.

Зв\’язки між активністю амінергічних нейронів стовбура мозку і еег у кішки: модифікації під впливом бемітилу (автореферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
122 2628
Скачать документ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМ. В.І. ВЕРНАДСЬКОГО

КОЛОТІЛОВА ОКСАНА ІВАНІВНА

УДК 612.822.3:612.828:615.214.547.78

Зв’язки між активністю амінергічних нейронів стовбура мозку і еег у
кішки: модифікації під впливом бемітилу

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Сімферополь-2006

Дисертація є рукописом

Роботу виконано на кафедрі фізіології людини і тварин та біофизики

у Таврійському національному університеті ім. В.І. Вернадського

Міністерства освіти і науки України.

Науковій керівник: доктор біологічних наук, доцент

Павленко Володимир Борисович

професор кафедри фізіології людини і тварин та біофизики

Таврійського національного університету

ім. В.І. Вернадського;

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Сторожук Віктор Максимович

завідувач відділу фізіології кори головного мозку

Інституту фізіології НАН України ім. О.О. Богомольця;

доктор медичних наук, професор

Євстафьєва Олена Володимирівна

завідувач кафедри нормальної фізіології

Кримського державного медичного університету

ім. С.І. Георгієвського Міністерства охорони здоров’я України.

Провідна установа: Київський національний університет ім. Тараса
Шевченка, кафедра фізіології людини і тварин, Міністерство освіти і
науки України.

Захист відбудеться 2006 р. о 14.00 годині на
засіданні спеціалізованої вченої ради 52.051.04 при Таврійському
національному університеті ім. В.І. Вернадського за адресою: пр.
Вернадського, 4, Сімферополь, 95007.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Таврійського національного
університету ім. В.І. Вернадського за адресою: пр. Вернадського, 4,
Сімферополь, 95007.

Автореферат розісланий 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради К52.051.04

доктор біологічних наук
Чуян О.М.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Одне з найважливіших завдань сучасної фізіології
полягає у з’ясуванні організації взаємостосунків стовбурних
моноамінергічних (МА) структур із неокортексом, що має принципове
значення для розуміння механізмів діяльності мозку загалом. До таких
структур належать блакитна пляма (ГП), нейрони якої утворюють
норадренергічну (НА-) систему і ядра шва (ЯШ) – де в основному
зосереджені серотонінергічні (СТ) нейрони стовбура мозку. МА-системи
іннервують практично всі основні відділи центральної нервової системи
(ЦНС) [Лиманський Ю.П., 1987]. Відомо, що вони відіграють ключову роль у
загальній регуляції поведінки [Кругліков Р.І.; Лиманський Ю.П., 1990;
Foote S.L., Bloom F.E., Aston-Jones G., 1983]. Вважається, що однією із
найважливіших функцій амінергічних систем мозку є забезпечення
різноспрямованих впливів на загальний функціональний стан нейронів
неокортексу: подібна модуляторна дія повинна відображатися в змінах
частотних компонентів електроенцефалограми (ЕЕГ). Встановлено, що
імпульсна активність нейронів аминергічних систем безперервно варіює,
завжди випереджаючи на сотні мілісекунд подальші зміни ЕЕГ компонентів
[Berridg C.W., Page M.E., Valentino R.J., Foote S.L., 1993; Foote S.L.,
Morrison J.Y., 1987].

Проте характер взаємозв’язку активності амінергічних систем із різними
ритмами ЕЕГ залишається недостатньо вивченим.

Потрібно відзначити, що на даний момент все більш актуальною стає
проблема ефективної, адекватної і разом із тим відносно безпечної
фармакологічної корекції функціонального стану організму як людини, так
і тварин. Насамперед це стосується як широко вживаних, так і нових
синтезованих нейротропних і психофармакологічних препаратів.
Найважливішою умовою їх вживання залишається нешкідливість, відсутність
токсичних ефектів, особливе необхідне в тих випадках, де ці речовини
застосовують тривало.

У даний час пильну увагу нейрофармакологів привертає препарат бемітил
(2-етилтиобензимідазола гідробромід моногідрат), що має психостимулюючі,
антидепресантні [Трофимов Н.А., 1995] і актопротекторні [Виноградов
В.М., Гречко А.Т., 1982] властивості; описаний і транквілізуючий ефект
даного препарату [Киричок Л.Т., Бобков Ю.Г., 1991]. Хоча упровадження в
клінічну практику бемітилу почато відносно давно, дані про
фармакодинаміку цього препарату і його нейрофармакологічних ефектах поки
обмежені та суперечливі, а наявні результати досліджень не
систематизовані і не адаптовані до потреб фахівців-практиків. Тому
необхідне диференційоване визначення спрямованості і механізмів дії
даного з’єднання безпосередньо на нейрони. Варто вважати, що однієї з
мішеней дії бемітилу, є амінергічні системи мозку, які як указувалося
раніше, роблять генералізований вплив на стан інших мозкових структур.
Це і спонукало нас досліджувати вплив бемітилу на процеси, що протікають
в нервовій системі.

Дана робота дозволить одержати нові дані про роль стовбурних
амінергічних структур мозку в утворенні ЕЕГ патернів, вивчити механізми
внутрішньомозкових процесів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження
проводилося в рамках науководослідницької роботи кафедри фізіології
людини і тварин і біофізики Таврійського національного університету ім
В.І.Вернадського за програмою: “Дослідження функціональної організації
нервової системи і механізмів впливу хімічних сполук на нейрони” (№.
держреєстрації 0103U00209), і кафедри органічної хімії за програмою
“Розробка методів синтезу заміщених 2-(N-фенілпіромідон-2-іл)
бензимідазолів – каталізаторів й ініціаторів хімічних реакцій” (№
держреєстрації 0103U004783).

Мета дослідження. Метою дисертаційної роботи було виявлення зв’язків між
рівнем імпульсної активності нейронів амінергічних систем стовбура мозку
і характеристиками масової електричної активності кори (ЕЕГ) котів у
стані неспання, а також з’ясувати характер модифікації цих зв’язків під
впливом фармакологічного препарату бемітилу.

Для дослідження вказаної мети перед роботою були поставлені наступні
задачі:

1. Одержати у ненаркотизованих котів у стані неспання паралельні
відведення імпульсної активності окремих норадренергічних нейронів
блакитної плями і серотонінергічних нейронів ядер шва і ЕЕГ-активності,
з’ясувати характер кореляцій частоти фонової імпульсної активності
окремих нейронів амінергічних систем стовбура мозку з одного боку і
потужності спектральних компонентів ЕЕГ з іншого.

2. З’ясувати характер і динаміку впливу бемітилу на імпульсну активність
серотонінергічних і норадренергічних нейронів стовбура мозку котів.

3. З’ясувати характер і динаміку впливу бемітилу на потужність
спектральних компонентів (ритмів) ЕЕГ.

4. З’ясувати, яким чином після введення бемітилу модифікуються зв’язки
між рівнями активності нейронів амінергічних систем стовбура мозку і
потужністю ЕЕГ.

Об’єктом дослідження дисертаційної роботи є: імпульсна активність
окремих нейронів амінергічних структур стовбура мозку і масова
електрична активність різних зон неокортексу.

Предмет дослідження – зв’язок між імпульсною активністю амінергічних
систем стовбура мозку і масовою електричною активністю неокортексу, при
їх паралельній реєстрації, а також ефекти впливу фармакологічного
препарату (бемітилу) на функціональний стан ЦНС.

Методи дослідження – у роботі використовували позаклітинне відведення
імпульсної активності нейронів; реєстрацію ЕЕГ. Дані обробляли методами
варіаційної статистики. Деталі методики викладені у відповідних
розділах.

Наукова новизна отриманих результатів Проведене дослідження є новим як з
погляду поставлених в ньому цілей і задач, так і в плані зробленого для
їх реалізації комплексного підходу. Уперше одержані нові оригінальні
дані про зв’язок частоти генерації імпульсної активності амінергічних
структур мозку з вираженістю певних ритмів ЕЕГ. Уперше показано, що
кореляційні взаємозв’язки між частотою генерації імпульсів СТ- і
НА-нейронів стовбура мозку і потужністю спектральних компонентів ЕЕГ
носять в основному позитивний характер. Уперше вивчені зміни імпульсної
активності амінергічних нейронів області ЯШ і ГП при впливі на них
біологічно активної сполуки – бемітилу. Показано, що дія бемітилу
приводить до перебудови кореляційних взаємостосунків між частотою
імпульсної активності амінергічних нейронів і спектральною потужністю
масової електричної активності неокортексу. Враховуючи значну близькість
характеристик ЕЕГ людини і кішок [Кратин Ю.Г., 1967] у роботі зроблена
спроба з великою обережністю екстраполювати результати для вивчення
взаємозв’язку і вираженості ритмів ЕЕГ з імпульсною активністю
амінергічних систем стовбура мозку, одержані на кішках, у вживанні до
фізіології людини.

Теоретичне і практичне значення роботи. Одержані результати мають
теоретичну цінність, оскільки поглиблюють знання про зв’язки стовбурних
структур мозку з неокортексом і вносять внесок у розвиток уявлень про
механізми впливу бемітилу на біоелектричну активність головного мозку
кішки. Практичне значення полягає в тому, що досліджені особливості
впливу бемітилу на амінергічні нейрони та патерни ЕЕГ, і це повинне бути
враховано в клінічній практиці, що дозволить більш диференційовано
підходити до рішення питань про призначення препаратів такого типу. Ці
відомості розкривають деякі особливості впливу бемітилу на нервову
систему і можуть сприяти спрямованії розробці та оптимізації
властивостей лікарських препаратів. Результаті роботи, про специфічні
реакції амінергічних груп нейронів стовбура мозку, як один із чинників
формування індивідуального патерну кіркових ЕЕГ-потенціалів, а також
вплив на ці показники такого психостимулюючого препарату як бемітил
можуть представляти інтерес для: нейрофізіологів, психофізіологів,
нейропсіхологів, псіхофармакологів та ін.

Особистий внесок здобувача. Методика, схема експериментів, розробка
технічних завдань для написання комп’ютерної програми і основні принципи
аналізу одержаних даних розроблені спільно з науковим керівником.
Самостійно були проведені: огляд літератури, апробація і відладка роботи
комп’ютерної програми, всі електрофізіологічні серійні експериментальні
дослідження на тваринах, які виконувалися в ході даної роботи,
статистична обробка та інтерпретація одержаних результатів. Внесок
співавторів у спільних публікаціях відобразився: в визначенні мети та
завдань на деяких етапах дослідження: участі у вигляді консультацій,
корекції та перекладу тексту статті в окремих випадках.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати
проведеного дослідження були представлені на Всеукраїнській конференції
молодих учених “Актуальні питання сучасного природознавства – 2003”
(Сімферополь, 2003); Міжнародній III конференції українського товариства
нейронаук (Донецьк, 2005); професорсько-викладацьких конференціях “Дні
науки ТНУ” (Сімферополь, 2002 – 2006). Матеріали дисертаційної роботи
були використані при підготовці і проведенні лекцій, практичних і
семінарських заняттях на кафедрі ТНУ ім. В.І. Вернадського.

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 4 статті у
фахових виданнях затвердженних ВАК України, та 2 тез докладів,
розроблена комп’ютерна програма, на яку одержано свідоцтво, як на
службовий твір.

Структура і обсяг дисертації. Зміст дисертації викладено на 137
сторінках машинописного тексту і включає в собі вступ, огляд літератури,
матеріали та методи досліджень, результати і їх обговорення, висновки та
список літератури з наведеними 196 джерелами (із них 69 – російською й
українською та 127 – іноземними мовами). Роботу ілюстровано 45 рисунками
(із них – 4 на окремих сторінках) та 4 таблицями (із них – 2 на
окремих сторінках).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи досліджень. Дослідження виконані на восьми кішках в
стані неспання, обох статей масою 2-4 кг. Тварин заздалегідь оперували
під загальним наркозом (нембутал, 40 мг/кг, внутрішньобрюшинно). У
процесі операції в мозок кішок імплантували направляючу канюлю з
неіржавіючої сталі, кінчик якої розташовувався в 5 мм над областю ГП і 9
мм над областю ЯШ. Канюля вводилася в мозок під кутом 21° до фронтальної
площини і 29° – до сагітальної. Нейронну активність відводили у межах,
що мають стереотаксичні координати Р -1, L 1.3, Н 7.10 (ГП) і Р -1.-2, L
2.0, Н 4.5.9.0 (дорсальне і верхнє центральне ЯШ), де розташовані НА- і
СТ-нейрони відповідно. До амінергічних кліток досліджувані нейрони були
віднесені на підставі відносно низької частоти фонової активності (менше
8 с-1), поліфазності потенціалів дії (ПД), їх великої тривалості
(2.5-5.0 мс) і відповідної локалізації кліток у стовбурі мозку [Foote
S.L., Morrison J.H., 1987; Berridge C.W., Espana R.A., 2000].

Для відведення нейронної активності використовували рухомий електрод,
який був срібним мікродротом (діаметр 8-12 мкм) у скляній ізоляції
(загальна товщина 70 мкм). Кінчик мікродроту був криво заточений подібно
ін’єкційній голці. ЕЕГ відводили білатерально над лобовою, тім’яною,
потиличною і скроневими областями кори. Для цього на кістці черепа
зубним бором робилися невеликі поглиблення, і в ці лунки вставляли
позолочені електроди площею 0.5 мм2, які зверху заливали акрилатом. ЕЕГ
піддавали стандартному спектральному аналізу, виділяючи наступні
частотні компоненти: 1-3 Гц (дельта-ритм), 4-7 Гц (тета-ритм), 8-13 Гц
(альфа-ритм), 14-30 Гц (бета-ритм) і 31-48 Гц (гамма-ритм). Всі сигнали
підсилювали і обробляли за допомогою стандартного комплексу апаратури
для відведення і аналізу імпульсної активності окремих нейронів і ЕЕГ.
Дослідження імпульсної активності окремих нейронів і масової електричної
активності у кожної окремої тварини проводили протягом одного – п’яти
місяців після операції. Нами було виконано дві серії експериментів. У
першій із них, в умовах паралельного відведення імпульсної активності
нейронів амінергічних систем і масової електричної активності
неокортексу протягом однієї години простежувалися зміни обох
показників. Для другої серії, також в умовах паралельного відведення
імпульсної активності реєстрували початковий рівень активності; потім
або перорально вводили бемітил (50 мг/кг), який додавали в сухий корм,
або імітували його введення, даючи їжу, що не містить даного агента
(плацебо-контроль). Після цього послідовно записувалися трихвилинні
фрагменти імпульсної активності амінергічних нейронів і відрізки ЕЕГ
тієї ж тривалості. Відведення повторювали через кожні 5 хв протягом
однієї години.

Для контролю локалізації областей відведення після закінчення
експерименту тварин усипляли шляхом введення нембуталу в летальній дозі.
Замість відвідного мікроелектроду вводили на ту ж глибину ніхромовий
голчатий електрод, і через нього протягом 1 хв. пропускали струм 2 мА
позитивної полярності. Потім мозок фіксували у формаліні, і робили зрізи
на заморожуючому мікротомі. Положення зони коагуляції верифікували на
поперечних зрізах згідно з стереотаксичним координатам атласу
Рейнозо-Суареца .

Дані електрофізіологічного дослідження оброблялися з використанням
стандартних методів варіаційної статистики. Використовували параметричні
й непраметричні критерії, залежно від характеру розподілу даних. При
кореляційному аналізі та статистичних порівняннях вважалися статистично
значущими показники при рo2 p - $ " $ F H J L z ?EI6 p a альфа-ритму при одночасному збільшенні частоти ФІА НА-нейронів ГП. Рис. 3. Схема передбачуваного взаємозв'язку частоти норадренергічних нейронів голубої плями і домінуючих частотних компонентів ЕЕГ залежно від рівня поведінкової активації. Виділена область відповідає рівням активації тварини в нашому дослідженні. Вплив бемітилу на активність амінергічних нейронів стовбура мозку і масову електричну активність кішок у стані неспання. В експериментах на п'яти кішках вивчена дія бемітилу на активність нейронів амінергічних систем головного мозку, при його введенні реr os у дозі 50 мг/кг. У процесі досліджень була зареєстрована активність 22 ймовірно амінергічних нейронів (11 норадренергічних і 11 серотонінергічних). Контрольна серія експериментів була проведена на восьми НА-нейронах ГП і восьми СТ-нейронах ЯШ. Вплив бемітилу на ритміку серотонінергічних нейронів ядер шва. Оскільки протягом 60 хвилинної реєстрації імпульсної активності СТ-нейронів ЯШ відхилення від фонових показників складали не більше 10 - 15 %, причому, зміни відбувалися у різних напрямах, то генерацію імпульсної активності СТ-нейронами у межах контрольних часових інтервалів можна вважати фактично стаціонарною (рис. 4). Проте динаміка частоти розрядів імовірно СТ-нейронів після перорального введення бемітилу зазнавала значних змін. У початковий період часу такі відхилення не були статистично достовірними в результаті значної варіабельності змін у окремих кліток. Починаючи з 30-ї хв., спостерігалось виразне тривале підвищення частоти розрядів СТ-нейронів, яке зберігалося до кінця періоду нагляду, причому в період 45-60 хв. дані відхилення в середньому за групою були статистично достовірними (р

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Ответить

Курсовые, Дипломы, Рефераты на заказ в кратчайшие сроки
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020