Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Участие нейронов голубобатного места в регуляции мозгового кровообращения

российская академия медицинских наук

научно-исследовательский институт нормальной физиологии им. п к. анохина

УЧАСТИЕ НЕЙРОНОВ ГОЛУБОНАТОГО МЕСТА В РЕГУЛЯЦИИ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ

14.00.17 — нормальная физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

'Т6 0/1

На правах рукописи

УДК 618.8—091.81 : 616.831—005.4

БОЙЧЕНКО Евгений Анатольевич

Москва —1994

Работа выполнена на кафедре нормальной физиологии Владивостокского государственного медицинского института (зав. кафедрой — д. м. н., профессор Л. Д. Маркина).

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Маркина Л. Д.

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАМН, доктор медицинских наук,

профессор Лукьянова Л. Д.

доктор медицинских наук Журавлев Б. В.

Ведущее учреждение — институт Мозга РАМН.

Защита состоится «[О » 199^Уг. в /ч.

на заседании Специализированного Ученого Совета Д.001.08.-СЛ по нормальной физиологии при НИИ нормальной физиологии им. П. К. Анохина РАМН (Москва, 103009, ул. Герцена, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института.

Автореферат разослан « 14

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат медицинских наук

В. А. Гуменюк

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Независимость циркуляторно - метаболического гомеостаза головного моэга при изменении функциональной активности его ткани, сдвигах системной гемодинамики и химического состава крови обеспечивается деятельностью сложного механизма, основанного на си-нергическом взаимодействии нескольких регуляторных контуров - ми-огенного, нейрогенного и гуморально - метаболического [Москаленко и др.1976; Москаленко 1975; Демченко 1S83; Ыитагвария, 1983; Москаленко и др.,1988]. Особое место среди них занимают механизмы нейрогенного контроля мозгового кровотока. Обладая значительными потенциальными возможностями к регуляции, используя в качестве входных воздействий возмущения как физической, так и химической природы, данный вид регулирования в принципе может полностью обеспечить поддержание мозгового кровотока на необходимом уровне [Москаленко, 1988h

Вопрос о ролл голубоватого места (ГЦ) в структуре нейрогенного звена регуляции церебрального кровотока стоит практически с момента выделения нейрогенного механизма в самостоятельный регу-ляторный контур. Присутствие в иннервирукщем аппарате мозговых артерий окончаний нейронов ГУ tMitohel ot al.,1975;Itakura et al..1977; De.la Torre,1977; Белова и др..19803 говорит в польау несомненного участия этого образования в процессах регуляции мозгового кровотока. Однако не вполне ясен сам механизм участия ГЫ в контроле сосудистой подвижности [Raiohle et al.,1975; Da la Torre, 1977; Abraham et al.,1979; Katayana et al..1S81 и др.1. Поскольку при изучении влияния голубоватого места на церебральную гемодинамику получены неоднозначные, а порой и противоречивые данные о том. что стимуляция ГЫ вызывает с одной стороны усиление кровотока в некоторых областях мозга и увеличение проницаемости капилляров мозга, в то хе время повреждение этой структуры не .сказывается ва проницаемости капилляров для воды и не приводит к изменению микроциркуляции [Ralchel et al..1075; Hartman et al., 1979; HoCulloch et al., 1982; Reddy et al.. 1986 и др.]. Поэтому, несмотря на то.что сам факт адренергической иннервации церебральных сосудов в настоящее время не вызызает сомнений, и среди источников адренергических волокон сосудов головного мозга доказано наличие терминалой от нейронов голубоватого места, роль этой

- г -

структуры в системе регуляции церебрального кровотока по прежнему остается под вопросом [Busija. 1984; Белова и др..1980].

Поскольку исследования В.В.Журавлев, А.И.Шумилиной, H.H. Ша-маева и др. [Шумилина, 1961; Шумилина, Рычкова, 1978; Журавлев, Шамаев, 1981; Журавлев и др., 1985; Еуравлев, 1986; Еаыаев, 1986 и др. 3 показали, что в специфической структуре импульсной активности отражаются процессы согласования в акцепторе результата действия, то наиболее перспективным направлением для выяснения : вопроса о роли нейронов голубоватого места в регуляции иовгового кровообращения является изучение реорганизации паттерна активности нейронов locus coeruleus (LC). в моделированных условиях церебрального кровотока.

На основании вышеизложенного, основной целью настоящей работы являлось изучение нейрофизиологических механизмов, отражающих вовлечение голубоватого места в систему регуляции тонуса пиальных артерий.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи :

1. Изучить активность нейронов голубоватого места в норме и в условиях острых гемоциркуляторных нарушений.

2. Исследовать динамику сосудистых реакций пиальных артерий в условиях острых гемоциркуляторных нарушений. .

3. Исследовать состояние тонуса пиальных артерий в норме и в условиях гемоциркуляторных нарушений при подведении к нейронам голубоватого места клонидина. .■-..'-*..

Научная новизна

Использованный в работе системный анализ показал, что в условиях острых гемоциркуляторных нарувений у нейронов голубоватого места происходит реорганизация паттерна нейронной активности сходная с нейронными механизмами формирования доминирующих моти-вационных состояний в ЦНО.

Впервые показано, что формирование в условиях гемоциркуляторных нарушений периодической структуры импульсного потока, представленной отдельными импульсными последовательностями состоявши из пачек импульсов в которых доминируют мехспайковыа интервалы в диапазоне 10-30 мс и отдельных спайков о доминированием межимпульсных интервалов в диапазоне 100-200 ыс, отражает процессы вовлечения нейронов голубоватого маета в регуляцию тонуса пи- •

алькых артерий.

Научно - практическая значимость работы.

Работа имеет теоретическое и практическое значение. Полученные данные расширяют представление о центральном звене регуляции мозговой гемодинамики и могут Сыть использованы в неврологии и ангионеврологии при фармакологической коррекции геыодиначических нарушений церебральной гемодинамики.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации представлены на межвузовских научных конференциях 1031. 1993 гг. /Владивосток/, на заседании физиологического общества им. Павлова /Владивосток, 1993/, на заседании проблемной комиссии по морфологии, биохимии и физиологи /Владивосток. 1993/. на совместной заседании лаборатории общей физиологии функциональных систем, лаборатории физиологи! эмоций, лаборатории физиологии мотиваций НИИ нормальной физиологии им.П.К.Анохина. РАШ /Носкза, 1993/.

Структура и объем диссертанта • Диссертационная работа изложена на 146 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания методик экспершэнтов, результатов исследований, их обсуждения, выводов. Библиографический указатель содержит 93 отечественных и 191 иностранных работ. Текст содержит 8 таблиц и 21 рисунков.

К2Т0С53А сЯСЗЕРЕХЕПТОЗ

Для реиения оставленных задач использовались следующие метода : регистрация импульсной активности нейронов LC у крыс. исследование динамики сосудистого тонуса пиальных артерий методой прижизненной биомикросшши. введение клонилкна в LC методой микро-иньекций в мозговую ткань. Экспериментальные данные получены на 300 лабораторных крысах обоего пола. Всего в наших экспериментах 'была исследовала активность 05 нейронов LC и в 204 наблюдениях проанализированы вазоыоторкш реакции пиальных артерий диаметром цзкее 100 шш.

В работа использована модель гемоциркуляторных нарушен, вызванных окклюзией обцэй сонной артерии. . Подготовительный этзл.с&згй да всех серий эксперинэнтов, вклсчал наркотизацию аш-

вотного (тиопентааа - натрия 80 мг/кг, в/0) и взятие на мягкую лигатуру общей сонной артерии.После фиксации в стереотаксическом аппарате производили регистрация физиологических параметров до и поело пережатия обдай сонной артерии.

Работа состояла из нескольких серий экспериментов.

1-я серия - регистрация импульсной активности нейронов ЬС до и после пережатия общей сонной артерии на стороне пережатия (ип-сидатерально) или (контрлатерально).

Внеклеточная регистрация импульсной активности производилась одноканалышми стеклянными микроэлектродами. заполненными 2.5 М раствором N201. В схеме регистрации нейронной активности непосредственно к ыикроэлектроду подключался предварительный усилитель. собранный на базе микросхемы К140УДЗА по типу ¡»инвертирующего усилителя с входным сопротивлением 150 МСМ. Комплекс злеют-рофизиологическсй аппаратуры включал также усилитель биопотенциалов и осцилограф ("МесИсог", Венгрия).Запись электрической активности нейронов, а также моменг пережатия артерии и введение препарата производились на магнитную ленту студийного магнитофона "Яуза", Введение ыикроэлектродов осуществлялось, в стереотаксичес-ком аппарате типа ЫВ 4101 ("Венгрия"), согласно координатам сте-реотаксического атласа [РоПееПпо е1 а1.,19833.

2-я серия - исследование динамики диаметра пиадьных артерий до и после пережатия общей сонной артерии на ипси- или контрлатеральной стороне.

Наблюдение за состоянием пиальных сосудов диаметром менее 100 производное! с поноси контактной микроскопии через "окно в черепе " с использованием калилляроскопа собственной конструкции. После перевязки общей сонной артерии диаметр сосудов регистрировался дискретно, с разным интервалом в разные сроки от момента окклюзии. Сразу после пережатия общей сонной артерии и до 60-й мин - каждые 10 сек, 60 - 120 мин - через 30 сек. Визуально оцененный показатель диаметра и сигнал отсчета времени регистрировались на магнитную ленту с последующим введением данных в ЭВМ и их оценкой.

Контролем в обеих сериях служили : состояние сосудистого диаметра и импульсной активности нейронов до момента пережатия об-щгй сонной артерии. Контрольное время составляло 15-30 мин наблюдения. Обпие сроки эксперимента составлял!! в среднем 120 мин. По окончании опита все животные забивались зфиром,извлеченный

- é-

мозг фиксировался в формалине, и в последующем. в серии фронтальных срезов, устанавливалась локализация кончика шкроэлектрода.

Обработка полученных данных ¡шела целью выделить характерные период« нейрональкой активности и динамики сосудистых реакций з ответ на пероясатие общей сонной артерии. Полученные результаты использовались для определения временных интервалов, в ютсрке следует вводить адреномиметик клозндин. и в зависимости от них определялось гсоличестэо последущих серий экспериментов. Экспериментально подобранная доза клоиидина составила 1 шт. объем инфу-гируемого раствора 0.1 мкл. время иикроккфуаии 40-60 сек.

3-я серия экспериментов была выполнена с введением клоншпша непосредственно в структуру LC. Данная серия состояла из трех зтсдов :

1. Исследование диаметра пиалышх артерий клеи- или контрлатерального полупария tipil унилатеральнсм введении клонидина в голубоватое изсто в отсутствии гемощфкуляторных нарушений.

2. Исследование диаметра пиалъкых артерий шеи- или контрлатерального полугария в условиях гемоциркуляторккх нарушений на фоне действия ¡слонидина введенного в разные сроки от момента перекатил обзей сонной артерий в ипсилатеральаое ядро ГУ.

3. Исследование диаметра шальных артерий ипси- или коктрла-торального полушария в условиях гогощфкуляторних нарушений на фоно действия клонидина введенного в разные сроки от момента пережатия оС~ей созшой ортар;ы а контрлатеральнсз ядро ГЫ.

ОСпая концепция работа состояла в том,чтобы первыми двумя сериши окспериаентов установить щкоиснерности неРроннсй активности клатск LC, а поелвдузоцей серией выявить значение наблюдающейся в конкротаий отрезке времени импульсной активности для состояния шшьной сосудистой система.

Программа обработки нейронной шсишности включала вычисление стандартных статистических параметров Шещерсга!й.1С723, а так-жэ построение процентных гистограмм распределения ыежимпульсных интервалов о кусочно-коравномерной скалой времени (с шагом 10 ыс на ■ отрезка от 0 до 100 ыс и 100 но на отрезке от 100 до 1000 мс). Для оценки достоверности показателей импульсной активности и диа-ыотра пяазид' ертерка в отдельных экспериментальных группах ис-пйЯьвоЕШЮй кркюриА t - Стьюденга.

Програт обработки вавенсторных реакций включала определенна хар&стэра оосудиотых реакций (даатадия или кшотршшя) и

скорость изменений просвета сосудов (Z/иин) на основе приращения или убыли показателя диаметра пиалышх сосудов в X по отношению к исходному, а также оценку стабильности изменений диаметра пиаль-шх артерий, которая производилась на основе оригинальной методики. основанной на вычислении 2-й разностной производной функции (диаметр-время).

Обработку нейронной активности и сосудодвигательных реакций производили на персональном компьютере "Правец-16" (Болгария).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ДИНАМИКА ЗЭЛШЪСНСа АКТИВНОСТИ НЕЙРОНОВ LC ПОСЛЕ ОДНОСТОРОННЕЙ ОККЛЮЗИИ ОКЦЕЯ СОННОЙ АРТЕРИИ.

Цель данной серии экспериментов состояла в исследовании динамики показателей нейронной активности после пережатия общей сонной артерии у клеток ипси- и контрлатерального ядра LC.

Beere в этой серии проанализирован 81 вейрон LC. из которых 46 нейронов были зарегистрированы ипсилатерально и 35 нейронов -контрлатерально. Контрольными показателями нейронной активности явились значения средней частоты шпульсации и характер распределения межепайковых интервалов на гистограммах до пережатия общей сонной артерии.

По характеру фоновых нейронограмм вое зарегистрированные нейроны были разделены на две группы. Первую группу составили нейроны, имевшие однополальное распределение на гиотограммах ые-жимпульсных интервалов (ШИ) о доминированием значений в области 100-200 мс и средней частотой импульсашш (СЧИ), равной 3.2+0.0 имп/с. Во вторую группу вошли нейроны, имевшие одномодальное распределение Hia ГЫИ с доминированием значений в области более : 1000 мс и СЧИ. равной 1.2+0.3 имп/с

После окклюзии общей сонной артерии, происходит реорганизация паттерна импульсной активности нейронов LC (рис.1). На ипси-латеральной стороне регулярный импульсный поток (рис.1 1) после пережатия обшей сонной артерии через тормозную фагу преобразуется в одиночно-пачечную (рис.1 II) а затем в периодическую структуру (рис.1 III) представленную на нейронограммах отдельными импульсными последовательностями разделенными значительными интервалами времени (до 4-6 с). Подобные группы спайков состоят из пачек им-

tHt

ц—i_u...j,-..,i..iu.-i

CD

i i i

I! I

I IUI

и

®

-ßfKHfäB

uiEmmai«..

III

®

m <r .i'i i . .л i.

Bf

Рис.1. Иаменение структуры импульсного потока нейронов ипсилате-рального ядра locus coaruleus : реорганизация регулярной структуры импульсного потока (I) после пережатия обцей сонной артерии (П) в одиночно-пачечную (II) и периодическую (III); переход от мономедального ( >1000 ме) в бимодальному (10-30 и 100-200 мс) типу доминирования межепайковых интерзалов. (1)-кейронограша; (2)-отмотка времени (500 мс);(З)-гистограчмы распределения ыэже-пайковьи интервалов (N-количество спайкоэ, Р-средняя частота, С. V.-коэффициент вариации). ■

- 8- .

пульсов с доминирование« межимпульсных интервалов в диапазоне 10-30 мс и отдельных спайков с доминированием межепайковых интервалов в диапазоне 100-200 мс. Причем после торможения разрядной деятельности (продолжающегося 7.6+3 сёк после окклюзия), наблюдается достоверное (Р < 0.05) увеличение СЧИ нейронов ЬС (6.9+1.4 и 5.1+0.8 имп/с. соответственно грушам). После 8-й мин СЧИ нейронов постепенно снижается до фонового уровня (3.4+0.8 и 1.06-Ю.3 иуп/с соответственно группам) и до окончания эксперимента достоверно не изменяется (Р < 0.05).

На контрлатеральной стороне реорганизация паттерна идет через одиночную разрядную деятельность к одиночно - пачечной и также как на ипсилатеральной стороне к периодической активности. Таким образом после после 40-й мин паттерн нейронной активности у нейронов ипси- и контрлатерального ядра практически совпадает. Причем в период одиночной разрядной деятельности (продолжающегося до 5-й мин от момента окклюзии) у нейронов контрлатерального ядра ЬС наблюдается достоверное (Р < 0.05) снижение СЧИ (1.8+0.4 и 0.48+0.8 имп/с. соответственно группам) и также как у нейронов ипсилатерального ядра в дальнейшем происходит постепенное восстановление фонового показателя СЧИ (3.8+1 и 1.6+0.4 имп/с соответственно группам).' Увеличение СЧИ происходит к 10-15 мин от момента окклюзии и далее, вплоть до окончания экспериментального времени, достоверно не изменяется (р > 0.1).

Отражением процесса реорганизации структуры импульсного потока является изменение доминирования межепайковых интервалов на ГШ : от мономодального (100-200 или >1000 мс) К три (20-30. 100-200 и >1000 мс) и бимодальному (10-30 и 100-200 ыо) типу доминирования межепайковых интервалов.

Обнаруженные изменения паттерна активности нейронов 1С указывают на специфическое участие данного образования в регуляции ' сосудистого тонуса, которое сходно с нейронными механизмами формирования доминирующих мотивационных состояний в ДНС Муравлев. Судаков. Шаыаев. 1981.19863

ДИНАМИКА ДИАМЕТРА ШАЛЬНЫХ АРТЕРИЯ ПОСЛЕ ОККЛЮЗИИ ОБЩЕЙ СОННОЙ

АРТЕРИИ

Целью данной серии экспериментов явилось изучение тонуса пи-.'и'ъкгл артерий на основе показателя диаметра этих сосудов на про-

тяжении 120 мин после окклюзии общей сонной артерии. Эксперимента проведены на 204-х крысах обоего пола.

В наших экспериментах после окклюзии общей сонной артерии, вазомоторные реакции наблюдаются у пиальных сосудов обоих полушарий головного мозга. На основе характера сосудодвигательных реакций. стабильности изменений просвета пиальных сосудов и скорости вазомоторных процессов, мы условно выделили периоды характерных сосудистых изменений. Реакции пиалыгых сосудов обоих полушарий начинают развиваться через 12 - 15 сек от начала обтурации магистрального сосуда и косят характер вазодилятации. В обоих случаях эти процессы стабильны, но отличаются по скорости их развития. Если состояния максимального расширения сосуды ипеилатераль-ного полушария достигают к 10 мин (рис.2), то на контрлатерадьном полушарии в этот отрезок времени вазодилятация проходит лишь свою первую фазу развития - быструю стабильную вазодилятации (рис.2). Несмотря на то. что в обета случаях характер вазомоторной' активности совпадает у сосудов обоих полушарий, эти процессы достоверно отличаются друг от друга по скорости (р < 0.01). До 10-й шш скорость сосудодвигательных реакций на ипсилатеральной стороне практически в 2 раза превышает таковую на контрлатеральной стороне.

В период 10 - 40 мин сосудистые реакции ипсилатерального полушария носят характер медленной стабильной вазоконетрикции. а на контрлатеральном полушарии в до 35-й мин наблюдается состояние медленней стабильной вазодилятации. Таким образом, в этот период времени сосудистые реакции наиболее отличаются на разных полушариях и Фактически разнонаправлен« по характеру. В последующем, сосудистые изменения, отличаются только по скорости сосудодвигательных реакций. Причем после 40-й мин сосудистые реакции на разных полупариях совпадают по всем выбранным нами критериям : по характеру сосудистых реакций, по скорости развития вазомоторных процессов (р > 0.1) и по стабильности изменений динамики сосудистого просвета.

После 70-й мин на шеи- и контрлатеральном полушарии происходит относительная стабилизация сосудистых измзнений. которой соответствует отсутствие в течении длительного времени достоверных изменений просвета пиальных сосудов.

Таким образом характер вазомоторной активности сосудов мягкой мозговой оболочки различных полушарий мозга имеет значительное

— ипси -+- контр Т(мин)

Рис.2. Динамика процентного показателя прироста диаметре ппальных артерий ипси- и контрлатераль — ного полущарий головного мозга после пережатия общей сонной артерии , выраженная в по отношению к исходному просвету сосудов.

сходство во времени. Однако количественно, а на протяжен;!;: некоторых отрезков времени и качественно, кинетика сосудистых р-эакций отличалась у сосудов ипси- и коятрлатерального полуаарий. Полезная неоднозначность, по всей видимости, объясняется стадийность» и (или) преобладанием различных механизмов регуляции. Однако после 40 мин от момента начала гемоциркуляторных нарушений характер вазомоторных реакций, их скорость развития и стабильность изменений просвета пиальных сосудов практически совпадают у сосудов разных полушарий. Возможно, что начиная с 40-й мин система регуляции церебрального кровотока взаимосогласует вазомоторную активность церебральных сосудов ипси- и контрлатерального полушарий для достижения компенсированного состояния, но находится еез в неустойчивом состоянии, поскольку изменения просвета пиальных артерий в период времени 40 - 70 мин отличаются крайней нестабильностью. После 70-й мин динамика сосудистых реакций стабилизируется. исходя из этого можно предположить, что после 70-й мин достигается гемодинамическое равновесие в сосудистой системе головного мозга.

Поскольку динамика сосудистых реакций и реорганизация паттерна нейронной активности имеет значительное сходство во времени. то возникает вопрос о роли LC в нейрохимических механизмах обеспечения сосудистой подвижности в условиях гемоциркуляторных нарушений. Поэтому мы поставили серию экспериментов с адреномиме-тиком клонидияем.

ДИНАМИКА С0СУДИСТ1К РЕАКЦИЙ ПИАЛЬНЫХ АРТЕРИЙ ПРИ ВВЕДШИ клсни-ДИНА НЕПОСРЕДСТВЕННО В ЯДРО ГОЛУБОВАТОГО МЕСТА.

Целью данной серии экспериментов явилось изучение сосудистых реакций пиальшх артерий диаметром менее 100 мкм при подведении к нейронам голубоватого места альфа-2-адреномиметика монндина. Согласно имеющимся в настоящее время сведениям, клонидин является агонистом преимущественно пресиналтических альфа-2-адренорецепто-ров [Stark,AItman, 1973]. Активация аутоадренорецепторов по механизму отрицательной обратной связи ведет к тормозе i;i:o разрядной деятельности нейронов LC [Aghajanian et al., 1Ö77; Tlblrlca et al.. 1989; Tlblrlca et al., 19913.

Данная серия экспериментов состояла из трех этапов : 1.Изучение сосудистых реакций тальных артерий правого и левого полушарий при унилатераньной мкрсик^узии клокидина в отсутствии ге-

моциркуляторных нарушений; 2. Изучение сосудистых реакций пиальных артерий ипси- или контрлатерального полушария при введении клони-дина в ипсилатеральное ядро ЬС в разные периоды от момента наложения лигатуры на общую сонную артерия; З.Изучепие сосудистых реакций пиальных артерий гаси- или контрлатерального полушария при введении клонидина в контрлатерадьное ядро ЬС в разные периоды от моыента наложения лигатуры на общую сонную артерию. Эксперименты проведены на 148-и беспородных крысах обоего пола.

Контрольными значениями явились результаты предыдущей серии экспериментов, т.е. динамика сосудистого просвета пиальных артерий после односторонней окклюзии общей сонной артерии без введения клонидина.

Согласно полученным данным, унилатералъная микроинфузия клонидина в ЬС. в отсутствии гемоциркуляторяых нарушений, практически не отражается на состоянии пиальных сосудов. Хотя при этом наблюдается сильное и продолжительное угнетение электрической активности нейронов. Существенных изменений в характере сосудистых реакций не наблюдается и при шкрош?фувии клонидина в ЬС на 3 - й мин от момента начала гемоциркуляторных наущений. Введение клонидина на 15 - й мин па стороне сосудистых нарушений более существенно влияет на состояние пиальных сосудов. Но в сравнительном аспекте, ответные сосудистые роа!сции наиболее выражены при торможении разрядной деятельности нейронов ЬС в период периодической активности, т.е. в тот отрезок времени, когда кинетика сосудистых реакций развивается по принципу нестабильной вазоконс-трикции. Инъекция клонидина в структуру любого из симметричных ядер ЬС- в этот период (рис.ЗА, ЗБ) достоверно изменяет течений сосудистых процессов и сам характер вазомоторных реакций шшьпых артерий на обоих полушариях мозга. ,

Таким образом, периодическая структура импульсного потока у нейронов ЬС в значительной степени определяет динамику сосудистого просвета, выражающуюся в медленной нестабильной вазоконстрик-ции.

По всей видимости, влияние ЬС от начала обтурациокных нарушений постепенно увеличивается и. достигая максимума в период нестабильной вазоконстрикции, впоследствии уменьшается, т.к. торможение разрядной деятельности нейронов ЬС в на 00-й мин от момента окклюзии не приводит к таким выраженным изменениям динамики сосудистого просвета, по сравнению с результатами предыдущая мик-

А

33

Б

и 1« о

>1 и и и и щда

Рис.3. Динамика изменений диаметра пиальнызс артерий ипси- (А) и контр- (В) латеральных полушарий мозга после пережатия общей сонной артерии на фоне действия клонидина, введенного на 50-й минуте от момента окклюзии.

£3 - хоктрсл». (¡223 - вмдввав хлонидан» вта*лат«рал»но. I I - яяедвккв клокхдхж* Еовтря&терашво. •• - р<0.05

%

¿с. 71 (£3 _ ** п 1 П 1 Г7

г 'Щ 1 1 ; Чл1 лК 1 '1

рсинфузии.

0БСУНДЕШ2 ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Вопрос о роли LC в структуре нейрогенного звена регуляции церебрального кровотока стоит практически с момента выделения нейрогенного механизма в самостоятельный регуляторный контур. Присутствие в иннервирудщем аппарате мозговых артерий окончаний нейронов LC [Itakura ©t al.,1977; De la Torro,1977; Белова и др.,1930] говорят в пользу несомненного участия этого образования в процессах регуляции мозгового кровотока. Однако не вполне ясеа сам механизм участия ГМ в контроле сосудистой подвижности [Ralchle et al.. 1975; De la Torre. 1977; Abraha.n ot al.,1973; Katayama et al.,1981 и др.3.

Для уточнения этого вопроса мы провели ряд экспериментов по изучению влияния LC на состояние пиапьных артерий мягкой мозговой оболочки в условиях ограничения притока крови в головной мозг, вызванного пережатием общей сонной артерии. Поскольку окклюзия одной сосудистой магистрали с первых же секунд сопровождается нарушением щф!суляторкого гомеостаза головного мозга надо полагать, что это "возмущение" в системе регуляции церебральной гемодинамики зафиксируются барорэцепторами сосудов н сосудистых рефлексогенных зон. Таким образом, сразу после окклюзии общей сонной артерии, в ЦНО поступает афферентация о гемодинамических варениях в области кровообращения обтурированного сосуда. Исходя из этого торможение разрядной деятельности нейронов ипсилатерального ядра LC, которое мы наблюдали в первые 10-15 сек после окклюзии, по всей видимости отражает процессы афферентного синтеза в его нейронах. -

Согласно нашим данным, до Б - 8 мин происходит характерная реорганизация паттерна нейронной активности клеток LC. На ипоила-тералыюй стороне через тормозную фазу импульсный поток преобразуется в одиночно-пачечную структуру. Отражением этого процесса являются изменение доминирования мехспайковнх интервалов на ГШ от мономодального (100-200 иди >1000 мс) к бимодальному (£0-30 и 100-200 мс) типу доминирования мелсспайховых интервалов. Подобная реорганизация паттерна нейронной активнозта сходна с нейронными механизмами формирования доминирующих мотивадионннх состояний в ЦНС Куравлев. Судаков, Шашов, 1981,16363. На контряагэрадьной

стороне в этот отрезок времени наблюдается одиночная разрядная деятельность нейронов. Таким образом паттерн нейрсявой активности клеток ипси- и контрлатерального ядра ЬС в этот отрезок времени существенно отличается. Однако сосудодвигательные реакции у пиальных сосудов различных полушарий до 10-й мин, фактически одно-направлены и носят характер дилятации. При этсм торможэние разрядной деятельности нейронов 1С в этот период адреномиметиком клонидином практически не отражается на состоянии пиальных сосудов. Вероятно объяснение этого Факта заключается в особенностях гемодинаыических нарушений в использованной модели. Безусловно, что окклюзия одной сосудистой магистрали это крайне "грудное" состояние для системы регуляции, поскольку теоретически обеднение кровью мозга составит 1/3 от нормального значения. Компенсация подобных нарушений требует участия всех компенсаторно - приспособительных процессов и происходит, фактически, на уровне всего организма. Поскольку быстрота активации и регуляторные возможности различных компенсаторных процессов отличаются, то в каждый отдельный момент времени состояние церебральных сосудов отражает процессы взашосодействия различных ауторегуляциошгых процессов. Ео. несмотря на то, что система регуляции церебрального кровотока на разных этапах может включать различные регуляторные процессы, функциональная направленность механизма регуляции состоит в решении двух самостоятельных задач [Москаленко.16863. одна из которых заключается в поддержании химического гсмеостаза головного мозга, а другая состоит в поддержании на необходимом уровне среднего барометрического капиллярного давления [Москаленко,10863.

Доказано, что при стимуляции 1С электрическим током наблюдается снижение прекапиллярного и увеличение посткапиллярного сопротивления. что ведот к подъему общего капиллярного гидростатического давления в среднем на 28 X [Ленциан и др., 10883. Поскольку в период 20с - 8 мин у нейронов ЬС регистрируется достоверное увеличение средней частоты разрядной деятельности нейронов и происходит реорганизация паттерна нейронной активности сходная о нейронными механизмами формирования доминирующих мотивационных состояний в НЕС, можно предположить, что на данном этапе 1С принимает участие в регуляции гидростатического капиллярного давления. Однако окклюзия общей сонной артерии сопровождается нарушением во только физического, но и химического гомеостаза головного мозга проявляющееся прежде всего в падении напряжения кислорода в

ткани мозга. Kai? показали исследования Л.Л.Лукьяновой [Лукьянова, 1So3; Лукьянова, Власова.1991] в условиях гипоксии нарастающей таязсти происходят фазные изменения частоты разрядной деятельности кормшх клеток, обусловленные изменением активности различных ферментных комплексов. Поскольку в каких экспериментах наблюдались изменения показателя средней частоты, кмпульсации нейронов, мохно предположить, что на некоторых этапах проявляется гипокск-ческое состояние нейронов LC. Подробные гистологические и гистохимические исследования проявлений гипоксии нарастающей тяжести в клетках LC [Белова и др.. 1977, 1978; Белова и Др..' 1630] показали. что по своему характеру они подобны проявлению голокринового типа секреции. Флюорссцентно-гистохимическся исследование LC показало, что после пережатий общей сонной артерш: к 10-й мил диф-фузно нарастает интенсивность флюоресценции и области расположения этого ядра на стороне окклюзии £БоЯченко, 10813. Поскольку норздреналин, выделяющийся в результате нзйросекреции, тормозит разрядную деятельность нейронов LC, то эте должно отразиться на потзателе средней частоты импу^гьоащш его нейронов. Б наших экспериментах поело 8-й мин происходит снижение средней частоты ш-пульсации нейронов на стороне окклюзии. Таким образом ряд данкьн указывает на то, что ближе к 10-й юга возможны проявление ¡ыемшг в нейронах LC.

По данным Моусг [K!oyer.lQ53: Moyer.Gotoii.lSSQ] восстшювлз-нио напряжения кислорода, углекислоты и pH -изкеи? от исходного дкаметра артерии. При обтурзши региональных артериальных отволоа спустя 5-6 от момента окклизин, налря»эние ¡шелорода в ткани мозга-нормализуется и тогда дакэ превысагт неходкою веятшг» В течение этого &е срока уменьшаете я напряженно углаккелогн, а сохраняется толысо некоторый метабовкчеокий ацидоз СГаипушш-на.1973; Гакнуакииа,Лебедева,1SS7; Москаленко,1C33J. Поскольку п наиой модели гешциркуляторкыэ нэрушш вызывались асошипй одной сосудистой магистрали, то время колпенсадда нарушений газового состава будет по всей видимости несколько больно чем при обту-рации региональные сосудов. И хотя на основании ваших дашаос трудно говорить о компенсации нарушений химического гомеостааа головного мозга, обращает на себя вшашиэ следующий : при гипоксии нарастащей тяжести наблюдается сюшиво и полное подавление разрядной деятельности нервных клеток [Лукьянова, 10В93. В наших жэ условиях после 8 мин на шешгаяералыюй сгораю кабдюда-

ется снижение средней частота иыпульсации до показателей соответствующих фоновым значениям (Р>0.1). И. если с зтсй точки зрения рассматривать компенсация циркуляторно-метаболических нарушений, то можно предположить, что система регуляции церебрального кровотока достигает некоторого результата. Однако после 8 ним происходит существенная перестройка паттерна неГфонксй аккЕлссти клеток LC. На ипсилатералыюй стороне появляется тенденция к группирования спайксв и одиночно-пачечная структура импульсного потока реорганизуется в периодическую. На контрлатералыюй стороне одиночная разрядная деятельность клеток через одиночно - пачечную структуру также как и на ипсилатеральной стороне реорганизуется в периодическую активность нейронов. Обращает на себя внимание, что в результате стадийного изменения пространственно-временной структуры импульсного потока у нейронов илси- и контрлатерального ядер , после 40-й мин от момента начала гемоциркулятор-кых нарушений, формируется сходный паттерн нейронной активности, отличный от фоновой структуры импульсного потока. Подобное состояние, по всей видимости, свидетельствует о недостижении согласования в акцепторе результата действия [Еуравлев, 1972; Журавлев, Шамаев, 1031; Куравлев, Шумилина и др. ,1985; Зуравлев, 1SS6; Мамаев, 1986; Шумилина, 2уравлев,1987 и мз. др.]. Действительно, если до 10-й мин после окклюзии общей сонной артерии, вазомоторная активность пиальных сосудов различных полупарий отличается только по скорости увеличения сосудистого диаметра, то после 10 -й мин значительные различия наблюдаются в характере сосудистых реакций. Так, на ипсилатеральной стороне после 10-- й мин вазоди-лятация пиальных артерий сменяется Еазококстржцн-зй, в го гремя как на противоположном полушарии до 40 - й мин по прежнему продолжается дилятация сосудов. И толысо после 40-й мин от момента наложения лигатуры на обшуто сонную артерию сосудистые решсции на илси- и контрлатеральном полусарии совпадают и по характеру и по скорости развития вазомоторных процессов. Возможно, что начинал с 40-й мин система регуляции церебрального 1фовотока взаимосоглаеу-от вазомоторную активность церебральных сосудов гаси- и контрлатерального полушарий для достижения компенсированного состояния.

Таким образом реорганизация паттерна нейронной активности происходящая после 10 мин, по всей видимости отражает процессы постепенного вовлечения LС в регуляцию сосудистого тонуса, поскольку подавление разрядной деятельности его нейронов адренемтаз-

тикои клонндиком на 15-й мин о? момента пережатия общей сонной артер;ш шзывает незначительные изменения тонуса пиальных сосудов. в то время как унилатеральная микроинфузия клонидина на 50-й мин вызывает достоверные изменения диаметра пиальных артерий обоих полушарий головного мозга.

Поскольку динамика сосудистых реакций после 70-й мин стабилизируется, а микроинфузия клонидина в ЬС в меньшей степени отражается на состоянии пиальных сосудов можно предположить, что после 70-й мин достигается гемодинамическое равновесие в сосудистой системе головного мозга. Однако реорганизации паттерна нейронной активности из периодической структуры в регулярную разрядную деятельность не происходит. Это свидетельствует о том, что состояние компенсации достигается на новом уровне работы системы регуляции церебрального кровотока, поскольку реально сохраняется обтурация сосудистой магистрали и поддержание циркуляторно-метаболнческого гсыеостаза в области ее кровоснабжения возможно только на достигнутом уровне работы системы регуляции мозгового кровообращения. Отражением этого состояния является стабилизация паттерна нейронной активности клеток IX которую мы наблюдали после 60-й мин от момента окклюзии, а также стабилизация просвета пиальных сосудов на вначенин достоверного увеличения по сравнения с исходным уровнем.

ШЙПДО

1. В условиях острых геыощпяуляторных нарушений, вызванных окклюзией общей сонной артерии, происходит реорганизация паттерна импульсной активности нейронов голубоватого места в виде стадийного изменения пространственно-временной структуры разрядной деятельности нейронов от мономодального (100-200 или >1000 ме) к три (10-30.100-200 и >1000 мс) и бимодальному (10-30 и 100-200 ыс) типу доминирования длительности ыежепайковых интервалов, сходному с нейронными механизмами формирования доиинкруиадх цотивационшх состояний в центральной нервной системе.

2. В условиях уменьшения церебрального кровотока, вызванного пережатием одной обдей сонной армрнн, наблюдается кешнешэ просвета пиашж сосудов диаштрсы менее 100 мки. Величина н характер этих изменений зависят от длительности гемоциркуляторша

,. нарушений и локализации сосудов по отношению к обтурироаанной о&-

сзй сонной артерия.

3.Первичным ответом пиальных артерий диаметром менее 100 мкм на одностороннюю перевязи общей сонной артерии является расширение пиальных сосудов, которое в дальнейшем сменяется сужением расширенных сосудов. Через 70 мин величина просвета пиальных ар-торий стабилизируется на значении достоверного увеличения показателя, относительно исходного уровня.

4. В отсутств1Ш гемоциркуляторных нарушений в системе мозгового кровообращения микроиньекция клонидина в locus cœruleus по-дазляэт импульсную активность нейронов на стороне введения, но не влияет на состояние пиальных артерий с исходным диаметром менее 100 мкм.

5. Формирование в условиях гемоциркуляторных нарушений периодической структуры импульсного потока, представленной отдельными импульсными последовательностями состоящими из пачек импульсов в которых доминируют межспайковые интервалы в диапазоне 10-30 мо и отдельных спайков с доминированием межимпульсных интервалов в диапазоне 100-200 ис, отражает процессы вовлечения голубоватого места в регулящзэ тонуса пиальных артерий.

Саксся каучпих работ, сяу&ВЕкталиш по тема диссертации . 1. "Динамика импульсной активности нойронов голубого места в ранние сроки зшамии головного ыоэга, вызванной окклюзией общей сонной артерии". - В кн. Тезисы научно - практической конференции "Здоровье и болезни человека на Дальнем Востоке". Владивосток, 1093, с.8.

2."Влияние голубого пятна ва адренергический аппарат артерий основания головного мозга". - В кн.: Тезисы 32 научно-практической конференции. Владивосток : Мединститут.1991.

3."Динамика импульсной активности нейронов голубоватого шста при острой односторонней ишемии головного мозга". - Рук. Д0П в'ЕИНИТЯ 27.04.93 Ш107-В93 (соавт. Л.Д.Маркина).

¿."Динамика импульсной активности нейронов голубого пят-па в условиях острой гемоцйркудяторной гипоксии". - Вестник физиологических наук, в печати. .

Саксоя Ешргетазоазсрсяш прадвояэшй.

1. Кагошяроскоп для наблюдения за сосудами мягкой мозговой оболочки. N2037 от 23.03.89. (соавтор А.Б.Генайхо)

2.Устройство для фиксации черепа крысы с приспособлением

для устранения пульсации головного мозга. N2147/10 от 05.03.90.(соавтор А.Н.Генайло)

3.Способ введения микроэлектродов в головной моаг животного при использовании приспособления для устранения пульсации мозга. N2146/9 от 05.03.00.

Подписано в печать Щ. 199 г. Формат 60X84/16 Буи. офе. Печать офс

Тираж Л?О Заказ . МП «ПЕТИТ»

> ТО7364, Моста, Ьогат^рскиА мост, 17, корп. Б