Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ З
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
боль как интегративная реакция нервной системы. основные классификации и современные теории боли 9
Общая характеристика компонентов болевой реакции 12
Системы перцептуалъно-дискриминативного анализа боли 13
Модуляция ноцицептивных процессов нисходящими тормозными и облегчающими влияниями 20
Значение "arousal" в интегративной болевой реакции организма 24
Роль гипоталамуса в регуляции болевого стресса 26
Объемная NO-ергическая нейропередача как способ организации межнейронных связей 28
Нитроксидергические механизмы и болевая нейропередача 42
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 49
Характеристика экспериментального материала 50
Гистохимическое выявление активности NADPH-диафоразы 55
Иммуноцитохимические методы исследования 57
Техника гистохимического выявления ХАТ 59
Общеморфологические методы 60
Биохимическое определение активности NO-синтазы 61
спектрофотометрическии метод определения нитрат- и нитрит-ионов в
периферической крови 62
определение м-рнк индуцибельной no-синтазы 63
Количественная обработка данных 64
ГЛАВА 3. АКТИВНОСТЬ NO-СИНТАЗЫ В СТРУКТУРАХ
ПЕРЦЕПТУАЛЬНО-ДИСКРИМИНАТИВНОГО АНАЛИЗА БОЛИ 65
Ядра задних канатиков 65
Таламус 82
ГЛАВА 4. NO В МОНОАМИНЕРГИЧЕСКИХ ЯДРАХ МОЗГА В НОРМЕ
И ПРИ БОЛЕВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ 97
СЕРОТОНИНЕРГИЧЕСКИЕ ЯДРА ШВА 97
НОРАДРЕНЕРГИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ 118
ДОФАМИНЕРГИЧЕСКИЕ ЦЕНТРЫ МОЗГА 125
ГЛАВА 5. NO В ХОЛИНЕРГИЧЕСКИХ НЕЙРОНАХ ГОЛОВНОГО
МОЗГА В НОРМЕ И ПРИ БОЛИ 132
ГЛАВА 6. ХАРАКТЕРИСТИКА NO-ЕРГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ГИПОТАЛАМУСА В НОРМЕ И ПРИ БОЛЕВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ 148
перивентрикулярный регион гипоталамуса и no-зависимая регуляция стресс-реализующих механизмов 149
Срединное возвышение и значение его NO-ергических систем в регуляции болевой стресс-реакции 158
NO-ЕРГИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ ЭНДОКРИННЫХ ЯДЕР ГИПОТАЛАМУСА В УСЛОВИЯХ БОЛЕВОГО СТРЕССА 162
NO-ЕРГИЧЕСКИЕ ПЕРЕСТРОЙКИ В "АНАЛГЕТИЧЕСКИХ" ЗОНАХ ГИПОТАЛАМУСА
ГЛАВА 7. ЦЕНТРАЛЬНОЕ СЕРОЕ ОКОЛОВОДОПРОВОДНОЕ
ВЕЩЕСТВО СРЕДНЕГО МОЗГА КАК ИНТЕГРАТОР ОСНОВНЫХ
КОМПОНЕНТОВ БОЛЕВОЙ РЕАКЦИИ 178
ГЛАВА 8. NO-ЕРГИЧЕСКИЕ НЕЙРОНЫ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА В
НОРМЕ И ПРИ БОЛЕВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ 188
ГЛАВА 9. БИОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ NO-СИНТАЗЫ И NO-
ЗАВИСИМЫЕ МЕХАНИЗМЫ ГЕМОЦИРКУЛЯЦИИ В НОРМЕ И ПРИ
БОЛЕВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ 205
Активность N OS в регионах головного мозга крыс при экспериментальных
болевых воздействиях 205
Уровень метаболитов оксида в периферической крови как отраэюение NO-
ергической активности эндотелиальных клеток 208
NO-синтаза внутримозговых сосудов в норме и при болевых реакциях 210
ГЛАВА 10. ВЛИЯНИЕ ОПИАТОВ НА СИНТЕЗ ОКСИДА АЗОТА В
НЕКОТОРЫХ СТРУКТУРАХ ГОЛОВНОГО МОЗГА 214
Ядра шва 214
Голубоватое пятно 223
Кора 228
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 237
Особенности распределения NO-ергических нейронов в головном мозге
человека и животных 238
Нейромедиаторная характеристика NO-ергических нейронов головного
мозга 243
NO-ергические механизмы регуляции перцептуально-дискриминативного
компонента болевой реакции 244
NO-зависимая регуляция вегетативных адаптации при болевой стресс-
реакции 250
NO-ергические механизмы регуляции эндогенной антиболевой системы ..259
ВЫВОДЫ 270
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 275
Введение к работе
Актуальность проблемы. Боль, как непременный спутник болезней человека, на протяжении всей истории борьбы за здоровье являлась и остается центральной проблемой теоретической и практической медицины. Представления о формировании болевых сигналов, их трансляции и превращении в ощущения в связи с достижениями нейрохимии и физиологии мозга существенно изменились. Новое направление в понимании боли стало формироваться благодаря открытию оксида азота, его участию в ноцицептивных восприятиях и взаимодействию этой молекулы с пептидами и медиаторами, традиционно рассматриваемыми как агенты, реализующие боль (Aley et al., 1998; Millan, 1999, 2002).
Ощущение, проведение и интеграция болевого сигнала обеспечивается системой пространственно распределенных центральных структур, имеющих многоуровневую организацию. Восходящие из спинного мозга болевые (ноцицептивные) импульсы активируют многочисленные мозговые центры, совокупная работа которых определяет целостную реакцию организма на боль. В этой системе оксид азота (NO) выступает в роли интегративного звена, модулирующего деятельность различных неиромедиаторных систем, и как посредник в регуляции мозговой гемодинамики (Дюйзен и соавт., 1998; Estrada, DeFelipe, 1998; Faraci, Brian 1994; Jones et al., 1999).
В последние десятилетия работы, посвященные исследованию роли NO в регуляции боли, ведутся достаточно интенсивно во всем мире. Использование в эксперименте предшественников синтеза N0 или активация глутаматной нейропередачи изменяет функциональное состояние болевого анализатора (Дюйзен, 2002; Aley et al., 1998; Coutinho et al., 2001), активирует защитные резервы, либо, напротив, провоцирует дисметаболические процессы в нервной ткани, приводя к гибели нейронов (Викторов, 2000; Раевский и соавт., 2000; Golde et al., 2002; Iravani et al., 2002). В то же время торможение NO-зависимых сигнальных путей создает наиболее оптимальные условия для проведения лекарственного обезболивания (Babey et al., 1994; Furst, 1999; Leza et al., 1996;
Мао, 1999). Эти свойства нитроксидергической трансмиссии определили реальные предпосылки для изыскания новых методов фармакологической коррекции болевых синдромов (Elliot et al., 1995; Janero, 2000; Licinio et al., 1999; Trujillo, 2000). Несмотря на столь значительные успехи в расшифровке нейрохимических механизмов боли, картина NO-зависимой регуляции этого феномена остается неполной по нескольким причинам:
Во-первых, отсутствуют данные о динамике собственных, эндогенных систем синтеза NO в мозге при болевых реакциях. Большинство работ посвящены NO-ергическим процессам, происходящим в спинном мозге и в периферических тканях, где за оксидом азота прочно закрепилась роль про-болевого фактора (Levy et al., 1999; Lin et al., 1999; Traub et al, 1994). В то же время известно, что в координационных центрах головного мозга NO во многом определяет эффективность вегетативных, эмоционально-когнитивных и антиболевых адаптации (Kolhekar et al., 1997; Masood et al., 2004; Morimoto et al, 2000; Prevot et al., 1998; Seo et al., 2002; Urban Gebhart, 1999). Поэтому интегративная оценка нейрохимических перестроек при боли возможна лишь с учетом особенностей системы эндогенного синтеза NO на всех уровнях ЦНС.
Во-вторых, используемые в мировой науке методы биохимической регистрации активности NO-синтазы (NOS) не всегда позволяют определить степень вовлеченности отдельных центров головного мозга, а также -установить тканевой источник избыточной либо недостаточной продукции NO при болевых воздействиях. Наиболее информативными методами анализа внутриклеточной активности NO-синтазы являются гисто- и иммуноцитохимическая диагностика (Kuo et al., 1994; Matsumoto et al., 1993). Эти методы позволяют не только изучать морфо-химические параметры нейронов, но проследить особенности их связей и охарактеризовать их нейротрансмиттерный тип.
В-третьих, возможности применения уже полученных данных в клинической практике весьма ограничены без учета нитроксидергических событий, происходящих в мозге человека при болевом воздействии. К сожалению, усилия исследователей по данному вопросу ограничиваются лишь
картированием NO-ергических нейронов мозга человека в норме (Egberongbe et al., 1994; Sangruichi, Cowall, 1991).
Цель настоящей работы - установить закономерности организации и функционирования NO-ергических систем головного мозга человека и животных, вовлеченных в модуляцию болевого сигнала.
Задачи исследования:
Изучить локализацию и активности NADPH-диафоразы и NO-синтазы в тех регионах головного мозга человека и животных, причастность которых к модуляции болевого сигнала является установленной.
С помощью гисто- и иммуноцитохимических методов охарактеризовать медиаторный тип NO-ергических нейронов в нервных центрах головного мозга человека и животных.
На модели тонической воспалительной боли изучить динамику активности NO-синтазы в ядерных и корковых формациях головного мозга крыс и оценить характер изменений нейронального, эндотелиального и индуцибельного компонентов синтеза N0.
Дать количественную оценку биохимической активности фермента в отделах головного мозга и определить содержание метаболитов NO (нитратов и нитритов) в периферической крови экспериментальных животных.
Провести комплексное исследование нитроксидергической активности в соответствующих структурах головного мозга людей, погибших в различные сроки после развития травматического болевого шока.
Изучить состояние нитроксидергических процессов в мозге экспериментальных животных при системном воздействии опиатов и у людей, погибших в результате опийной интоксикации.
На основе полученных результатов и при их соотнесении с литературными данными составить нейрохимическую и динамическую модель нитроксидергической модуляции системной болевой реакции.
6 Научная новизна работы. В настоящей работе проведено комплексное
исследование синтеза оксида азота в нервных центрах и корковых формациях
головного мозга человека и животных, участвующих в формировании
системной интегративной болевой реакции.
Впервые представлена количественная характеристика NO-ергических нейронов в отделах головного мозга человека и экспериментальных животных и выявлены межвидовые сходства и отличия.
Впервые изучена динамика активности NADPH-диафоразы, нейрональной и индуцибельной NO-синтазы в различных структурно-функциональных ансамблях болевого анализатора и проведен сравнительный анализ изменений, происходящих в мозге экспериментальных животных и у людей, погибших от травматического болевого шока.
Впервые показан дозо-зависимый эффект опиатных аналгетиков на состояние NO-ергического синтеза в серотонинергических ядрах у экспериментальных животных.
В коре головного мозга людей, погибших от опийной интоксикации, впервые идентифицированы аберрантные NO-ергические комплексы, формирующие морфологический субстрат для нейротоксического действия оксида азота.
Впервые установлена индукция NOS в норадренергических нейронах голубоватого пятна мозга наркоманов.
Впервые создана нейрохимическая и динамическая модель нитроксидергической модуляции различных компонентов системной болевой реакции.
Теоретическая и практическая ценность работы. Результаты исследования топографических взаимоотношений между медиаторной специализацией нейрона и его NO-ергической функцией необходимы для выяснения роли нейромодуляторных влияний N0 при развитии болевых феноменов. Эти данные также важны для обоснования закономерностей, лежащих в основе аналгетического и аддиктивного действия используемых в клинике опиатных аналгетиков.
Предложенная в работе концепция NO-ергической модуляции центральных механизмов боли способствует пониманию нейрохимических основ патогенеза боли и открывает перспективы для более рациональной коррекции болевых синдромов при использовании специфических регуляторов активности NO-синтазы самостоятельно или в комбинации с другими препаратами.
Полученные данные о топографии NO-ергических нейронов головного мозга человека и животных и их динамических перестройках в условиях болевого стресса могут быть использованы в нейрохимии, токсикологии, психофармакологии, психиатрии, клинической и экспериментальной неврологии, анестезиологии, наркологии и судебной медицине. Эти данные необходимы также для поиска и оценки фармакологических препаратов направленного действия.
На защиту выносятся следующие положения:
В головном мозге стволовые и корковые отделы, участвующие в интеграции болевого сигнала, продуцируют оксид азота.
NO-ергические нейроны различных мозговых формаций человека и животных характеризуются медиаторной и нейрохимической гетерогенностью, которая определяет их неравнозначное участие в формировании болевой реакции.
В системной болевой реакции течение перцептуально-дискриминативного, эмоционально-когнитивного, вегетативного и антиболевого компонентов регулируется NO-ергическим механизмом.
В основе аналитического и аддиктивного эффектов опиатных аналгетиков лежат изменения активности N0 в эндогенных антиболевых центрах.
Апробация работы
Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на III Международной конференции стран СНГ по функциональной морфологии, посвященной 100-летию со дня рождения Н.Г.Колосова (Санкт-Петербург, 1997); V Международном симпозиуме Японско-Российского медицинского обмена (Япония. Саппоро, 3-4\09. 1997); Международном симпозиуме «Роль
монооксида азота в процессах жизнедеятельности» (Минск, 17-21X02, 1998); VI Съезде анестезиологов и реаниматологов (Москва, 1998); V Всероссийском съезде судебных медиков (Москва-Астрахань, 2000); I и III Тихоокеанской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы экспериментальной, профилактической и клинической медицины» (Владивосток, 4\05. 2000; 25\04. 2002); Центральном Европейском конгрессе по нейробиологии (Польша. Краков, 2001); Международной научной конференции «Медико-биологические и экологические проблемы здоровья человека на Севере» (Сургут, 29-31X05, 2002); X Международном конгрессе нейрохимического общества Чехии и Словакии «Нейронауки в третьем тысячелетии» (Словакия. Каста, 1-5X06. 2002); IV Международной конференции по функциональной нейроморфологии «Колосовские чтения — 2002» (Санкт-Петербург, 29-31X05, 2002); XIX конгрессе Международной академии судебной медицины (Италия. Милан, 3-6X09. 2003); XX Конгрессе Международного общества судебных генетиков (Франция. Бордо, 9-13X09. 2003).
Похожие диссертации на Значение оксида азота в механизмах развития боли
