эффекта А-П в отношении солевого аппетита.

Вместе с тем, было установлено, что на фоне интенсивной вкусовой афферентации наблюдалась четкая зависимость эффекта А-П от уровня исходной мотивации. Чем выше этот уровень /депривация или адреналэктомия + депривация/, тем выраженнее был эффект А-П. Однако, такая зависимость отсутствовала при менее интенсивной вкусовой афферентации.

Известно, что А-П участвует в структуре солевой мотивации /ïitzsimons J.T., Wlrth J.В., 1978; Denton D.À., 1982/. В связи с этим, большая выраженность эффектов А-П под влиянием поступающей в ЦНС вкусовой афферентации высокой интенсивности и соответствующее повышение потребления соли и предпочтения ее воде, могут свидетельствовать об усилении мотивационных процессов в этих условиях. Это усиление мотивационкого возбуждения происходит по всей вероятности, за счет взаимодействия исходного мотивационного возбуж-днния, обусловленного потребностью в ионах натрия с действием А-П и возбуждением, поступающим в ЦНС по афферентным каналам от вкусовых рецепторов. Чем интенсивнее вкусовая афферентация, тем больше нервных элементов активируется, тем сильнее солевое мотивационное возбуждение.

С другой стороны, при низкой интенсивности афферентного притока, применение А-П оказывает явное угнетающее влияние на исходный уровень солевого аппетита. Здесь сказывается множественная природа эффектов указанного пептида, что проявляется в усиления им потребления воды. Очевидно, к такому результату приводит меньшая активация центральных структур вкусового представительства. К тому же, в этих условиях вероятно более выражена центробежная регуляция ангиотензином сенсорных входов организма. О существовании

центробежной регуляции рецепторов говорят многочисленные данные А.И.Есакова и сотрудников. Согласно представлениям школы П.Г.Сня-кина- А.И.Есакова, центробежная регуляция обеспечивает не только активный подбор биологически значимой в данный момент информации, но и элиминирование менее значимой афферентации /Есаков А.И., 1972; 1987; Есаков А.И. и др., 1987/.

Исходя из данных литературы, можно предполагать, что одной из возможных областей конвергенции возбуждений от вкусовой периферии и от применения А-П, могут быть area postrema и связанные с ней ядра солитарного тракта. Area postrema имеет значительное количество рецепторов к А-П, а ядра солитарного тракта являются важнейшим вкусовым реле. Кроме того, четко установлено, что указанные структуры вовлечены в обеспечение солевого аппетита у животных. Разрушение данных областей приводит к подавлению аппетита к растворам соли /Bematein I.L., at alt 1985/.

Известно, однако, что структуры ствола мозга не обеспечивают солевого аппетита в отсутствие связей с передним мозгом /Grill Н. J., et al, 1986/. В то же время, вкусовая система имеет целый ряд разветвлений и переключений в мосте, таламусе, имеются связи с амигдалой, гипоталамусом, выделяют, также, вкусовую кору /toorgren Е., 1976/. Мотивационные же возбуждения любой биологической природы строятся на основе восходящих активирующих влияний гипоталамуса на кору /Судаков К.В., 1984/. Следовательно, нельзя однозначно решить вопрос об уровне, на котором взаимодействуют центральные и периферические возбуждения данной природы. Однако, вполне вероятно, что при разном объеме-вкусовой информации количество активируемых нервных элементов, а также степень их активации ыогут быть различными.

Таким образом, вкусовая афферентация тесно взаимодействует с центральными возбуждениями, вызванными А-П в создании определенного оптимума мотивации, необходимого для адекватного восстановления дефицита натрия или, при более низкой интенсивности вкусовых сенсорных посылок и прежней концентрации А-П, преимущественно удовлетворяется потребность в воде. Другими словами, можно говорить о том, что существует определенная динамика взаимоотношений центра и периферии при реализации мотивационного возбуждения, связанного с А-П, в сторону увеличения потребления раствора соли или воды.

Влияние бомбезин-гтодобных пептидов на солевой аппетит и зависимость их центральных эффектов от вкусовой афферентации.'

При анализе характера воздействия на животных центральных инъекций бомбезин-подобных пептидов /бомбезина и литорина/ установлено, что указанные регуляторные пептида угнетали солевой элпетит у крыс, о чем свидетельствовали снижение потребления раствора соли, а также уменьшение предпочтения его воде. Величина ингибирующего эффекта оомбезин-подобных пептидов зависела от уровня исходной мотивации: при более высокой мотивации /адреналэктомия/ угнетающее влияние бомбезина было меньшим, чем после 16 часовой депривации крыс с интактными надпочечниками.

Кроме того, под влиянием бомбезин-подобного литорина нивелировались различия в частоте лаканий крысами жидкостей разных вкусовых качеств - воды и раствора соли. Сходство этих данных с результатами, полученными при анализе частоты лаканий после деаффе-рентации, позволяет сделать заключение о влиянии бомбезин-подобных пептидов на вкусовую оценку жидкостей. В какой-то мере это подтверждается в опытах с деафферентированными животными, которым вводили бомбезин. №i наблюдали устранение влияния бомбезина на солевой аппетит у крыс с перерезанными вкусовыми нервами, в то время как антидипсогенный эффект пептида сохранялся. В данном случае наличие или отсутствие вкусовой информации определяло характер действия бомбезина.

Как считают некоторые авторы, подавление потребления тгещи и жидкости у крыс при центральном введении некоторых регуляторных пептидов насыщения происходит в результате модуляции ими вкусового восприятия, и.дущей через изменение обмена норадреналина и ГАМК /aorley J .е., et ai, 1984/, Существуют данные, что вкус растворов может влиять на степень антидипсогенного эффекта рзгуляторнкх пептидов, s частности, субстанции Р /Morlev J.E., et al, 1981/. А, как известно, боыбезин-подобкые пептиды близки по своим эфс^ектам к субстанции Р и при классификации их нередко объединяют в одну группу /Brown П., et al, 1977; Bishop J .P., et al, 1987/.

Таким образом, как показывают наши данные, центральное действие бомбезин-подобных пептидов на характер потребления раствора соли может происходить через модуляцию вкусового восприятия. С другой стороны, результаты наводят на мысль о том, что вкусовая аффе-рентация влияет на характер эффектов бомбезина, как в опытах

с деафферентированными крысами, которым вводили данный пептид. На основании полученных данных можно утверждать о существовании взаимосвязи вкусовой афферентации и возбуждений, вызываемых центральными бомбезин-подобными пептидами при удовлетворении солевого аппетита.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что влияние регуляторных пептидов на солевой аппетит у крыс зависит от уровня исходной мотивации. Это согласуется с данными, полученными ранее, при изучении влияния олигопептидов на пищевое поведение животных /Толпыго G.M. и др., 1981; Котов A.B., 1987; Братышев П.И., 1990/. Однако, в отличие от других исследователей, мы установили, что центральные эффекты регуляторных пептидов зависели, также, от уровня вкусовой сенсорной афферентации. Можно сделать вывод о том, что при реализации солевого аппетита, как целенаправленного поведения, про-являютя определенные взаимоотношения центра и периферии, обеспечивающие достижение полезного результата.

В настоящее время проблема взаимодействия центра и периферии получает свое развитие главным образом в исследованиях организации моторных программ у животных и человека /Шик М.Л., 1967; Орловский Ю.Н., 1973; Батуев A.C., Таиров О.П., 1978; Баев К.В., 1989; Колесников В,Г., 1989/. При этом, центру отводится роль генератора модельных программ, а периферии - источника корректирующего афферентного притока. Напротив, работы школы П.К.Анохина свидетельствуют о том, что центральные мотивационные возбуждения способны изменять чувствительность сенсорных входов - усиливая дискриминативные свойства рецепторов и нейронов сенсорных областей мозга Даютин С.Н., 1972; Котов A.B., 1973; ЕЬаков А.И., 1987/. Наши же данные показывают, что имеются более тесные взаимоотношения центра и периферии в организации поведения: как периферические посылки могут корректировать центральные возбуждения, так и изменение центральных процессов способно модулировать сенсорный приток.

Таким образом, наши данные подтверждают взгляда П.К.Анохина о единстве центра и Периферии в организации функций организма.

выводы

1. Вкусовая сенсорная афферентация выполняет веяную роль в солевом аппетите у крыс, выступая как пусковая афферентация, участвуя на стадии афферентного синтеза, за счет усиления мотива-ционного возбуждения и, наконец, являясь ведущим каналом афферентной сигнализации о полезном приспособительном результате.

2. Центральные эффекты ангиотенэина-П в солевом аппетите у крыс зависят от уровня вкусовой афферентации, получаемой животными при питье. При высоком уровне вкусовой афферентации ангиотен-зин-П увеличивает исходный солевой аппетит крыс, при более низком уровне афферентации эффект ангиотензина-П угнетающий, а дефицит якусовоЯ афферентации приводит к устранению эффекта пеп-

■ -гида в отношении солевого аппетита.

3. При интенсивной вкусовой афферентации наблюдается четкая зави-ойшсгь Ы^фезгсз яягиотенэина-П сг урогп.т исходной мотивация. Чем выше этот уровень, тем выгааеьнез' зли.тп-е янгиотенакна-П на солевой аппетит. При менее интенсивной вкусовой афферентации такая зависимость отсутствует.

4. Бомбезин-подобные пептиды бомбезин и литорин оказывают угнетающее влияние на солевой аппетит у крыс. Выраженность данного эффекта находится в обратной зависимости от уровня исходной солевой мотивации.

5. Центральные эффекты бомбеэина зависят от уровня вкусовой аф-Фзречтации у крыс, что проявляется в угнетения солевого аппетита при интактной вкусовой периферия <: нивелировании данного зг?с?кта после вкусовой деафферентецик.

6. Бокбезин-подобныЯ пептид литорин при центральном введения нивелирует исходные различия в частоте лаканий вкусового раствора соли и вода, не имеющей вкусовой окраски. Это очевидно обусловлено воздействием данного пептида на центральные механизмы вкусового восприятия.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

I. Есаков А.И., Любимова З.В., Серова О.Н., Ишаков ILA. Роль вкуса в механизмах подкрепления: значение сенсорного вкусового дефицита. - Тезисы УП Всесоюзного семинара "Развитие общей теории

функциональных систем" /Системные механизмы подкрепления/, Мос-

кза, 1986, с. 18-19.

2. Бзаков А.И., Кланов П.А., Серова О.Н. Характер лакания вода и раствора поваренной соли у крыс с вкусовой деаффэрентацией и адреналэктомией. - Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова, ISS8, т. 38; & 2; с. 370-373.

3. Серова О.Н., Ишанов П.А. Влияние вкусовой деафферентации на эффект потребления вкусовых растворов после предварительного предъявления их крысам. - Вопросы питания, 1989; № 2, с. 42-44.

4. Есаков А.И., Ишанов П.А. Особенности лаканий крысами воды и раствора поваренной соли при введении литорина в боковые желудочки мозга. - Журнал высшей нервной деятельности им. И.П.Павлова, 1989; т. 39; » 3; с. 561-563.

5. Ишанов П.А., Аимарин И.П., Есаков А.И., Обухова М.Ф., Сторояева З.И., Голубозич В.П., Голубцов К.В., Кузнецова Н.В. Потребление вода и раствора поваренной соли крысами после центрального введения литорина и при иммунизации их конъюгатом литорина с бычьим сывороточным альбумином. - Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1989; № 10; с. 389-391.

6. Ишанов П.А., ЕЬаков А.И., Голубцов К.В. Влияние ангиотензина-П на солевой аппетит у крыс при разных концентрациях раствора поваренной соли и деафферентацик. - Сенсорные системы, 1990; т. 4; № 2; с. II7-I2I.

7. Ишанов П.А. Влияние пептидов насыщения на солевой аппетит у крыс Тезисы ХУ Всесоюзной конференции "Физиология пищеварения и всасывания", Краснодар, 1990; с. II4-II5.

8. Ишанов П.А. Влияние бошезина на солевой аппетит у крыс.- Тезисы Ш Всесоюзного симпозиума "Физиологическое и клиническое значение регуляторных пептидов", Горький; 1990; с.