Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Нейрофизиологические и нейрохимические механизмы формирования краниоваскулярнои боли и их фармакологическая коррекция
1.1. Нейрофизиологические механизмы формирования краниоваскулярной боли 12
1.1.1. Роль системы тройничного нерва в патогенезе краниоваскулярной боли 12
1.1.2. Роль сенситизации в патогенезе краниоваскулярной боли 17
1.1.3. Роль эндогенной антиноцицептивной системы в патогенезе краниоваскулярной боли 20
1.2. Нейрохимические механизмы формирования краниоваскулярной боли 22
1.2.1. Серотонинергическая система 22
1.2.2. Адрено- и дофаминергическая система 25
1.2.3. Монооксид азота и глутамат 28
1.2.4. ГАМК-ергическая система 32
1.3. Фармакологическая коррекция краниоваскулярной боли 35
1.3.1. Серотонинергические средства 36
1.3.2. Адрено- и дофаминергические средства 38
1.3.3. ГАМК-ергические средства 39
1.3.4. Нейрофизиологические и нейрохимические механизмы действия вальпроата и баклофена при краниоваскулярной боли 41
Глава 2. Методы исследования 44
2.1. Лабораторные животные и операционная подготовка 44
2.2. Раздражение твердой мозговой оболочки и мониторинг нейрональной активности 45
2.3. Фармакологические средства, дизайн экспериментов и обработка данных 49
Глава 3. Характеристика фоновой и вызванной электрической стимуляцией твердой мозговой оболочки активности нейронов спинального ядра тройничного нерва и их изменения под влиянием периферической сенситизации 52
3.1. Фоновая и вызванная нейрональная активность 52
3.2. Влияние периферической сенситизации на фоновую и вызванную нейрональную активность 59
3.3. Обсуждение результатов 68
Глава 4. Влияние баклофена и вальпроата на фоновую и вызванную электрической стимуляцией. Твердой мозговой оболочки активность нейронов спинального ядра тройничного нерва 74
4.1. Влияние баклофена на фоновую активность нейронов 75
4.2. Влияние баклофена на вызванную активность нейронов 78
4.3. Влияние блокады ГАМК-рецепторов на эффекты баклофена 90
4.4. Влияние вальпроата на фоновую активность нейронов 94
4.5. Влияние вальпроата на вызванную активность нейронов 97
4.6. Влияние блокады ГАМК-рецепторов на эффекты вальпроата 107
4.7. Обсуждение результатов 111
Заключение 119
Выводы 129
Научно-практические рекомендации 131
Список литературы 132
Приложение 156
- Роль системы тройничного нерва в патогенезе краниоваскулярной боли
- Фармакологическая коррекция краниоваскулярной боли
- Раздражение твердой мозговой оболочки и мониторинг нейрональной активности
- Влияние периферической сенситизации на фоновую и вызванную нейрональную активность
Введение к работе
Актуальность темы. Головными болями различной этиологии страдает около двух третей населения развитых стран, при этом более чем у половины из них головная боль становится хронической (Амелин А.В. и соавт.,' 2001). Одной из наиболее частых форм цефалгий является эпизодическая и хроническая мигрень (Вейн A.M. и соавт., 1995). Высокая интенсивность боли, частые приступы, сопутствующие вегетативные и психические расстройства существенно снижают качество жизни пациентов и приводят к продолжительной нетрудоспособности (Ferrari M.D., 1998; Ellington G., 2002). Следовательно, мигрень является не только медико-биологической, но и социально-экономической проблемой (Амелин А.В., 2001; Solomon G.D., Price K.L., 1997).
Предполагается, что в основе патогенеза мигрени лежит нарушение механизмов взаимодействия между сосудами твердой мозговой оболочки, тройничным нервом и ЦНС (Moskowitz MA.., 1984): Данная теория получила название тригеминоваскулярной и до настоящего времени активно изучается и дополняется новыми клиническими и экспериментальными данными (Malick A., Burstein R., 2000; Yarnitsky D. et al., 2004; Goadsby P.J., 2005). Разработанная на основе тригеминоваскулярной теории мигрени экспериментальная модель краниоваскулярной боли позволяет исследовать центральные механизмы действия эффективных в клинике препаратов и вести поиск новых средств для лечения мигрени.
Лечение мигрени предполагает купирование развившегося приступа и предупреждение частых атак болезни. С этой целью в клинике используются бета-блокаторы, антидепрессанты, антиконвульсанты и ряд других препаратов. Одним из наиболее эффективных лекарственных средств для профилактического лечения мигрени является ингибитор ГАМК-трансаминазы вальп-роат (Амелин А.В. и соавт., 2001; Diener Н.С., Limmroth V., 2006). В последнее время появились данные о высокой эффективности вальпроата и при ку-
пировании приступа мигрени и кластерной головной боли (Arnold G. et al., 1998; Freitag F.G., 2002; Reiter P. D., 2005). Аналитические свойства другого ГАМК-ергического средства - баклофена - подтверждены его успешным применением при лечении нейропатической боли, профилактики приступов мигрени, кластерных болей и головных болей напряжения (Hering-Hanit R., 1999; Santos Т. et al., 1999; Bilchik T.R., 2004).
Несмотря на клиническую эффективность вальпроата и баклофена при мигрени, их механизмы действия при данной патологии остаются мало изученными (Loscher W., 1998; Palmer J.E. et al., 2000). В связи с этим представляется актуальным исследование нейрофизиологических и нейрохимических механизмов действия вальпроата и баклофена на экспериментальной модели краниоваскулярной боли.
Работа выполнена по плану НИР СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова в рамках государственной отраслевой научно-исследовательской программы МЗ РФ «Разработка функционально-метаболических основ патогенеза, совершенствование диагностики, лечения и реабилитации больных с заболеваниями нервной'системы», тема договора № 739/147/052 от 27.05.98: «Разработка и изучение методов лекарственного и немедикаментозного лечения болевых синдромов в эксперименте и клинике», 1998 г.
Цель исследования. Изучение функциональных особенностей нейронов тройничного комплекса и анализ нейрохимических и нейрофизиологических механизмов действия ГАМК-позитивных препаратов на модели краниоваскулярной боли.
Задачи исследования
Изучить особенности реакций нейронов спинального ядра тройничного нерва крысы на электрическое раздражение твердой мозговой оболочки в области верхнего сагиттального синуса.
Исследовать влияние периферической сенситизации на фоновую- и вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов тройничного комплекса.
Изучить влияние баклофена и вальпроата на фоновую и вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов тройничного комплекса.
Оценить участие ГАМК-А и ГАМК-Б рецепторов в реализации эффектов вальпроата и баклофена.
Положения, выносимые на защиту
Типичный ответ нейрона спинального ядра тройничного нерва на одиночную электрическую стимуляцию твердой мозговой оболочки представляет собой двухфазную реакцию, не изменяющуюся при повторном предъявлении указанного раздражения и состоящую из короткого начального разряда, соответствующего активации афферентных А8-волокон, и следующего за ним более продолжительного разряда, соответствующего активации афферентных С-волокон тройничного нерва.
Сенситизация рецепторов твердой мозговой оболочки приводит к обратимому увеличению фоновой и вызванной электрическим раздражением верхнего сагиттального синуса активности нейронов тройничного комплекса, причем увеличение вызванной активности происходит за счет роста второй фазы нейрональных ответов.
Баклофен во всем диапазоне доз (от 2.5 до 15 мг/кг) угнетает фоновую активность нейронов спинального ядра тройничного нерва. Ингиби-рующее влияние баклофена на вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов тройничного комплекса возрастает с увеличением дозы препарата, причем более интенсивно угнетается вторая фаза ответных нейрональных реакций.
Вальпроат (25-200 мг/кг) дозозависимо угнетает как фоновую, так и вызванную активность нейронов спинального ядра тройничного нерва. Ин-гибирующее влияние вальпроата на вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов тройничного комплекса в большей степени выражено для второй фазы ответных нейрональных реакций.
5. В отличие от баклофена, угнетающее действие которого реализуется только через ГАМК-Б рецепторы, ингибирующий эффект вальпроата на фоновую и вызванную активность нейронов тройничного комплекса реализуется через ГАМК-А и ГАМК-Б рецепторы. Блокада любого из этих рецепторов в одинаковой степени ослабляет угнетающее влияние вальпроата на нейрональную активность.
Научная новизна. Впервые показано, что повторные предъявления электрического раздражения твердой мозговой оболочки не меняют двухфазный характер ответов нейронов спинального ядра тройничного нерва. Впервые выявлено, что вызываемое аппликацией смеси гистамина, серото-нина и капсаицина асептическое воспаление в твердой мозговой оболочке сопровождается увеличением не только фоновой, но и вызванной электрическим раздражением верхнего сагиттального синуса активности нейронов спинального ядра тройничного нерва, что свидетельствует о важной роли периферической сенситизации в увеличении реактивности указанных нейронов на раздражающие факторы.
Установлено, что баклофен в дозах 2,5, 5, 10 и 15 мг/кг и вальпроат в дозах 25, 50, 100 и 200 мг/кг оказывают в целом угнетающее действие на фоновую и вызванную электрическим раздражением верхнего сагиттального синуса активность нейронов спинального ядра тройничного нерва, причем для вызванной активности этот эффект выражен в большей степени в отношении второй фазы нейрональных ответов. Показано, что угнетающее влияние вальпроата на активность указанных нейронов в равной мере реализуется как через ГАМК-А, так и через ГАМК-Б рецепторы. Функциональное выключение любого из подтипов рецепторов приводит к ослаблению эффекта вальпроата.
Научно-практическое значение работы. Полученные данные дополняют имеющиеся представления о физиологии тригеминоваскулярной системы, в частности о влиянии периферической сенситизации на активность нейронов тройничного комплекса, и могут быть использованы при дальнейших
исследованиях в этой области. Получено экспериментальное обоснование эффективности баклофена и вальпроевой кислоты при лечении головных болей, в частности мигрени. Новые данные о нейрофизиологических и нейрохимических механизмах действия этих препаратов расширяют представления о роли ГАМК в патогенезе мигрени и могут быть полезными при разработке новых антимигренозных препаратов на основе ГАМК-ергических соединений.
Внедрение результатов исследования. Результаты, диссертационной работы внедрены в научно-исследовательскую работу Института фармакологии им. А.В. Вальдмана и лаборатории кортиковисцеральной физиологии-Института физиологии им. И.П. Павлова РАН, в учебный- процесс кафедры фармакологии с курсом клинической фармакологии СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова.
Апробация^ работы. Материалы исследования представлены в виде докладов и обсуждены на 2-й межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и студентов с международным* участием «Санкт-Петербургские научные чтения-2002»; на 3-й Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2003); на научных заседаниях отдела фармакологии боли Института фармакологии (2002, 2003) и лаборатории кортико-висцеральной физиологии Института физиологии РАН (2004 - 2006); на.международной конференции «Проблемы боли и обезболивания в клинической медицине» (Египет, 2005, 2006); на Российской научно-практической конференции с международным участием «Хронические болевые синдромы» (Новосибирск, 2007); на 3-м съезде фармакологов России «Фармакология - практическому здравоохранению» (Санкт-Петербург, 2007); на заседании Фармакологического общества Санкт-Петербурга (2007); на Российской научно-практической конференции с международным участием «Головная боль 2007» (Москва, 2007); на заседании проблемной комиссии №10 (фармакология) СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова от 12.11.2007, протокол №11.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов работы, результатов собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы. Материал изложен на 156 страницах, содержит 24 рисунка и 26 таблиц. Список литературы включает 255 источников, в том числе 20 работ отечественных и 235 работ иностранных авторов.
Роль системы тройничного нерва в патогенезе краниоваскулярной боли
В 1984 году М.А. Moskowitz обосновал так называемую тригеминова-скулярную теорию и тем самым сгладил противоречия между существовавшими сосудистой (Wolff H.G., 1963) и нейрогенной (Olesen J. et al., 1981) теориями патогенеза мигрени. Суть его гипотезы заключается в том, что в основе патогенеза мигрени лежит нарушение взаимодействия между экстра-и интракраниальными сосудами, системой тройничного нерва и ЦНС, приводящее в конечном счете к развитию асептического неирогенного воспаления в периваскулярных участках мозговых оболочек. При этом менингеальные сосуды являются основным эффекторным звеном патогенеза, а тройничный нерв является не только связующим элементом между ЦНС и иннервируе-мыми им тканями головы, но и играет ключевую роль как в инициации неирогенного воспаления, так и в проведении и модулировании ноцицептивной информации. ЦНС участвует в формировании сложного симптомокомплекса клинических проявлений мигрени, ведущим из которых является головная боль.
В настоящее время тригеминоваскулярная теория признается большинством ведущих исследователей (Hargreaves R.J., Shepheard S.L., 1999; May А., 2003; Glaubic-Latka М. et al., 2004; Goadsby P.J. et al., 2005).
Тройничный комплекс имеет важнейшее значение в патогенезе краниоваскулярной боли и, в частности, мигрени. У человека тройничный нерв -смешанный и представлен одним двигательным и тремя чувствительными (мостовое, мезэнцефалическое и спинномозговое) ядрами, расположенными на протяжении среднего, ромбовидного, продолговатого и верхних (С1-С2) сегментов спинного мозга, а на периферии - тремя нервами, называемыми также ветвями тройничного нерва, отходящими от переднего края тройничного (Гассерова) узла (Синельников Р.Д., Синельников Я.Р., 1994).
Все три ветви тройничного нерва принимают участие в иннервации мозговых оболочек и ее сосудов, а зона иннервации глазного и, частично, верхнечелюстного нервов объясняет типичную локализацию мигренозных болей в лобно-глазнично-височной области головы. Вместе с тем, некоторые пациенты во время приступа отмечают болевые ощущения также в максил-лярной и мандибул ярной областях, что связано с иррадиацией боли по ходу соответствующих нервов (Burstein R. et al., 1998).
Первичные афференты нейронов Гассерова узла представлены преимущественно тонкими слабо миелинизированными А-дельта и немиелини-зированными С-волокнами со скоростями проведения импульсов от 1 до 4,5 м/с (см. подробнее Игнатов Ю.Д., 1991; Schepelmann К. et. al., 1999; Mitsikostas D.D., Sanchez del Rio M., 2001). Являясь основными проводниками болевой чувствительности, А-дельта и С-волокна способны таюке передавать неноцицептивную информацию, активируясь неповреждающими термическими и механическими воздействиями.
Свободные нервные окончания периферических отростков нейронов тройничного ганглия имеют множество концевых разветвлений с мелкими аксоплазматическими выпячиваниями и, образуя своеобразную сеть вокруг менингеальных сосудов, выполняют функцию специфических висцеральных ноцицепторов, отличительной особенностью которых является высокая хе-мочувствительность (Torebjork Н., 1985).
Примечательно, что мозговые оболочки задней черепной ямки и мягкие ткани затылочной области получают чувствительные волокна и от большого затылочного нерва - задней ветви второго шейного нерва (С-2), сопровождающего затылочную артерию и иннервирующего мышцы шеи (Saito К. et al., 1996; Biondi D.M.,2001; Goadsby P.J., 2005). Это является анатомической основой для развития цервикогенных головных болей (Ward T.N., Levin ML, 2000; Biondi D.M., 2000) и объясняет возможность распространения боли при мигрени на затылочную область с развитием ригидности мышц шеи (Burstein R. et al., 1998). Помимо окончаний чувствительных нервов, мозговые оболочки получают проекции от структур вегетативной нервной системы, которые идут в составе ветвей, тройничного нерва и следуют по ходу менингеальных сосудов (Синельников РІД., Синельников .ЖР;, 1994). Участие блуждающего-нерва: В; иннервации мозговых оболочек может служить, обоснованием развития тошноты и рвоты во время приступа мигрени (Hoskin K.L. et al., 2004):.В чувствительных и парасимпатических нервных окончаниях, иннервирующих менингеальные сосуды, содержится ряд биологически-активных веществ, обладающих вазодилатирующими, алгогенными и хемоаттрактантными свойствами (Moskowitz MIA. et al., 1993; Edvinsson L., Goadsby P;J .,. 1994;; Edvinsson L., 2002). Так, сенсорные С-волокна тройничного нерва содержат пептид, связанный с геном кальцитонина (CGRP), субстанцию Р (SP), ноци-цептин и нейрокинин A (NKA). В парасимпатических терминалях содержится ацетилхолин, вазоинтестинальный пептид (VIP), монооксид азота (NO), активирующий аденилатциклазу гипофизарный полипептид (РАЄАР) и гело-дермин (Limmroth V. et al., 1996; Mitsikostas D.D;, Sanchez del Rio Mi, 200 Г; Edvinsson L., UddmanR., 2005).
Деполяризацияшервичных афферентов тройничного нерва приводит по механизму аксон-рефлекса к их антидромной активации и перивазальному высвобождению CGRP, SR и NKA (Delepine L., Aubineau P., 1997; Fusco М. et al., 2003), что сопровождается расширением мелких менингеальных сосудов увеличением проницаемости сосудистой стенки для белков плазмы и форменных элементов крови, периваскулярным отеком мозговых оболочек, агрегацией тромбоцитов и дегрануляцией тучных клеток, т.е. формируется типичная воспалительная реакция, протекающая в отсутствии инфекционного агента — асептическое нейрогенное воспаление (Moskowitz M.A. et al., 1993; Buzzi M.G. et al., 1995).
В качестве потенциального триггера антидромной стимуляции первичных афферентов тройничного нерва чаще всего рассматривается распространяющаяся кортикальная депрессия (Амелин А.В. и соавт., 2001; Cutrer F.M. et al., 1997; Buzzi M.G., Moskowitz M.A., 2005; Edvinsson L., Uddman R:, 2005), представляющая собой волну деполяризации, распространяющуюся по коре головного мозга со скоростью 2-6 мм в минуту во всех направлениях независимо от прохождения нервных путей. В экспериментах на крысах показано, что распространяющаяся кортикальная депрессия вызывает увеличение фоновой-и вызванной электрическим раздражением верхнего сагиттального синуса и тактильным раздражением кожи морды активности сенсорных нейронов тройничного комплекса (Иванов В.Е., 1998; Амелин А.В. и соавт., 2001; Lambert G.A. et al., 1999) и увеличение уровня экспрессии c-fos белков в нейронах спинального тригеминального- ядра (Moskowitz M.A. et al., 1993; Ingvardsen B.K. et al., 1997; Mitsikostas D.D., Sanchez del Rio M., 2001). Распространяющаяся кортикальная депрессия способствует высвобождению некоторых простагландинов и ионов калия (Lauritzen М. et al., 1990), внеклеточная концентрация которого достигает 60 мМ, что вызывает деполяризацию перивазальных окончаний тройничного и парасимпатических нервов (Bolay Н. et al., 2002).
В роли самостоятельного триггера асептического нейрогенного воспаления могут выступать и парасимпатические влияния (Yarnitsky D. et al., 2003; Burstein R., Jakubowski M., 2005), реализуя свое действие как напрямую, вызывая эндотелийзависимую релаксацию мозговых сосудов (через Ml рецептор или путем непосредственной секреции NO и/или VIP) и дегрануля-цию тучных клеток (Edvinsson L.,Uddman R., 2005), так и опосредованно, через активацию сенсорных окончаний С-волокон тройничного нерва (Goadsby P.J., Edvinsson L., 1993).
Фармакологическая коррекция краниоваскулярной боли
Классификация лекарственных препаратов, применяемых для купирования приступа головной боли, включает в себя две основные группы: препараты с неспецифическим (НГТВП, опиаты) и со специфическим (селективные и неселективные агонисты 5НТ-1-рецепторов) механизмами действия (Lim-mroth V. et al., 2004). Помимо этого отдельно выделяют комбинированные препараты (кофергот, солпадеин, мигренол и т.д.) и вспомогательные средства, обладающие противорвотным действием (метоклопрамид, домперидон).
Профилактическое лечение мигрени, помимо мероприятий по корректировке диеты и режима, включает в себя назначение в межприступном периоде одного или нескольких препаратов превентивного ряда, к которым относятся антиадренергические (моксонидин, клофелин) средства, в т.ч. бета-блокаторы (пропранолол, тимолол), антагонисты 5-НТ2-рецепторов (мети-сергид, пизотифен), блокаторы кальциевых каналов (верапамил, флунаризин), антидепрессанты с различными механизмами действия (амитриптилин, флу-оксетин), НПВП (диклофенак, индометацин) и антиконвульсанты (вальпроат, топирамат). Среди перечисленных средств выделяют, в свою очередь, препа раты первой (бета-блокаторы, трициклические антидепрессанты, антикон-вульсанты) и второй (5НТ-2 антагонисты, ингибиторы МАО) очереди, высокой и низкой эффективности. Существуют также рациональные (антидепрессанты и, например, бета-блокаторы или вальпроат) и недопустимые (сочетание антидепрессантов с различной фармакодинамикой) комбинации профилактических средств (Амелин А.В: и соавт., 2001).
Все лекарственные средства действуют на различные нейрохимические системы, участвующие в патогенезе краниоваскулярной боли. Одними из наиболее изученных и часто применяемых для купирования; приступа мигрени препаратов являются селективные агонисты 5-НТіВ/т-ре-цепторов - так называемые «триптаны»: суматриптан, золмитриптан, нарат-риптан и др. Эффективность этих препаратов подтверждена результатами-многочисленных клинических исследований (Амелин А.В. и соавт., 2001; Carpay J. et al., 2004; Ashcroft D.M. et al., 2004; AhonenK. et al., 2004). Механизм действия триптанов связан с активацией соответствующих подтипов серотониновых рецепторов, в результате чего происходит сужение сосудов мозговых оболочек, угнетение высвобождения нейропептидов из сенсорных окончаний тройничного нерва и пресинаптическая блокада проведения но-цицептивной. информации? в спинальное тригеминальное ядро (Mitsikostas D.D., Sanchez del Rk»M., 2001; Durham P.L., Russo A.F., 2002). Предположения об их центральном механизме действия,непосредственно на уровне нейронов спинального ядра (Goadsby P.J. et al., 2001) не всегда находят свое экспериментальное подтверждение (Burstein R., Jakubowski М., 2004). Принимая-во внимание роль 5-НТ]Р-рецепторов в функционировании тригеминоваску-лярной системы, в последние годы разрабатывается: новый класс серотони-нергических препаратов для купирования приступа головной боли - селективные агонисты 5-НТіР-рецепторов, результаты экспериментальных иссле дований которых дают оптимистичный прогноз их клиническому применению (Goldstein D.D J. et al., 1999).
Неселективные агонисты 5-НТ-рецепторов эрготамин и дигидроэрго-тамин обладают также агонистической активностью в отношении дофамино-и адренорецепторов, с чем связано наличие большого количества побочных эффектов (дисфория, тошнота, сосудистая дистония) при их применении. При лечении приступа головной боли механизм действия этих препаратов заключается в активации 5-НТт/ш-рецепторов, т.е. аналогичен фармакоди-намике триптанов (Silberstein S.D., McCrory D.C, 2003). При монотерапии эти препараты по своей клинической эффективности уступают триптанам, но в комбинации с метоклопрамидом или кофеином их антимигренозная активность существенно возрастает (Edwards K.R. et al., 2001; Colman I. et al., 2005). Дигидроэрготамин и дигидроэргокристин используются также и, для предупреждения развития приступов мигрени, что возможно благодаря их способности частично блокировать 5-НТ2-рецепторы (Амелин А.В., Тарасова СВ., 2007; Micieli G. et al., 2001).
Эффективность пизотифена, тропоксина, метисергида и амитриптилина в профилактическом лечении мигрени и ряда других цефалгий подтверждена результатами ряда клинических исследований (Тумелевич Б.Ч., 2002; Krym-chantowski A.V. et al., 2004; Lewis D.W. et al., 2004). Предполагается, что их антимигренозная активность связана прежде всего с антагонизмом в отношении 5-НТ2-рецепторов. В эксперименте эти препараты уменьшали вызванную введением метахлорфенилпиперазина экстравазию белков плазмы в твердую мозговую оболочку. Помимо этого, метисергид и тропоксин блокировали развитие нейрогенного воспаления в менингеальных сосудах, вызванное электрической стимуляцией тройничного ганглия, что свидетельствует о наличии у них агонистической активности в отношении 5-НТів/іп_рецепторов (Амелин А.В. и соавт., 2001). Метисергид и амитриптилин при ежедневном хроническом назначении равноэффективно дозозависимо подавляли развитие распространяющейся корковой депрессии у крыс (Ayata С. et al., 2006).
Бета-адреноблокаторы являются высокоэффективным средством для профилактического лечения мигрени как в монотерапии, так и в комбинации с другими препаратами (SilbersteinS:D;, 2005; Pascual J; et al., 2007), хотя механизм их антимигренозного действия до конца не выяснен. Показано, что в эксперименте пропранолол предотвращал развитие распространяющейся корковой депрессии (Ayata С. et al., 2006). Пропранолол и атенолол но не селективные бета-2/бета-3-блокаторы угнетали-вызванную как раздражением верхнего сагиттального синуса, так и местным микроионофорезом глутамата1 активность таламокортикальных нейронов, причем этот эффект устранялся изадрином, но не антагонистами 5-НТіллв/т-рецепторов, что свидетельствует о важной самостоятельной роли бета-1 -рецепторов в центральной модуляции ноцицептивного потока при краниоваскулярной боли (Shields K.G,; Gbadsby P.J., 2005). Впрочем, эффективность бета-блокаторов в лечении цефалгий объясняется не только их адреноблокирующей активностью. Так, пропранолол уменьшал вызванное метахлорфенилпиперазином; пропотевание альбуминов плазмы в твердую мозговую оболочку, что предполагает наличие у него антагонистических свойств в. отношении 5-НТ2-рецепторов. Также не исключается опосредованное действие пр опранолола на проведение сенсорной информации от менингеальных сосудов путем активации нисходящих серо-тонинергических проекций, оказывающих угнетающее влияние на активность нейронов спинального ядра тройничного нерва (Амелин А.В. и соавт., 2001).
Агонисты альфа-2-адренорецепторов также рассматриваются как препараты для профилактического лечения ряда цефалгий; Показано, что клони-дин и моксонидин угнетают развитие асептического нейрогенного воспаления в менингеальных сосудах, действуя через пресинаптические альфа-2-адренорецепторы и, возможно, через, пресинаптические 5НТю-рецепторы. Кроме того, они тормозят фоновую и вызванную электрической стимуляцией твердой мозговой оболочки или распространяющейся кортикальной депрессией активность нейронов каудального ядра тройничного нерва путем активации центральных альфа-2-адренорецепторов (Амелин А.В. и соавт., 2001). Эффективность и безопасность тизанидина в превентивной терапии хронической ежедневной головной боли, мигрени и головной боли напряжения доказана в многочисленных клинических исследованиях (Saper J.R. et al., 2001; 2002; Freitag F.G., 2003). Тем не менее, несмотря на столь впечатляющие клинико-экспериментальные данные, на практике эти препараты используются сравнительно редко.
Раздражение твердой мозговой оболочки и мониторинг нейрональной активности
Поиск нейронов осуществлялся на уровне каудальной части продолговатого мозга и первого- сегмента цервикального отдела спинного мозга на расстоянии от 0,0 до 3,5 мм каудальнее obex и от 1,5 до 2,5 мм латеральнее средней линии на глубине от 0,2 до 1,3 мм от поверхности мозга (рис. 16). Эта область соответствует положению спинномозгового ядра тройничного нерва у крыс (Pellegrino L. J. et al., 1979). Регистрация активности нейронов спинномозгового ядра производилась внеклеточно с помощью изолированных лаком вольфрамовых микроэлектродов (Германия) с диаметром кончика 2-5 мкм и сопротивлением 8-12 МОм. Погружение микроэлектрода в ткань мозга осуществлялось с помощью электронного манипулятора (МП-2, Россия) с шагом 4 мкм. Отбор нейронов для исследования производился по наличию ответов на ипсилатеральное электрическое и механическое раздражение твердой мозговой оболочки в области верхнего сагиттального синуса и реакции на тактильную стимуляцию (поглаживание стеклянной палочкой) кожи морды в области глазницы, переносицы, верхней губы, лба и виска на стороне поиска (рис. 1,а).
Схема установки и операционной подготовки (а) и фронтальный срез продолговатого мозга на уровне С1 (б), где: 1 - микроэлектрод, 2 - спинальное ядро тройничного нерва, 3 - стимулирующий электрод, 4 - верхний сагиттальный синус, 5 - задвижка (obex), 6 - область тактильной стимуляции; ЭСУ - электростимулятор, ПК - персональный компьютер, МП - погружатель микроэлектрода, АЦП - аналого-цифровой преобразователь. Для электрического раздражения твердой мозговой оболочки использовались накладные биполярные серебряные электроды в виде шариков диаметром 0,3 мм с межэлектродным расстоянием 1,0 мм и сопротивлением около 50 кОм. Стимуляция проводилась одиночными прямоугольными импульсами тока силой 0,5-1,0 мА и длительностью 0,25 мс с помощью электростимулятора (ЭСУ-2, Россия), снабженного радиочастотной приставкой. Сила стимулирующего тока выбиралась в каждом конкретном случае как 1,3 порогового значения для вызова реакции нейрона. Механическое раздражение твердой мозговой оболочки осуществлялось с помощью набора, тестовых волосков Фрея разной толщины с нагрузкой 3-5 г. Химическое раздражение твердой мозговой оболочки осуществляли по модифицированному нами методу R. Burstein et al. (1998). Для этого на поверхность твердой мозговой оболочки в области расположения стимулирующего электрода наносили так называемый «воспалительный суп» — смесь водных растворов гиста-мина, серотонина и капсаицина («ICN», США, 10" М).
Отводимая микроэлектродом нейрональная активность после необходимого усиления подавалась на вход аналого-цифрового преобразователя (AD-32, Россия) для оцифровки и ввода в персональный компьютер Pentium IV (см. рис. 1, а). Период оцифровки входного сигнала составлял 50 мкс.
Мониторинг и анализ активности исследуемых нейронов, а также управление электрической стимуляцией твердой мозговой оболочки осуществлялись в режиме реального времени с помощью специальной компьютерной программы Spikes 1.3 (Пантелеев С.С, 2001), позволяющей при произвольном определении порогов амплитуды разрядов нейронов выделять из суммарной записи до трех спайковых последовательностей одновременно с раздельным построением перистимульных гистограмм для каждой из них. Оценка фоновой и вызванной нейрональной активности производилась по перистимульным гистограммам с пре- и постстимульной эпохами анализа соответственно, длительностью-250 мс каждая.
Влияние вальпроата натрия («Депакин», «SANOFI», Франция) на фоновую и вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов спинального ядра тройничного нерва оценивалось в дозах 25, 50, 100 и 200 мг/кг. Влияние баклофена («ICN», США) - в дозах 2,5, 5, 10 и 15 мг/кг. Изучаемые вещества разводили ex tempore в 1 мл физиологического раствора и вводили внутривенно медленно в течение 1 мин. Все животные были разбиты случайным образом на 9 экспериментальных групп по 5 животных в каждой. Каждая доза указанных веществ тестировалась на одной группе. В контрольной группе вводили эквивалентный объем физиологического раствора при прочих равных условиях эксперимента.
Для анализа нейрохимического механизма действия тестируемых веществ использовали антагонисты ГАМК-рецепторов. В качестве блокатора ГАМК-А рецепторов использовали бикукуллин («ICN», США) в дозе 1 мг/кг; для блокады ГАМК-Б рецепторов использовали 5-аминовалериановую кислоту («ICN», США) в дозе 25 мг/кг. Указанные средства разводили ех tempore в 0,3 мл физиологического раствора и вводили внутривенно медленно в течение 30 с. Для проведения данного этапа работы была выделена группа животных в количестве 20 особей, по пять крыс для каждой из комбинаций изучаемых препаратов с разными антагонистами.
После нахождения нейрона, соответствующего условиям отбора (см. выше) и имеющего стабильные показатели фоновой и вызванной электрическим раздражением верхнего сагиттального синуса активности производили их контрольную запись в качестве исходных значений. Далее вводили изучаемое вещество (вальпроат или баклофен) в определенной дозе и через 5, 10, 15, 20, 30 и 45 минут после окончания инфузии производили измерения и запись фоновой и вызванной нейрональной активности. Выводы о влиянии вещества на фоновую и вызванную активность нейронов делали на основании сравнения полученных через указанные промежутки времени данных с исходными значениями и с данными контрольной группы.
В серии экспериментов по определению нейрохимического механизма действия вальпроата и баклофена, после нахождения нейрона, удовлетворяющего условиям отбора, сначала вводили антагонисты ГАМК-рецепторов. Через 10 минут после окончания их инфузии производили запись исходных значений, после чего вводили тестируемые вещества и записывали фоновую и вызванную активность через указанные выше интервалы времени.
Для изучения влияния периферической сенситизации на фоновую и вызванную активность нейронов спинального ядра тройничного нерва в серии из пяти опытов использовали химическое раздражение dura mater (см. выше). Для этого после записи исходных значений нейрональной активности на поверхность твердой мозговой оболочки наносили «воспалительный суп». После двухминутной экспозиции излишки «супа» удаляли ватным тампоном, смоченным в теплом физиологическом растворе. Последующую запись фоновой и вызванной электрическим раздражением верхнего сагиттального синуса нейрональной активности производили через стандартные промежутки времени после аппликации «супа».
Влияние периферической сенситизации на фоновую и вызванную нейрональную активность
Влияние сенситизации рецепторов сосудов твердой мозговой оболочки на нейрональную активность изучено на 5 нейронах спинального ядра тройничного нерва. Исследованные нейроны характеризовалась исходно высокой фоновой импульсной активностью преимущественно в виде одиночных аритмических разрядов с частотой следования от 10,6 до 24,3 имп/с, в среднем 15,8+2,3 имп/с и отвечали увеличением частоты разрядов как на электрическое и механическое раздражение твердой мозговой оболочки в области верхнего сагиттального синуса, так и на ипсилатеральную тактильную стимуляцию кожных рецептивных полей в лобно-глазничной области.
Сенситизация рецепторов достигалась путем аппликации на поверхность твердой мозговой оболочки так называемого «воспалительного супа», который наносился после мониторинга исходных значений фоновой и. вызванной нейрональной активности, дальнейшие изменения которых фиксировались через стандартные промежутки времени после нанесения «супа» (см. подробнее главу 2).
Показано, что аппликация «воспалительного супа» на поверхность твердой мозговой оболочки приводит к выраженному увеличению как фоновой, так и вызванной электрической стимуляцией твердой мозговой оболочки активности нейронов спинального ядра тройничного нерва, достигающему достоверных по сравнению с исходными значениями различий уже через 5 минут после нанесения провоспалительных агентов (рис. 9, табл. 3).
При этом аппликация «воспалительного супа» сопровождалась выраженным увеличением второй фазы ответных реакций нейронов на электрическую стимуляцию твердой мозговой оболочки, причем это увеличение было статистически значимым по сравнению с исходными значениями до нанесения «супа» и достигало максимума на 10-й минуте после его аппликации. Первая фаза нейрональных ответов на протяжении всего эксперимента оставалась практически без изменений (рис. 10, табл. 4).
По оси абсцисс - время в минутах до (0) и после (5-45) нанесения «воспалительного супа» на поверхность твердой мозговой оболочки; по оси ординат - частота разрядов нейронов в % к исходному значению до аппликации «супа». - изменения достоверны при Р 0,05 по сравнению с исходными значениями до аппликации «супа». Черные столбики - первая фаза, серые столбики - вторая фаза.
Статистическая оценка влияния сенситизации ноцицепторов сосудов dura mater на фоновую и вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов спинального ядра тройничного нерва производилась путем сравнения полученных данных с результатами исследования контрольной группы животных, не получавших химического раздражения твердой мозговой оболочки. Показано, что индуцированные нанесением на твердую мозговую оболочку «воспалительного супа» изменения как фоновой, так и вызванной нейрональной активности достоверно отличаются от контрольных значений (рис. 11, табл. 5).
Таким образом, предварительное нанесение на поверхность твердой мозговой оболочки смеси провоспалительных и алгогенных химических агентов приводит к выраженному и достоверному по сравнению с контролем увеличению фоновой и вызванной электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активности нейронов спинального ядра тройничного нерва. Изменение вызванной активности связано прежде всего с увеличением второй фазы ответов нейронов, что подтверждается ее достоверным отличием не только от контроля, но и от значений первой фазы.
Исследованные нами нейроны, отвечающие как на тактильную стимуляцию кожных рецептивных полей, так и на электрическое, т.е. ноцицептив-ное раздражение твердой мозговой оболочки, по своим анатомо-физио-логическим характеристикам являются конвергентными нейронами «широкого динамического диапазона» (Волчков В.А. и соавт., 2006). С этими клетками контактируют не только разномодальные висцеральные, но и кожные и мышечные афференты тройничного нерва (Hou S.-X. et al., 2003), что лежит в основе возникновения головных болей определенной локализации и феномена отраженной боли (Kenshalo D.R. et al., 2000). Конвергенция висцеральных и соматических чувствительных волокон на нейронах спинального ядра приводит к тому, что боль, источником которой является твердая мозговая оболочка, воспринимается в том числе и как возникающая в других областях иннервации тройничного нерва, что и определяет, в частности, характерную ее локализацию при мигрени (Goadsby Р J., 2005).
Согласно стереотаксическим координатам, зарегистрированные нами нейроны располагались в переходной зоне между интерполярным и каудаль-ным ядрами и на всем протяжении ростральной части спинального ядра тройничного нерва. Учитывая глубину погружения микроэлектрода (от 0,2 до 1,3 мм от поверхности мозга), эти клетки находились в вентролатеральной области III-VI нейронных пластин ядра, что полностью совпадает с данными других авторов (Yamamura Н. et al., 1999; Schepelmann К. et al., 1999).
Работами R. Burstein и соавт. (1998) было показано, что раздражение верхнего сагиттального синуса электрическими импульсами пороговой интенсивности приводит к появлению ранних ответов нейронов спинального ядра тройничного нерва с латентностью не более 14 мс. При увеличении силы тока в 2 раза по сравнению с пороговыми значениями электрическая стимуляция синуса сопровождается появлением дополнительной поздней ответной реакции нейронов с латентностью более 45 мс.
Известно, что на нейронах «широкого динамического диапазона», локализованных в вентролатеральной области каудального ядра тройничного нерва, оканчиваются тонкие слабомиелинизированные А-дельта и безмиели-новые Є-волокна (Burstein R. et al, 1998; Волчков B.A. и соавт., 2006). Ранее на сегментарном уровне ЦНС уже было показано, что одновременное раздражение обоих типов этих волокон: проявляется двумя; ответными реакциями нейронов глубоких пластин задних рогов спинного мозга — ранней (ко-ротколатентный ответ на стимуляцию А-волокон) и поздней (длиннолатент-ныйС-ответ) (Игнатов Ю:Д. и соавт., 1994; Ikoma A. et al., 2003).
Мы получили двухфазную- ответную реакцию- нейронов каудального ядра, тройничного комплекса на электрическое раздражение твердой мозговой оболочки с силой тока, не превышающей пороговых значений более чем на 30%, при; этом» параметры электрического раздражения в целом были намного более щадящими по сравнению с работами других авторов. Например, максимальная сила тока электрического раздражения;верхнего сагиттального синуса во всех наших экспериментах не превышала 1,0-мА, в то время как.у других исследователей она была в 4-ГО раз выше (Иванов В:Е., 1998; YamamuraH: et al., 1999; Goadsby P.J. et al., 2001). Тем самым мы предотвращали избыточную травматизацию; твердой мозговой оболочки вследствие ее электрокоагуляции,.а также минимизировали риск возникновения «феномена взвинчивания» исследуемых нейронов вследствие накопления эффекта электрического раздражения, что могло бы исказить результаты наших экспериментов.
Двухфазная ответная реакция нейронов спинального ядра тройничного комплекса может иметь; следующее объяснение. Первая фаза ответа, четко выраженная у всех исследованных нейронов и представляющая собой короткий высокочастотный пачечный разряд со средним латентным периодом 11,9±0,17 мс, отражает, вероятно, ортодромную активацию электрическим током-А-волокон с более высокой скоростью проведения возбуждения, по сравнению с С-волокнами (Schepelmann К. et а!., 1999). Вторая фаза ответа, представляющая собой более продолжительный по сравнению с первой фазой разряд нейронов со средним латентным периодом 34,2±0,8 мс, скорей всего, может быть объяснена активацией С-волокон, обладающих более низкой скоростью проведения возбуждения (Burstein R. et al., 1998). Кроме того, вторая фаза ответа может быть связана с вторичной активацией периваску-лярных сенсорных окончаний тройничного нерва выделяющимися вследствие тканевой альтерации в зоне электрического раздражения- алгоиндуктор-ными субстанциями.
![Пролиферативная активность структур слизистой оболочки десны в зоне протезного ложа у больных сахарным диабетом [Электронный ресурс]](/i/i/4509/212219.png "Пролиферативная активность структур слизистой оболочки десны в зоне протезного ложа у больных сахарным диабетом [Электронный ресурс] Первов Юрий Юрьевич")
