Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Суммарная светоиндуцированная электрическая активность и ультрастуктура изолированной перфузируемой сетчатки земноводных при аноксии и реоксигенации (экспериментальное исследование)

о государственный комитет российской федерации

по высшему образованию

м

российский университет дружбы народов

На правах рукопис

Ахмадеев Рустэм Раисович

УДК 612.843:616- + 616 - 092.18

суммарная светоиндуцированнаябт электрическая активность и ультраструктура изолированной перфузируемой сетчатки земноводных при аноксии и реоксигенации (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

/14.00.16 - Патологическая физиология/

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 1995

Работа выполнена на кафедрах нормальной и патологической физиологии Башгосмединститута, лаборатории электрофизиологии Российского центра офтальмохирургии, лаборатории электронной микроскопии Башкирского аграрного университета, кафедре биологии Башгоспединститута.

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РБ,доктор медицинских наук, профессор Д. А. Еникееэ ■

Научный консультант:

кандидат биологических наук, доцент Р. Г. Юсупов

Официальные оппоненты:.

доктор медицинских наук, профессор Д. П. БшшОин

доктор медицинских наук, профессор Л. Г. Шикунова

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт общей патологии и патологической физиологии Российской АМН

Защита диссертации состоится "«^иЛфЯСЬ 199Ь г. е часов на заседании диссертационного совета

Д 053.2201 в Российском университете дружбы народов (117198, Москеэ, ул. Миклухо-Маклая, д. 8).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского университета дружбы народов (117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6).

Автореферат разослан " " 1996 г.

Ученый секретарь •

диссертационного совета

доктор медицинских, наук, профессор

Г. А. Дроздова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Процессы, происходящие при подавлении кислородного обмена в нейронах представляют одну из наиболее актуальных мэдико-биологических проблем,поскольку часто приводят к глубокому нарушению функций организма. Благодаря многочисленным исследованиям в настоящее время получены важные данные о механизмах гипоксического повреждения различных отделов нервной системы. Но ряд принципиально важных вопросов,среди которых-дли-тельность и механизмы переживания нейронов в условиях гипоксии; причины гетерогенной ранимости нейронов при гипоксии; возможности постгипоксичэского восстановления нейронов - остаются еще нераскрытыми (Акопян Н.С.,1989; Иванов К.П.,1950; Kcgura - 1985; Lee et al,1956; и др).

Исследование гипоксии нейронов во многом затрудняется сложностью выбора соответствующей экспериментальной модели, так как для более полной сценки повреждения нервных клеток при экстремальных воздействиях, необходимо всестороннее знание структурно-функциональных особенностей нейронов в обычных, не связанных с гипоксией условиях (Самойлов М.О.,1979-1935; Иванов К.П.,1990; . Квитницкий-Рыжов Ю.Н.,1991; и др.).

Требованиям, предъявляемым к такой модели,во многих отношениях удовлетворяет сетчатка позвоночных животных различных видов по следующим причинам (Косолапов С.0., 1981; Aip.es,1981-1983; Dowiing, 1ЭВЭ; и др.):

- сетчатка является одним из наиболее глубоко и всесторонне исследованных нерЕных центров в условиях "нормы";

- в эволюционном плане сетчатка достаточно консервативна,что позволяет корректно сопоставлять данные, полученные у представителей различных видов животных;

- особенности сетчатки дают возможность проводить экспериментальные исследования с использованием различных методов.

В немногочисленных работах,выполненных с моделированием гипоксии сетчатки теплокровных животных in vivo (blnsemeier, 1983-1989; Yancey, 1989 и др.), а также in vitro (Лмтов В.П.,1989) разрабатывались вопросы, связанные с угнетением окислительного метаболизма сетчатки, реакцией

сосудистой системы и пигментного эпителия сетчатки, нарушением ионного обмена и механизмами подавления потенциалов сетчатки. Одиночные исследования сетчатки холоднокровных показали устойчивость фоторецепторов к аноксии (Капуста Н.В., Зак П.П., Островский М.А., Скалацкий О.М., 1990; Капуста Н.В., Эак П.П., Островский М.А.,1990; 1993; и др.), участие тормозных процессов при гипоксии сетчатки (Сафина З.М.Юсупов Р.Г, 1989; Юсупов Р.Г., Сафина З.М., 1988), а также динамику Б- потенциалов при гипоксии (Fatechanci et а1., 1965).

Но такие важные теоретические и практические положения, как различная ранимость палочек и колбочек при аноксии; различия в реакции на кислородное голодание между фоторецепторами и нейронами сетчатки; возможность восстановления активности фоторецепторов и нейронов сетчатки в постгипоксическом периоде; взаимосвязь между элэктрофизиологичесними и ультраструктурными изменениями при аноксии в этих работах по существу не затрагивались.Вместе с тем, сравнение результатов, полученных на сетчатке теплокровных и холоднокровных животных может дать дополнительную ценную общебиологическую информацию при исследовании механизмов гипоксического переживания нейронов. Немаловажным в настоящее время также представляется доступность экспериментальных животных, простота и экономичность их содержания, возможность сбора достаточно большого массива данных.

Таким образом, дальнейшая разработка проблемы гипоксии сетчатки с использованием новых экспериментальных моделей является актуальным и перспективным медико - биологическим направлением, представляющим как теоретический, так и практический интерес.

Цель работы - исследовать динамику суммарных потенциалов и ультраструктуру изолированной перфузируемой сетчатки при аноксии и реоксигенации.

Задачи. I. Изучить динамику суммарного изолированного ре-цепторного потенциала палочбк и колбочек при аноксии и реоксигенации изолированной сетчатки лягушки.

2. Исследовать динамику Ь и й - волн палочковой и колбочко-вой электроретинограммы при аноксии и реоксигенации изолированной сетчатки.

3. Оценить различия между динамикой суммарных потенциалов

юторецепторов при блокаде передачи в наружном окнаптичэском :лое и динамикой основных волн электрорэтинограммы в ходе анок-;ии и реоксигенащш; выяснить причины различий.

4. Исследовать ультраструктуру изолированной сетчатки при ¡ноксии различной длительности; сопоставить электрофизиологичес-ие и электронномикроскопические данные.

5. Провести сравнительный анализ собственных данных с рэ-ультаташ исследования гшоксии на других моделях сетчатки.

Научная новизна. Впервые показаны различия в динамике мэх-у палочковым и колбочковым суммарным изолированным рецептсркнм отонциалом при аноксии изолированной сетчатки лягушки.

Новыми являются результаты исследования различий в динамике ШШ и основных волк ЭРГ палочек и колбочек при аноксии и реок-игенации; датшые подтверждают высказанное ранее положение 5 участии нейронного торможения в динамике электрической ¡спшности сетчатки при аноксии.

Впервые получены совместные электронномикроскопические и эйрофизиологаческив данные об изолированной сетчатке лягушки ри аноксии различной продолжительности.

Научно-практическая значимость. Получешше данные являют-I фундаментальными, конкретизируют знания о механизмах реагиро-1ния сетчатки на кислородную недостаточность.

Результаты экспериментов показывают необходимость учета ра-)ты нейронных сетей при анализе электрической активности >тчатки в состоянии гшоксии.

Сведения о динамике изменений суммарной электрической ак-вности изолированной сетчатки в ходе аноксии и реоксигенации тут найти применение в электрофизиологической диагностике и огнозе при таких угрожающих зрению состояниях, как тромбозы и болии сосудов увеального тракта, отслойки сетчатки, глаукома, абетичэская ретинопатия и другие заболевания зрительной систе-. Представленные данные могут быть использованы также в даль-йпшх нейрофизиологических, патофизиологических, нейроофтальмо-гических исследованиях.

Апробация работы. Материалы исследований обсуждались на конференции по проблемам патогенеза, современных методов диагностики и лечения сердечно - сосудистых заболеваний (Уфа, 1983), на II Всесоюзной конференции с международным участием по проблемам хронобиологии и хрономедицины (Уфа, 1985), на конференции по актуальным проблемам физиологии, биохимии и фармакологии функциональных систем (Уфа, 1985), на XII конференции патофизиологов Урала (Пермь,1936), на конференции по возрастным проблемам патологии (Уфа, 1988), на заседаниях Башкирского отделения физиологического общества России (Уфа, 1984-1988), на заседаниях общества патофизиологов РБ (Уфа, 1993 - 1994), межкафедральных и межлабораторных конференциях (Уфа, 1993-1994).

На защиту выносятся следующие положения:

1. В динамике палочкового и колбочкового суммарного изолированного рецепторного потенциала при аноксии имеются различия; более устойчива палочковая система, что объясняется, очевидно, внутриклеточными механизмами адаптации фоторецепторов.

2. ЭРГ и СИРП существенно различаются между собой по скорости подавления при аноксии и уровню восстановления- при реоксигенации. Скорость угнетения ЗРГ при аноксии выше, и при реоксигенации происходит ее восстановление в отличив от СИРП.

3. Блокада передачи в наружном синаптическом слое сетчатки вызывает нарушение межнейронных связей и механизмов нейронной адаптации, что и является причиной необратимости подавления СИРП при аноксии. Снижение ЭРГ происходит, по-видимому, наряду с прямым действием аноксии - в результате усиления нейронного торможения в сетчатке при аноксии, что сникает метаболические потребности клеток и защищает их от повреждения, способствуя восстановлению ЭРГ при реоксигенации, т. е. в кратковременной адаптации сетчатки к аноксии участвуют механизмы нейронного торможения.

4. Данные электронной микроскопии хорошо согласуются с нейрофизиологическими: после кратковременной аноксии и реоксигенации при восстановленной ЭРГ ультраструктура сетчатки сходна с контролем. Продолжительная аноксия приводит к полному необратимому подавлению электрической активности сетчатки, при этом развиваются грубые ультраструктурные повреждения.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, спи-к котори приведен в конце автореферата.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 107 раницах, состоит из введения, обзора литературы, главы атериалы и метода исследования", 3 глав собственных исследова-й, обсуждения, заключения, выводов. Диссертация содержит 21 сунок,14 микрофотографий, 3 таблицы; библиография состоит из 2 источников, из них ПО - отечественные и 142 - иностранные.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Опыты проведены на половозрелых озерных, лягушках Rana RIdi-ida. L. Энуклеация, препараЕка глаза осуществлялась при слабом rao - красном освещении. В течение всего опыта сетчатка находись в термостатируемой (20+0,05 С ) перфузируэмой (80 мл/мин) юре.конструкция которой позволяла быстро изменять газовый со-зв среда и перфузирующего раствора.

Суммарную активность сетчатки отводили платиновым (d - 20О О электродом полуоткрытого типа, индифферентным жтродом служила платиновая пластинка площадью 64 мм^, эта же ¡ктродная пара применялась для регистрации pOg. Биоэлектричес-! активность сетчатки регистрировалась комплексом приборов, !Диционно используемых в нейрофизиологии.

Световую стимуляцию осуществляли фотостимулятором, позволя-м изменять интенсивность световых стимулов в пределах 5 лога-мических единиц, с шагом 0,2 лог.ед.; длину волны в диапазо-4-30 - 670 нм в равноквантовом режиме; длительность фотостиму-от 15 мсек до постоянного освещения; максимальная енсивность фотостимула составляла 20 мвт/см^сек.

Аноксиго вызывали вытеснением окружающего сетчатку воздуха рерывной подачей увлажненного азота под давлением 20 мм вода а также насыщением перфузирующего раствора азотом. Посла установления препарата в камеру для оценки функциональ-з состояния сетчатке предъявлялись пробные стимулы, после че-сетчатка адаптировалась в камере в течение 10 минут без

- б -

стимуляции. Далее начинали регистрацию и световую стимуляцию с интервалом в 20 секунд, длительность стимулов - 3 сек. интенсив-ность-2,5 лог.ед. от насыщающей, длина волны стимулирующего света 507 и 660 нм; длительность опыта - 60 мин. Для блокады синап-тической передачи в наружном плексиформном слое и выделения суммарного изолированного рецепторного потенциала использовался глутамат натрия, содержащийся в перфузирующем растворе в концентрации 9 ммоль/л, перфузат того же состава без глутамата использовался при регистрации ЭРГ. Состав перфузирующей среды для сетчатки холоднокровных: NaCl-80,0 ммоль/л; К01-2,0 ммоль/л; Са019-

0.1 ммоль/л; MgClg-0,1 ммоль/л, постоянный уровень pH 7,35 - 7,4 поддерживался фосфатным буфером NaHgPO^ - 1,5 ммоль/л и Ыа2НР04 13,5 ммоль/л (Sickel,1972).

Электронномикроскопическое исследование сетчатки выполнено трансмиссионными микроскопами "Tesla BS-500" и "JEM-7".

Данные исследования обработаны статистически с использованием t - теста Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИИ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

1. Динамика суммарного изолированного рецепторного потенциала (СИРП) палочек и колбочек при аноксии и реоксигенации.

Различная спектральная чувствительность двух основных типов фэторецепторов в сетчатке лягушки позволила выделить палочковый и колбочковый СИРП (Новицкий И.Ю. и соавт.,1934; Дмитриев A.B. и соавторы, 1985; и др.). При стимуляции светом коротковолновой части спектра (507 нм) генерируется палочковый СИРП, длинноволновой части - дальним красным (660 нм)- генерируется колбочковый СИРП.

Динамика палочкового и колбочкового СИРП при аноксии и реоксигенации была исследована в 92 опытах.Абсолютное значение амплитуды палочкового СИРП в контроле составило в среднем 520 - 80 мкв, колбочкового СИРП - 470'- 60 мкв.

На рис. I показаны примеры записи и динамика амплитуда палочкового и колбочкового СИРП в контроле, при аноксии и реоксигенации. Угнетение как палочкового, так и колбочкового СИРП носило фазный характер - в первой половине аноксии амплитуда ответов снижалась быстрее, в дальнейшем скорость подавления СИРП

замедлялась. Характерно,что после подавления электрической активности оксигенация не восстанавливала генерацию рецепторных потенциалов, т.е. угнетение СИРП носило необратимый характер.

В ходе аноксии динамика палочкового СКИТ отличалась от кол-бочкового, различия были достоверны в начальном периоде аноксии, когда колбочковые потенциалы угнетались быстрее палочковых (рис. I).

Полученные данные показали,что подавление активности рецепторов при блокаде передачи в наружном синаптическом слсе (НСС) в условиях аноксии носит необратимый характер. На начальных этапах аноксии активность колбочек угнетается быстрее.

2. Амплитудные характеристики (АХ) палочкового и колбочкового СИИ1 после аноксии.

В 48 опытах были исследованы амплитудные характеристики палочкового и колбочкового СИРП в контроле и после аноксии.Условия опытов были унифицированы, стимулы подавались от допороговых величин с постепенным увеличением интенсивности через равные промежутки времени.

Кратковременная (о мин) аноксия вызывала сдеиг амплитудных характеристик СИРП вправо по оси интенсивности без существенного изменения Форш и наклона АХ относительно контроля. Амплитудные характеристики палочкового и колбочкового СИРП после аноксии значительно различались (рис.2). Так, сдвиг вправо по оси интенсивности АХ колбочкового СИРП после аноксии составлял 1,3-1,5 лсг.ед., характеристик палочкового СИРП - всего 0,2 - 0,4 лог. ед., т.е. чувствительность колбочек после аноксии снижалась существенно сильнее по сравнению с палочками. Кроме того, на стимулы максимальной интенсивности у палочек генерировались потенциалы значительно большей амплитуды чем у колбочек относительно контрольного уровня.

Приведенные выше данные свидетельствуют о большей ранимости колбочек и большей устойчивости палочек при действии аноксии на изолированную сетчатку.

3. Динамика b и d-волн (on и oïl компонентов) палочковой и кол-бочковой злектроретинограммы (ЭРГ) при аноксии и реоксигенации.

Динамика b и й- волн ЭРГ (on н ofi- ответы сетчатки) в

Амплитуд*, % »00 90

60 70 60 50 40 30 20 10 О

' %1 т

: ^ььнч-н-н

4—1.

I

Время, ыхи.п . _• 0

10

го

зо

40

60.

• палочковый СИРП, «ъоксил -

• колбочковыЯ СИРП, яиоксил

• СИРП, контроль

О—— ВОЛКА палочковой ЭРГ, виохоил Д—волна пвлочховой ЭРГ, внаксхя • ^ ' волнв колйочхово* сгГ, внохаия волнв колвочковой ЭРГ, внокоил X ЭРГ, контроль

Рис.1. Примеры записи СИР11 (левые кривые) и ЭРГ (правые кривые); А - контрольные опыты; Ь - опыты с аноксией (показано стрелками), Нижние прямоугольники - отметчики светового стимула. Калибровка - 100 мкв, 1 сек. На графиках показана динамика потенциалов при аноксии (стрелка вверх) и ре-окскгенации (стрелка вниз); А - СИРП; В - ЗРГ; разброс на графиках - ошибка средней арифметической.

ходе аноксии была исследована в 130 опытах и для контроля было выполнено 64 опыта. В контрольных опытах регистрация электро-ретинограммы проводилась без изменения газового состава среды в течение 60 минут. Амплитуда Ь-волны палочковой ЭРГ в контроле в среднем составляла 925 ±104 мкв, й- волны - 786 - 78 мкв, в отдельных опытах регестрировались осциляторные потенциалы и амплитуда ЭРГ была значительно выше.

С момента моделирования аноксии напряжение кислорода (р02) в сетчатке снижалось до нулевого уровня в течение нескольких десятков секунд; изменение ЭРГ при этом происходило более динамично по сравнению с СИРП, и носило более выраженный фазный характер. Наиболее высокой скорость снижения ЗРГ была в первые минуты аноксии, далее процесс замедлялся и при реоксигенации происходило восстановление ЭРГ (рис.1 В).

Скорость снижения Ь-волны палочковой ЗРГ была ниже по сравнению с 1-волной; на пике аноксии амплитуда этих волн достоверно различалась ^ = 2,69, р < 0,05), еще более существенны различия между Ь- и й- волнами в период реоксигенащш (I - 4,17,р <0,001), когда восстановление Ь-волны опережало й-волну палочковой ЭРГ.

Иная динамика в ходе аноксии наблюдалась у колбочковой ЭРГ, в данном случае быстрее снижалась Ъ - волна, особенно в первые минуты аноксии; снижение <1 - волны происходило медленнее. На пике аноксии различия между оп и о11 - компонентами колОочкоеой ЭРГ были достоверными (г = 5,84, р < 0,001); в период реоксигенащш - не достоверными, динамика восстановления Ь и 4 - волн колбочковой ЗРГ была примерно одинаковой.

Все основные (а, Ъ и й) волны палочковой и колбочковой ЗРГ после аноксии, в период реоксигенации восстанавливались с увеличением временных характеристик - латентного периода и времени нарастания (табл. I).

Изложенные вше данные показали быстрое угнетение в условиях аноксии и восстановление в условиях реоксигенации основных волн палочковой и колбочковой ЭРГ. Сравнительный анализ динамики Ь и с! - волк палочковой и колбочковой ЗРГ выявил взаимопротивоположные тенденции при аноксии и реоксигенации: у палочковой ЗРГ более эффективно восстанавливается Ь - волна, у колбочковой сис-

Амплитуда, * 100 •

90

ео

?о

ео

50

/

J

/

А

у

у

У -

Интенсивность, ЛОР.вЛ.

Амплитуда, *

100 ■ 90

ео

70 60 60 40

30 го

я'---

/

/

/

У.

/

у/

Интвнс

ЛОГ

2

Ь - волна, контроль - ь - волна, поола аноксии

5 4 3

x— сирп, контроль

•— палочковый сирп поолв амоксик

1— колйочковыЯ сирп поолв алоксия >

Рис. 2. Примеры записи ЭРГ и СИРП при регистрации АХ.

Меяду кривыми показана интенсивность световых, стимулов е относительных единицах. Левые кривые - ЭРГ; правые - СИРП. А - нормоксия; Б - после аноксии. . На графиках показаны кривые АХ ЭРГ (А) и СИРП (Б).

темы более выражена тенденция к восстановлен™ й - волны ЭРГ.

Табл. I.Временные характеристики суммарных потенциалов изолированной сетчатки в миллисекундах.

Потенциал ! Латентный период Время нарастания

конт- аноксия реокси- конт- аноксия реокси-роль генация роль генация

палочки

СМРП

колбочки

11-3 - - 85-13

17-4 - - . 127-16

палочки ! 73±12 - 140-17 186-18 - 21Э±24

эрг + + + +

колбочки! 83-13 - 230±25 157*17 - 175*13

4. Амплитудные характеристики (АХ) Ь- волны ЭРГ после аноксии.

В 44 опытах были исследованы амплитудные характеристики Ъ-волш палочковой и колбочковой ЭРГ,эксперименты проведены по той же схеме, что и с СМРП.

После пятиминутной аноксии произошел сдвиг АХ Ъ - волны палочковой и колбочковой ЭРГ по оси интенсивности примерно на 0,3--0,4лог.ед., наклон кривых стал более пологим. В данном случае, в отличие от СМР'П, существенных различий между АХ палочковой и колбочковой ЗРГ обнаружено не было.После аноксии произошло увеличение латентного периода и времени нарастания реакции Ь- волны ЭРГ (рис. 2 А).

Эксперименты с исследованием динамики основных волн палочковой и колбочковой ЭРГ изолированной сетчатки показали быстрое снижение Ъ и й-волн ЭРГ в условиях аноксии и восстановление при реоксигенации. Сравнительный анализ данных выявил противополож-

нке тенденции б динамике Ь и ¿-волн у палочковой и колбочковой ЭРГ при вноксии и реоксигенации. После аноксии происходит снижение чувствительности ЭРГ, уменьшение крутизны кривой АХ Ь-волны и увеличение временных характеристик ЭРГ.

5. Электронномикроскошгаеские данные при аноксии сетчатки различной длительности.

После кратковременной аноксии и реоксигенации на фоне хорошо сохраненной ЗРГ ультраструктура клеточных мембран, белоксин-тезирущего аппарата, распределение и количество синоптических пузырьков, зерна гликогена, количество и структура митохондрий в целом соответствовали контрольным данным и свидетельствовали об удовлетворительной сохранности сетчатки.

После длительной (50 мин.) аноксии, когда реоксигенация уже не восстанавливала электрическую активность,ультраструктура сетчатки: деструкция наружного сегмента фоторецепторов, изменение формы ядер и увеличение перинуклеарного пространства, вакуолизация клеток,чередование участков уплотнения и разряжения свидетельствует о грубых и необратимых изменениях сетчатки,что хорошо согласуется с литературными данными (ВучидолоЕа,Койчев,1936).

ОБСУЖДЕНИЕ.Сравнительный анализ динамики палочкового и кол-бочкового СИРП показал Солее быстрое подавление колбочек и большую устойчивость палочек на начальных этапах аноксии. Реакция палочек и колбочек на аноксию различалась более существенно при регистрации амплитудных характеристик, когда фоторецепторам предъявлялась более значительная световая нагрузка, в данном случае активность колбочек подавлялась сильнее. Ранее многими авторами была установлена зависимость развития пшоксических изменений от структурно - функциональных особенностей нейронов (Агаджанян Н.А.Власова И.Г,1984; Акопян Н.С.1987; Самойлов М.О, 1983; и др.). Вместе с тем, палочки отличаются от колбочек по многим морфо-функциональным признакам,что способно влиять на особенности реакции фоторецепторов при аноксии. Так, клеточный объем у палочек значительно больше, чем у колбочек; фотодиски палочек формируют замкнутое пространство,тогда как у колбочек образованы просто инвагинацией плазматической мембраны; временные характеристики колбочек более быстрые по сравнению с палоч-

ками (Gordon, Ноой,197б;и др.). В то же время известно, что мелкие нейроны и нейроны,обладающее более быстрой активностью,менее устойчивы к действию гипоксии (Кузьмина Т.Р., Январева й.Н., 1972 - 1986; Самойлов М.О. и соавторы,1981; и др.), что объясняется более плотным расположением ионных насосов на единицу площади мембраны,следовательно более высокими потребностями в энергетическом метаболизме. Главное отличие палочек от колбочек касается прежде всего процессов темновой и световой адаптации (Островский М.А.,1971; Глезер В.Д.Подвигин Н.Ф.,1971; и др.), которые обеспечиваются рядом внутри и межклеточных механизмов. Тот факт, что пэлочкоеэя система способна работать в более широком световом диапазоне и то, что именно палочковый СйРП оказывается более устойчивым к действию аноксии, очевидно как-то взаимосвязаны и наталкивают на идею об участии общих механизмов адаптации при йоздействии адекватных и экстремальных факторов на фоторецепторы. Согласно исследованиям М.А.Островского и соавторов (I966-1987), фоторецепторы чрезвычайно чувствительны к повреждающему действию СЕОбоднорадикэльных реакций из - за высокого содержания в фотодисках полиненасыщенных жирных кислот; в то же время, перекисное окисление липидов (ПОЛ) ' является одним из ключевых звеньев гипоксии. Вероятно, внутриклеточные системы защиты фоторецепторов от ПОЛ - регенерация зрительных пигментов на ранних этапах фотолиза; связывание свободных радикалов; высокая концентрация антиоксидантов в наружных сегментах фоторецепторсв (Островский М.А., Федорович И.Б,1937), которые предохраняют зрительные клетки от фотоповреждения, участвуют также и в реакции фоторецепторов на аноксию,обеспечивая более высокую устойчивость палочек при аноксии.

Таким образом, активность фоторецепторов при аноксии в условиях блокады синаптической передачи определяется внутриклеточными механизмами адаптации, которые обеспечивают большую сохранность палочек по сравнению с колбочками.

Электроретинограмма в ходе аноксии и реоксигенащи претерпевает более сложные изменения по сравнению с СИРП, поскольку на ЭРГ влияет более сложный комплекс факторов.В настоящее время установлено, что основными источниками а, Ь и й- волн ЭРГ (Granit,

1947; Tomita, 1950-1981; Бызое А.Л., 1971; и др.) являются фоторецепторы .нейроны внутреннего ядерного слоя и шшюровские клетки. Вместе с тем в зрительной системе широко распространены механизмы нейронного торможения, которые обеспечивают ряд важных функций и оказывают мощное влияние как на проксимальные, так и дистальные отделы сетчатки, в тем числе и на структуры, генерирующие ЭРГ (Костелянец Н.В.,1970; Полищук H.A., Звнкнн Г.М.,1981¡Юсупов Р.Г.,1980; и др.). Согласно современным данным тормозные процессы при гипоксии усиливаются как на уровне целого мозга (Акопян Н.С.,1987; и др.), так и на уровне сетчатки (Сафина З.М..Юсупов Р.Г.,1989; Юсупов Р.Г.,Сафина З.М.,1983).Изложенные выше данные о достаточно быстром подавлении b и а- волн ЭРГ при аноксии, о характере изменения АХ Ъ-волны после аноксии; увеличение временных характеристик ЭРГ после аноксии и восстановление ретиногра\!Мы при реоксигенации хорошо согласуются с данными об участии тормозных механизмов в аноксии изолированной сетчатки (Юсупов Р.Г., Сафина З.М., 1988).Согласно исследованиям этих авторов,активация нейронального торможения является одним из звеньев начальной кратковременной адаптации сетчатки к экстремальным воздействиям, в частности, к гипоксии. Усиление торможения в наружном синаптическом и внутреннем синаптическом слоях сетчатки при участии горизонтальных и амакриновых клеток способно при аноксии выключать структуры, генерирующие ЭРГ, снижая тем самым уровень энергетического метаболизма клеток, что и служит одним из факторов защиты сетчатки от аноксического повреждения .

Различие в динамике b и d-волн палочковой и колбочковой ЭРГ при аноксии и.реоксигенации также обусловлено работой нейронных сетей,и в целом согласуется с представлениями о механизмах работы on- и oif-систем сетчатки. Противоположные тенденции b и d -волн у палочковой и колбочковой ЭРГ в ходе аноксии и реоксигенации могут быть трактованы с точки зрения различных синаптичес-ких входов on- и off- биполяров (Salto,1987); в частности - преимущественным вкладом колбочек в генерацию й- волны (Yanagida et al,1986).

Таким образом, главное отличие динамики СИРП от ЭРГ в ходе аноксии и реоксигенации обусловлено включением нейронного тор-

жения при аноксии, которое способствует восстановлению ЭРГ при юксигенации. Блокада синаптической передачи, приводящая к на-тпению нейронного взаимодействия, является причиной необрати->сти подавления СИРП. Различная чувствительность палочек и кол-)чек к аноксии, вероятно, объясняется внутриклеточными механиз-1ми адаптации.

В работе Niemeyer, Nagaliara, Demant, (1982, a, b) показа-| угнетение генерации b-волны ЭРГ кошки in vivo при вдыхании га-вой смеси содержащей 5% кислорода, а также угнетение ЭРГ при таганки артериального давления до 45 мм рт.ст.Динамику электричкой активности сетчатки при гипоксии и восстановлении авторы осматривают в связи с регуляцией кровотока глаза.В прэдставлэн-

х здесь данных такая регуляция, естественно, исключается, хотя ¡еется явное сходство с результатам! упомянутой работы. Динами-I Ь- волны при аноксии и реоксигенащш в случае изолированной тчатки может быть обусловлена только внутрисетчаточными фактами о которых говорилось выше.

Вполне очевидно, что для подтверждения предложенной в дан->й работе схемы реагирования изолированной сетчатки на аноксию тут понадобиться эксперименты с использованием микроэлектрод-з, нейрофармакологических и других методов, ко привлекатель-м представляется то, что в предложенной работе использовалась ¡ектроретинограмма, которая широко применяется в офтальмологи-ской практике.

ВЫВОДЫ

Суммарный изолированный рецепторный потенциал палочек и кол->чек при аноксии изолированной перфузируемой сетчатки лягуш-: подавляется в течение 35 - 40 мин.При последующей рзоксигена-и сетчатки фоторецепторные потенциалы не восстанавливаются, е угнетение рецепторного потенциала изолированной сетчатки при :оксии носит медленный, но необратимый характер.

После аноксии изолированной перфузируемой сетчатки лягушки врастает порог генерации суммарного изолированного рецепторно-> потенциала на 1,5 lg у колбочек и на 0,5 lg у палочек. Пос-аноксии колбочковые потенциалы на стимулы большей интенсив-

— J.U —

ности оказываются более угнетенными по сравнению с палочковыд Таким образом, различия в динамике электрической активности i лочек и колбочек при аноксии выявляются в условиях больших све еых нагрузок. Эти различия обусловлены морфо - функциональнь и адаптационными особенностями двух основных типов фоторецегп ров.

3. При аноксии изолированной перфузируемой сетчатки а,Ь и й-вс ны ЭРГ снижаются до минимального уровня в течение 10 - 12 мищ при последующей реоксигекации сетчатки происходит bocctbhobj ние этих основных волн ЭРГ до контрольного уровня. Кривые за! симости амплитуды палочковой и колбочковой b-волны от интенга ности светового стимула после аноксии изолированной сетчаз изменяются менее значительно по сравнению-с СИРП.

4. Электрическая активность нейронов второго порядка изолировг ной сетчатки лягушки при аноксии снижается значительно быст! по сравнению с рацепторными потенциалами. Реоксигенация восса навливает электроретинограмму в , отличие от СИРП, что обуслс лено особенностями нейронной организации сетчатки и развита торможения в сетчатке при аноксии.

5. Характер ультраструктурных изменений в изолированной сетчг ке лягушки прямо зависит от глубины угнетения ее электричега активности при аноксии различной продолжительности.

6. Динамика электроретинограммы при аноксии и реоксигенации и< лированной сетчатки лягушки весьма сходна с данными, получеш ми ранее другими авторами в условиях In yívo у теплокров* животных. Это может свидетельствовать об общих закономерное1! адаптации к аноксии непосредственно самих нейронных сетей, ъ торые развиваются параллельно с клеточными и системными мехаш мами.

7. Изолированная перфузируемая сетчатка лягушки является аде ватной моделью для исследования аноксии нервных центров.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ.

I. Идрисова Л.Т., Ахмадеев P.P., Лютов А.Г., Михайлов D.Ü Синдаков P.A., Тазетдинов Г. Особенности динамики артериальнс давления при умирании и оживлении нормальных и иммунизирован! собак// Патогенез, современные методы диагностики и лечения се

дечно-сосудистых заболеваний - Уфа, 1983, е.- 22-27.

2. Ахмадеев P.P., Лютов В.П., Драгунский A.A. Гетерогенная чувствительность нервных элементов сетчатки лягушки к аноксии // Актуальные проблемы физиологии, биохимии и фармакологии функциональных систем. - Уфа, 1985, с.16.

3. Сафина З.М., Ахмадеев P.P., Влияние стрихнина на электрическую активность сетчатки при гипоксии // Актуальные проблемы физиологии, биохимии и фармакологии функциональных систем. -Уфа, IS85, с.155.

4. Юсупов Р.Г., Гизатуллин А.Г., Ахмадеев P.P., Лютов В.П. ' Механизм генерации и пространственной суммации ритмических потенциалов в сетчатке позвоночных // Проблемы хронобиологии, хроно-фармакологии, хронопатологии и хрономедицины// - Уфа, 1985, т.1, с. 142.

5. Гизатуллин А.Г., Юсупов Р.Г., Ахмадеев P.P., Сафина З.М. Лютов В.П., Каюмова А.Ф. Влияние блокады некоторых тормозных структур сетчатки на течение кратковременной аноксии // Материалы XII конференции патофизиологов Урала. - Пермь, 1986, с. 2527.

ь. АхмадееЕ Р.Р.,Сагитов Ю.М., Насыров В.Х., Клявлина Г.М. On и off - компоненты электроретинограммы при аноксии // Возрастные проблемы патологии. - Уфа, 1988, с.II.

7. Ахмадеев P.P., Харжевская А.Ф., Фаттахова Г.Ш. Сетчатка как модель в исследованиях гипоксии мозга // Возрастные проблемы патологии. - Уфа. 1988, с.12.

8. Ахмадеев P.P. (соавт. Курмаева A.A., Латыпова 8.Г., За-еров А.Г., Ахмерова С.Г.). Научно-методические аспекты формирования культуры здоровья в школе // Гигиена как научно-методическая, учебная и научная дисциплина в педагогическом ВУЗе/ Тез. докл. конф. - Москва, 1992, с. 58.

9. Ахмадеев P.P. О механизмах реакции изолированной сетчатки по данным экспериментов // Офтальмологический журнал //, Одесса - 1995 г. (принято к публикации).

AKHMADEEV R. R..

Mass light-evoked bioelectrlcal activity and ultrastructxn of isolated perfused frog retina during anoxia and reoxigenation.

In the given work the mass receptor potential (МБР) of n and. cones,b- and d- waves of rods and cones of electroretinog: (ERG), as well as amplitude characteristics of MRP and b- wi of rodes and cones during anoxic and reoxigenation was inves gated. It was shown, that the rods were more resistant to effect of anoxia;the differences are explained by morpho-func onal characteristics of two main types photoreseptors.

The Dynamics of ERG greatly differs from МНР by the 1, that In anoxia the waves of ERG are being eupressed faster t. In MRP. In the process of reoxigenation ERG regenerate; there no regeneration of MRP in the process of reoxigenation.

Such dynamics of erg during .anoxia and reoxigenation is nsidered to be the result of activation of inhibition proc ses during oxygen deprivation of retina, tjhich presents protective mechanisms.