Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Введение 5
Глава 2. Обзор литературы 11
2.1. Каталепсия и кататония у человека и животных: определение, частота встречаемости, способы терапии 11
2.2.1. Взаимосвязь эпилепсии и кататонии у человека, попытка анализа 15
2.2.2. Взаимоотношение эпилепсии и каталепсии у животных (лабораторные модели)
2.3. Аудиогенный судорожный припадок: феноменология, морфологический субстрат, участие ряда структур мозга 21
2.4. Нефармакологическое моделирование каталепсии в эксперименте
2.4.1. Крысы линии Wag/Rij — генетическая модель абсансной эпилепсии и каталептических состояний 30
2.4.2. Генетическая модель каталепсии - крысы линии ГК 33
2.4.3. Генетически детерминированная «щипковая» каталепсия мышей.
Модель рефлекторной каталепсии 39
2.4.4. Каталепсия после развернутого судорожного припадка 43
2.6. Фармакологическая каталепсия 47
2.7. Фармакологическая модуляция аудиогенного судорожного припадка ...
2.7.1. Глутаматергическая система. Дизоцилпин. D-серин 53
2.7.2. ГАМК-ергическая система. Коразол 61
2.7.3. Действие производных пирролидона 65
2.7.4. Пуринергическая система 67
ГЛАВА 3. Материалы и методы 71
3.1. Экспериментальные животные 71
3.2. Фармакологические препараты 73
3.3. Тестирование аудиогенной эпилепсии 74
3.4. Тестирование каталептических реакций 75
3.4.1. Процедура тестирования фоновой, постиктальной и аудиогенной каталепсии 75
3.4.2. Тестирование «щипковой» каталепсии 76
3.5. Приподнятый крестообразный лабиринт 77
3.6. Тестирование болевой чувствительности 77
3.7. Изучение свойств мозговых рецепторов
3.7.1. Радиолигандное связывание с D2- рецепторами дофамина 77
3.7.2. Радиолигандное связывание с NMDA- рецепторами глутамата 79
3.8. Статистическая обработка результатов 80
ГЛАВА 4. Результаты исследования 81
4.1. Аудиогенная эпилепсия у крыс различных генетических групп 81
4.2. Спонтанная каталепсия 81
4.3.1. Аудиогенные каталептические реакции 81
4.3.2. Пороги болевой чувствительности по методу «tail-flick» во время
аудиогенных каталептическихреакций 87
4.4: Предрасположенность к аудиогенной эпилепсии и аудиогенным каталептическим реакциям вразные периоды онтогенеза (крысы линии КМ и Вистар) 88
4.5. Фармакологическая модуляция аудиогенного судорожного припадка и
каталепсии .- 93
4.5.1. Галоперидол 93
4.5.2. Эффекты некоторых структурных аналогов пирролидона 98
4.5.3. Кофеин 103
4.5.4. Модуляция ГАМК-ергической системы 1 4.5.4.1. Коразол (пентилентетразол) 107
4.5.4.2. Феназепам ПО
4.5.4.3. Афобазол 111
4.5.5. Модуляция глутаматергической системы 112
4.5.5.1. D-Серин 112
4.5.5.2. Дизоцилпин(МК-801) 113
4.6. Характеристика «щипковой» каталепсии у крыс различных генетических групп 115
4.6.1. «Щипковая» каталепсия у интактных крыс различных генотипов 116
4.6.2. «Щипковая» каталепсия после предъявления звука 117
4.6.3. Эффекты введения галоперидола на «щипковую» каталепсию 119
4.6.4. Аудиогенные каталептические реакции, тестированные на «брусьях» 121
4.7. Тревожность в тесте приподнятый крестообразный лабиринт 122
4.7.1. Тревожность интактных крыс разных генотипов 122
4.7.2. Эффекты леветирацетама и афобазола на показатели тревожности крыс 125
4.8. Изучение свойств мозговых рецепторов 127
4.8.1. Радиолигандное связывание с D2- рецепторами дофамина и NMDA рецепторами глутамата 127
ГЛАВА 5. Обсуждение результатов 131
Заключение 152
Выводы 153
Список цитированной литературы
- Крысы линии Wag/Rij — генетическая модель абсансной эпилепсии и каталептических состояний
- Фармакологическая модуляция аудиогенного судорожного припадка
- Радиолигандное связывание с D2- рецепторами дофамина
- Предрасположенность к аудиогенной эпилепсии и аудиогенным каталептическим реакциям вразные периоды онтогенеза (крысы линии КМ и Вистар)
Введение к работе
Актуальность проблемы. Использование лабораторных моделей для анализа патологических состояний ЦНС человека важно для нейрофизиологии и медицины.
Каталепсия - это непроизвольная обездвиженность с пластическим тонусом мускулатуры и арефлексией, падением частоты дыхания и сердечных сокращений. При каталепсии субъект испытывает трудности в инициации движений и неспособность изменить приданную ему извне позу. У животных каталептическое состояние - широко распространенная форма пассивно-оборонительного поведения, на противоположном полюсе от которого находится агрессия (т.е. нападение на источник опасности) (Gallup, 1977). Каталепсия встречается у всех позвоночных, включая млекопитающих. Частое проявление данного поведения в природе несомненно свидетельствует о его приспособительном значении.
Каталептические состояния сопутствуют разным нервным и психическим заболеваниям человека (эпилепсия, паркинсонизм, синдром Туретта, шизофрения, депрессия и др.).
Недостаточная изученность механизмов развития каталептического состояния и необходимость повышения эффективности лечения каталепсии требуют разработки новых лабораторных моделей этого состояния. Подробное исследование каталепсии, наблюдающейся после судорожного припадка (постиктальная каталепсия), и, в частности, после ау-диогенного судорожного припадка (АП) у крыс (далее «аудиогенная постиктальная каталепсия», АПК) отвечает такой задаче. Преимуществами этой модели является устойчивость проявления, воспроизводимость и неинвазивность, а также отсутствие побочных эффектов.
В связи с этим, целью настоящей работы было изучение генетической предрасположенности к развитию аудиогеннои постиктальнои каталепсии у крыс разных генотипов, ее изменения при введении некоторых фармакологических препаратов, а также сопоставление показателей этого состояния с каталепсией других типов. В связи с этим были сформулированы следующие задачи:
Исследовать возможную связь выраженности аудиогеннои постиктальнои каталепсии (АПК) и интенсивности аудиогенного судорожного припадка (АП) у крыс различных генетических групп.
Определить степень выраженности спонтанной, «аудиогеннои» и галопери-доловой каталепсии у крыс разных генотипов. Проследить развитие предрасположенности к аудиогеннои эпилепсии и каталепсии в онтогенезе.
Исследовать изменения в картине АП и постиктальнои каталепсии при введении фармакологических препаратов известного механизма действия.
Исследовать степень выраженности и возможность фармакологической модуляции «щипковой» каталепсии у крыс разных генотипов. Определить взаимное влияние каталептических состояний разного генеза («аудиогеннои», постиктальнои, «щипковой» и галоперидоловой).
Выяснить взаимосвязь между предрасположенностью к аудиогеннои эпилепсии и уровнем тревожности крыс.
Исследовать характеристики специфического связывания дофаминовых (D2) и глутаматных (NMDA) рецепторов в стриатуме крыс линии КМ и сублинии «О» (как возможном субстрате аудиогенных каталептических реакций), различающихся по предрасположенности к аудиогеннои эпилепсии.
Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые дана сравнительная характеристика аудиогенных каталептических реакций у крыс с различной степенью генетической предрасположенности к аудиогеннои эпилепсии и показана прямая зависимость между интенсивностью АП и выраженностью постиктальнои каталепсии. Описаны изменения АПК под влиянием введения пирацетама, фенотропила (представлено в диссертации), леветирацетама, кофеина, дизоцилпина, D-серина, феназепама, афобазола и галопе-ридола. Охарактеризовано развитие судорожной готовности и предрасположенности к каталепсии в онтогенезе крыс линии КМ и Вистар. Впервые описана предрасположенность
крыс разных генотипов к «щипковой» каталепсии в сопоставлении с аудиогенной и гало-перидоловой каталепсией. Продемонстрирована положительная корреляция между предрасположенностью к аудиогенной эпилепсии и повышенным уровнем тревожности. Впервые показано, что у крыс линии КМ (проявляющих АП) в стриатуме достоверно меньше глутаматных NMDA и D2- дофаминовых рецепторов по сравнению с крысами сублинии «О» (не обнаруживающих АП в ответ на звук).
Аудиогенная постиктальная каталепсия - патологическое состояние ЦНС, связанное с нарушением центральной регуляции мышечного тонуса. Связь этого состояния с интенсивностью АП, показанная при сравнении данных, полученных на крысах разных генотипов, которая выявлена в данной работе, важна в теоретическом отношении для понимания генеза судорог при аудиогенной эпилепсии, а также выявления относительной роли ряда нейротрансмиттерных систем в развитии каталепсии. В работе также показаны черты сходства и различия каталептических состояний разного генеза, в частности продемонстрирована возможность «разъединения» судорожного синдрома и каталепсии. Каталептические изменения мышечного тонуса могут иметь одной из причин низкое количество D2-дофаминовых рецепторов в стриатуме. Возможность модуляции каталепсии и АП фармакологическими агентами указывает на участие в этих процессах глутамат- и дофаминер-гической систем. Поскольку каталепсия после АП во многом подобна проявлениям ката-тонии человека, ее можно использовать как модель этого состояния, т.к., помимо простоты провокации и неинвазивности, она не требует использования фармакологических соединений и имеет мощную генетическую «составляющую». Она может использоваться в разработке и апробации новых фармакологических средств при коррекции кататониче-ских расстройств.
Положения, выносимые на защиту
Для крыс линии КМ характерны не только высокая степень предрасположенности к аудиогенной эпилепсии, но и максимальная выраженность аудиогенной постиктальной каталепсии (АПК). Длительность и экспрессивность АПК коррелирует с интенсивностью АП.
У крыс линии КМ существует ассоциированная с высокой судорожной готовностью предрасположенность к каталептическим реакциям различного генеза.
Эффекты разных типов каталепсии могут суммироваться.
После аудиогенного судорожного припадка у крыс наступает период резкого падения болевой чувствительности.
Генетическая предрасположенность к аудиогенной эпилепсии сопровождается более высокой степенью тревожности крыс.
Линия КМ, по сравнению с непредрасположенной к аудиогенной эпилепсии сублинией «О», характеризуется изменениями системы D2- и NMDA- и рецепторов в стриатуме.
Существуют межлинейные различия в предрасположенности к «щипковой» каталепсии у крыс.
Фармакологическими методами показано, что у крыс линии КМ в формирование аудиогенной постиктальной каталепсии критически вовлечена DA-система, а также ГАМК- и NMDA-глутаматергические системы мозга (как модуляторы функции дофаминергической системы).
Апробация работы. Результаты настоящей работы были представлены и обсуждены на 3, 4, 5 и 6 Международных Междисциплинарных Конгрессах «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, 2007, 2008, 2009 и 2010 г), 14-м Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2007), конференции с международным участием «Нейрохимические механизмы формирования адаптивных и патологических состояний мозга» (Санкт-Петербург-Колтуши, 2008), 11-й, 12-й и 13-й конференциях молодых ученых Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (Москва, 2007,
2008, 2009 г), Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2008», «Ломоносов-2009» и «Ломоносов-2010» (Москва, 2008, 2009 и 2010 г), Шестом Сибирском физиологическом съезде (Барнаул, 2008), 5-й Всероссийской с международным участием школы-конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности (Москва, 2009), 12-й Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Фундаментальная наука и клиническая медицина» (Санкт-Петербург, 2009), 5-м Съезде генетиков и селекционеров, посвященном 200-летию со дня рождения Чарльза Дарвина (Москва, 2009), 3-й Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины» (Ростов-на-Дону, 2009), 7-й Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 160-летию со дня рождения И.П. Павлова (Санкт-Петербург, 2009), Международной конференции C.I.A.N.S. (Прага, 2009), 21 съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Калуга, 2010), Всероссийской молодежной школе «Нейротехнологии 2010. Биоэкономика, основанная на знаниях: политика инновационного пути развития биотехнологии».
Публикации. Материал диссертации представлен в 32 публикациях, в том числе в 4 статьях в реферируемых журналах из списка ВАК, а также в 2 статьях, не входящих в список ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация имеет объем 180 страниц и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, заключения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа содержит 35 таблиц и 14 рисунков. Список литературы включает 257 источников, из них 213 - на английском языке.
Крысы линии Wag/Rij — генетическая модель абсансной эпилепсии и каталептических состояний
Впервые дана сравнительная характеристика аудиогенных каталептических реакций у крыс с различной генетической предрасположенностью к аудиогенной эпилепсии и показана прямая зависимость между интенсивностью АП и выраженностью постиктальной. каталепсии. Описаны изменения. АПК под влиянием введения галоперидола, леветирацетама, пирацетама, фенотропила, кофеина, дизоцилпина, Д-серина, феназепама и афобазола. Охарактеризовано развитие судорожной готовности и предрасположенности к каталепсии в онтогенезе крыс линии КМ и Вистар. Впервые подробно описана предрасположенность крыс разных генотипов к «щипковой» каталепсии в сопоставлении с аудиогенной и галоперидоловой каталепсией. Продемонстрирована положительная корреляция между предрасположенностью к аудиогенной эпилепсии и повышенным уровнем тревожности. Обнаружено, что у крыс линии КМ (проявляющих АП) в стриатуме достоверно меньше глутаматных NMDA и D2- дофаминовых рецепторов по сравнению с крысами сублинии «О» (не обнаруживающих АП в ответ на звук).
Теоретическая и научно-практическая ценность работы
Аудиогенная постиктальная каталепсия — патологическое состояние ЦНС, связанное с нарушением центральной регуляции мышечного тонуса. Связь этого состояния с интенсивностью судорожного припадка (АП), показанная при сравнении данных по крысам разных генотипов, выявленная в данной работе, важна в теоретическом отношении для понимания генеза судорог при аудиогенной эпилепсии, а также выявления относительной роли нейротрансмиттерных систем в развитии каталепсии. В работе также показаны черты сходства и различия каталептических состояний разного генеза, в частности продемонстрирована возможность «разъединения» судорожного синдрома и каталепсии. Каталептические изменения мышечного тонуса и выраженность аудиогенной эпилепсии, наиболее сильно выраженные у крыс линии КМ, могут иметь одной из причин низкое число 02-дофаминовых рецепторов в стриатуме (по сравнению с крысами сублинии «О», у которых данные патологические состояния выражены в минимальной степени). Полученные данные по модуляции каталепсии и АП фармакологическими агентами позволяют делать заключения об участии в этих процессах глутаматергической и дофаминергическойг систем. Каталепсия после АПво многом подобна проявлениям кататонии человека. Она может использоваться как новая модель этого состояния, поскольку, помимо простоты провокации и неинвазивности, не требует для своей провокации использования фармакологических состояний и имеет мощную генетическую «составляющую». Как удобная лабораторная генетическая модель патологии человека, постиктальная1 аудиогенная каталепсия» может использоваться в разработке и апробации новых фармакологических средств коррекции кататонических расстройств.
Положения, выносимые на защиту 1. Для крыс линии КМ характерны не только высокая степень предрасположенности к аудиогенной эпилепсии, но и максимальная выраженность аудиогенной постиктальной каталепсии (АПК). Длительность и экспрессивность АПК коррелирует с интенсивностью АП. 2. У крыс линии КМ существует ассоциированная с высокой судорожной готовностью предрасположенность к каталептическим реакциям различного генеза. 3. Эффекты разных типов каталепсии могут суммироваться. 4. После аудиогенного судорожного припадка у крыс наступает период резкого падения болевой чувствительности. 5. Генетическая предрасположенность к аудиогенной эпилепсии сопровождается более высокой степенью тревожности крыс. 6. Линия КМ, по сравнению с непредрасположенной к аудиогенной эпилепсии сублинией «О», характеризуется изменениями системы D2- и NMDA- и рецепторов в стриатуме. 7. Существуют межлинейные различия в предрасположенности к «щипковой» каталепсии у крыс. 8. Фармакологическими методами показано, что у крыс линии КМ в формирование аудиогеннойшостиктальной каталепсии критически вовлечена DA-система, а также ГАМК- и NMDA-глутаматергические системы мозга (как модуляторы функции дофаминергическойсистемы).
Апробация работы Результаты настоящей работы были представлены и обсуждены на 3, 4, 5 и 6 Международных Междисциплинарных Конгрессах «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, 2007, 2008, 2009 и 2010 г), 14-м Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2007), конференции с международным участием «Нейрохимические механизмы формирования адаптивных и патологических состояний мозга» (Санкт-Петербург—Колтуши, 2008), 11-й, 12-й и 13-й конференциях молодых ученых Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (Москва, 2007, 2008, 2009 г), Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2008», «Ломоносов-2009» и «Ломоносов-2010» (Москва, 2008, 2009 и 2010 г), Шестом Сибирском физиологическом съезде (Барнаул, 2008), 5-й Всероссийской с международным участием школы-конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности (Москва, 2009), 12-й Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Фундаментальная наука и клиническая медицина» (Санкт-Петербург, 2009), 5-м Съезде генетиков и селекционеров, посвященном 200-летию со дня рождения Чарльза Дарвина (Москва, 2009), 3-й Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины» (Ростов-на-Дону, 2009), 7-й Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 160-летию со дня рождения И.П Павлова (Санкт-Петербург, 2009), Международной конференции C.I.A.N.S. (Прага, 2009), 21 съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Калуга, 2010), Всероссийской молодежной школе «Нейротехнологии 2010. Биоэкономика, основанная на знаниях: политика инновационного пути развития биотехнологии».
Фармакологическая модуляция аудиогенного судорожного припадка
Нефармакологическое моделирование каталепсии в эксперименте «Нефармакологические» виды каталепсии у животных представляют интерес и для исследования механизмов постиктальной каталепсии, и для анализа биологической роли этого состояния, которое проявляется в лабораторных тестах. Описано, что такую каталепсию могут вызвать ритмические вспышки света (каталепсия у кур), вращение тела, пропускание электрического тока через мозг, повреждение некоторых структур мозга, а также провокация каталепсии как условно-рефлекторной реакции (Прокопец, 1958).
Однако для физиологического исследования каталепсии необходимо наличие лабораторных моделей, на которых такое состояние можно было бы надежно воспроизводить. Использование подобных моделей позволяет исключить возможные побочные эффекты химических агентов, которые используют в нейрофармакологических работах.
Инбредная линия крыс Wag/Rij выведена на основе популяции крыс Вистар (Соепеп et al., 1992). Крысы Wag/Rij характеризуются генетически детерминированными приступами абсанс-эпилепсии (гомологом «малых припадков» эпилепсии человека). Эти приступы проявляются в коротких периодах потери активности животных, с одновременным появлением в коре и таламусе эпилептиформной активности типа «пик-волна». Исследования ЭЭГ показали, что эта генерализованная эпилептиформная активность проявляется в коре, но отсутствует в гиппокампе. В роли пейсмейкера этих разрядов выступают ядра таламуса, в частности, его ретикулярное ядро (Midzyanovskaia et al., 2001). Показано, что «абсансная эпилепсия» крыс Wag/Rij связана с генетически детерминированным нарушением бензодиазепиновой системы таламуса (Coenen et al., 1992). Существуют также данные о циркадной модуляции числа разрядов «пик-волна» (Coenen et al., 1992). Описано также 2 типа таких пик-волновых разрядов -генерализованные и локальные (Мидзяновская, 1998).
В проявлении данного типа эпилепсии критическую роль играют также модулирующие влияния глутаматергическои и ГАМК-ергической систем. Агонисты ГАМК увеличивают, а ГАМК-антагонисты снижают частоту разрядов, (Coenen et al., 1992). Однако бензодиазепины, которых часто рассматривают как ГАМК-агонистов, снижают частоту пик-волновых разрядов. Норадренергическая, опиатная и дофаминергическая системы также вовлечены в патогенез абсансной эпилепсии этого типа (Coenen et al., 1992).
Крысы линии Wag/Rij отличаются от крыс исходной популяции Вистар и по поведению: у них снижена активность в тесте открытого поля, повышено время - неподвижности в тесте принудительного плавания и обнаруживается ангедония. Отмечается, что в стрессовых ситуациях крысам этой линии свойственны пассивные стратегии реагирования (Sarkisova et al., 2008). Это последнее свойство сближает характеристику их поведения с таковой крыс линии КМ (Семиохина и др., 2006). У крыс Wag/Rij хроническое введение имипрамина (антидепрессант из группы ингибиторов МАО) вызывало сокращение времени неподвижности в тесте принудительного плавания (Sarkisova et al., 2003). «Поведенческое отчаяние», вызванное принудительным плаванием, и выражающееся в иммобилизации животного, сопровождалось усилением активацией нейронов (по экспрессии гена c-fos) фронтальной коры, прилежащего ядра и стриатума, т.е. в областях терминалей дофаминергических нейронов мезокортикальной, мезолимбической и нигростриатной систем (Sarkisova et al., 2003). В целом, экспрессия c-fos у крыс Wag/Rij была достоверно выше, чем у Вистар и была иначе распределена по регионам мозга (Sarkisova et al., 2003).
Примечательно, что около 30% взрослых и 20% молодых крыс линии Wag/Rij реагируют на звуковую стимуляцию аудиогенными судорогами разной интенсивности. Двигательное возбуждение (первая стадия припадка) протекает у них в две «волны», разделенными тормозной фазой, что обычно является коррелятом невысокой его интенсивности. АП молодых крыс характеризовался большим латентным периодом и меньшей интенсивностью, чем у взрослых животных. В то же время число разрядов «пик-волна» у крыс Wag/Rij, предрасположенных и не предрасположенных к аудиогенной эпилепсии крыс было одинаковым (Midzyanovskaya et al., 2004). Однако крысы линии Wag/Rij, предрасположенные к АП, характеризовались повышенной тревожностью, выявленной в батарее тестов (Sarkisova, Kulikov, 2006).
Инъекция апоморфина (в/бр), Э2-агониста, приводила к подавлению генерализованных и усилению локальных разрядов «пик-волна», а галоперидол, D2- антагонист, имел противоположное действие. Предполагается, что в генерации разрядов «пик-волна» критическая роль принадлежит дофаминергической системе (Мидзяновская, 1998, Мидзяновская, 1999).
После выключения звука у крыс Wag/Rij (возраст 8, 12 и 18 нед.), обнаруживших и не обнаруживших АП, наблюдались каталептические или даже катаплексические реакции в течение 20 и более мин., чего не наблюдалось у не предрасположенных к аудиогенной эпилепсии крыс Вистар. Разряды «пик-волна», наблюдающиеся у Wag/Rij в фоне, в период звуковой стимуляции исчезали и вновь появлялись в усиленном виде в постстимульный период. Во время каталептического состояния в ЭЭГ наблюдали высокоамплитудные дельта-волны (2 Гц), а разряды «пик-волна». В то же время у наиболее молодых животных «пик-волновой активности» во время каталептического состояния не наблюдали (Kuznetsova et al., 1996). Это означает, что эти эпилептиформные разряды не являются необходимым условием развития постиктальной каталепсии.
Предполагают, что склонность к депрессии, обнаруженная у крыс Wag/Rij по данным ряда тестов, связана с гипофункцией дофаминергической системы. Так, острое введение селективного антагониста D2/D3-рецепторов ракоприда увеличивало выраженность депрессии и подавляло антидепрессантный эффект хронического введения имипрамина. В то же время, введение бромокриптина (D2/D3-aroHHCTa) нивелировало депрессивные симптомы (Sarkisova et al., 2008). Действительно, методом авторадиографии было показано, что» у крыс Wag/Rij плотность D1-рецепторов« во внутренней части прилежащего ядра была понижена по сравнению с контролем. Меньшее число как D1-, так и Б2-рецепторов было у этих крыс и в дорсальном стриатуме. В то же время, во фронтальной и теменной областях коры плотность 02-рецепторов у Wag/Rij была выше, а в САЗ поле гиппокампа - ниже, чем у крыс Вистар (Birioukova et al., 2005).
Повышенная судорожная готовность крыс Wag/Rij, наличие у них АП, а также данные о плотности D1- и D2-pen,enTOpoB, позволяют предполагать, что у крыс линии КМ также может быть изменена плотность этих рецепторов.
Радиолигандное связывание с D2- рецепторами дофамина
Эффекты дизоцилпина (МК-801). Кроме того, существуют данные, что МК—801 нивелирует каталепсию, вызванную антагонистом метаботропных глутаматных рецепторов IS, 3R-ACPD (bCronthaler, Schmidt, 1996), а также агонистом тормозных метаботропных глутаматных рецепторов L-CCG 1 (Kronthaler et al., 1998). Существуют данные о том, что МК-801, так же как и другие NMDA-антагонисты, потенцирует морфин-индуцированную каталепсию, но в случае нейролептической каталепсии картина оказывается иной (Tzschenke, Schmidt). Кроме того, МК-801, как и другие NMDA антагонисты, способен снимать каталепсию, вызванную селективным агонистом А2а аденозиновых рецепторов, CGP 21680С. Такие рецепторы локализованы на стриопаллидарных нейронах, что говорит в пользу того, что стриопаллидарный эфферентный путь вовлечен в развитие данного вида каталепсии (Hauber, Munkle, 1995).
Острая блокада 02-рецепторов галоперидолом приводит к изменениям в поведении грызунов, а также в экспрессии генов (Yanahashi et al., 2004). МК-801 снижает экспрессию с—fos и мРНК для нейротензина/нейромедина N (эндогенного нейролептика) в дорсолатеральном стриатуме, развивающуюся в. ответ на введение галоперидола (Chartoff et al., 1999). Однако вызванная галоперидолом экспрессия c-fos в стриатуме зависела от NMDA-рецепторов только в определенных участках дорсо- и вентролатерального стриатума, которые вовлечены в моторные функции.
Следует отметить, что в исследованиях, связанных с оценкой действия МК-801, его эффект анализировали либо на модели судорожных припадков (аудиогенная эпилепсия, Tricklebank et al., 1989, Higashiyama et al., 1998), либо на фармакологически вызванной каталепсии (Ozer et al., 1997, Schmidt, 1998). Отметим, что использование крыс КМ позволяет проанализировать эффекты МК-801 на оба эти признака. Предположительный механизм аудиогенной постиктальной каталепсии
Предположительно, развитие постиктальной каталепсии можно объяснить нарушением дофамин-глутаматного баланса в стриатуме, которое наступает вследствие судорожного разряда. Как известно, движения
(моторное реакции) инициируются, модулируются и контролируются параллельными и функционально различными петлями, начинающимися в коре, проходящими через базальные ганглии и повторно входящими в кору (Alexander et al., 1986). Так, в антеродорсальном стриатуме локальная стимуляция дофаминергической системы (Staton, Solomon, 1984), ингибирование глутаматергической системы через блокаду NMDA-рецепторов и прерывание кортикостриарных эфферентов стимулирует стереотипное поведение (Pierce and Rebec, 1993). В то же время, блокада дофаминергической системы вызывает каталепсию с ригидностью и акинезией (Yoshida et al., 1994), которая снимается локально применяемыми NMDA-антагонистами (Calderon et al., 1988).
Глутаматергический синапс можно активировать в том числе через глициновый сайт, расположенный на NMDA-рецепторе рядом с конкурентными, неконкурентными и другими сайтами связывания (Wroblewski, Danysz, 1989). Показано, что блокада глицинового сайта не влияет на. локомоцию, вызывает стереотипное поведение и снижает каталепсию, вызванную антагонистами О2 рецепторов при введении их в третий желудочек (Kretschmer et al., 1995), но не влияет на каталепсию, вызванную интрастриарным, системным или интрацеребровентрикулярным введением D1-антагонистов (Kretschmer, 1994). В то же время NMDA-антагонисты, т.е. лиганды, связывающиеся с другим сайтом данного рецептора, при системном, введении снижают каталепсию, опосредованную D1 рецепторами (Verma, Kulkarni, 1992).
Одним из объяснений этих феноменов может быть то, что существуют два нисходящих проекционных пути из стриатума, которые идут в черную субстанцию и энтопедункулярное ядро. Один из путей — это стриато-нигральный (так называемый прямой путь), активность которого опосредована D1 -рецепторами, и который активирует ГАМК-ергические эфференты. Второй путь идет через бледный шар и субталамус (так называемый непрямой путь), его активация опосредована D2 рецепторами и вызывает торможение ГАМК-ергического пути (Gerfen et al., 1990). D-серин. Известно, что агонист глицинового сайта, D-циклосерин, усиливает локомоторную активность, если ее вызвало введение неконкурентных NMDA-антагонистов, однако введенный отдельно он не влияет на локомоцию (Kretschmer et al., 1994).
Остановимся более подробно на действии D-серина. Это агонист глицинового стрихнин-нечувствительного модуляторного сайта, который ассоциирован с NMDA-рецептором (Singh et al., 1990). Известно, что D-серин при в.жел. введении дозозависимо повышает способность NMDLA (рацемическая смесь NMDA)1 вызывать судороги у мышей (линии Swiss Webster), в то время как L-серин такого действия не оказывает. Кроме того, D-серин, в отличие от L-серина, усиливает способность пентилентетразола индуцировать судороги, а также может блокировать противосудорожный эффект кинурениновой кислоты (неселективного антагониста, глициновых рецепторов) в случае судорог, вызванных NMDLA. Однако D-серин не изменял антиконвульсивный эффект конкурентного NMDA-антагониста, СРР. Далее, D-серин полностью нивелировал защитное действие селективного глицинового антагониста, 7-хлоркинурениновой кислоты против аудиогенных судорог у мышей линии DBA/2 (Singh et al., 1990).
Данные о взаимодействие D-серина с эффектами введения МК-801 оказалось противоречивым. D-серин не усиливал противосудорожного действия МК-801 на электрически вызванные судороги (Long et al., 2007). Однако совместно с саркозином (ингибитором обратного захвата глицина), как было показано ранее, он противодействовал противосудорожному эффекту МК-801 (Long et al., 2006).
Предрасположенность к аудиогенной эпилепсии и аудиогенным каталептическим реакциям вразные периоды онтогенеза (крысы линии КМ и Вистар)
Введение пирацетама (см. табл. 16 и 17) в дозе 80 и 200 мг/кг не изменило параметров припадка у крыс КМ (за исключением незначительного увеличения ЛП), показатели каталепсии также не изменились. В дозе 400 мг/кг препарат вызвал более выраженное, хотя и также недостоверное, уменьшение интенсивности припадка и увеличение его латентного периода. У небольшой доли животных (28.6%) обнаруживалось «двухволновое» течение фазы двигательного возбуждения, т.е. появление тормозной фазы, как и в случае леветирацетама. В наших экспериментах чувствительность, крыс к введению пирацетама, обнаружила большую индивидуальную недостоверное, уменьшение интенсивности припадка и увеличение его латентного периода. У небольшой доли животных (28.6%) обнаруживалось «двухволновое» течение фазы двигательного возбуждения, т.е. появление тормозной фазы, как изменчивость, и у части животных каталепсия после припадка была короче, чем в контроле. Повышение дозы пирацетама до 800 мг/кг не привело к дальнейшему снижению интенсивности припадка.
Введение фенотропила достоверно снизило интенсивность припадка у крыс КМ и увеличило его ЛП. В эффекте и этого производного пирролидона обнаружилась большая изменчивость. Постиктальная каталепсия в этой серии в течение первых пяти минут после АН: была ослаблена, а далее практически не обнаруживалась.
Отметим, что при сходном уменьшении интенсивности припадка у крыс КМ в- случае леветирацетама снижения длительности и выраженности каталепсии не происходило.
Пирацетам в; клинике применяется как ноотропный препарат - при постинсультной; афазии;, также (в, высоких дозах); против кортикальных миоклонических судорог (Genton; Vleymen; 2000)- Хорошоsизвестноj что АІЬ имеет «стволовое происхождение» (Семиохина;шдрї, 2006) и-на новую кору не распространяется.1 Это может быть объяснением слабого влияния; пирацетама на АП у крыс линии КМ. Сходство структуры молекул пирацетама? и леветирацетама может, в принципе, обеспечить пирацетаму связывание с теми же сайтами, что и у леветирацетама, хотя и с меньшим сродством. Это, видимо, может быть объяснением того, что у некоторой части крыс линии КМ высокие (400 и 800 мг/кг) дозы пирацетама привели к снижению интенсивности АП (вплоть до полного снятия тонического компонента).
Пирацетам - наиболее изученное по своим эффектам производное пирролидона, в то время как свойства леветирацетама, его рацемически чистого S-энантиомера; еще предстоит исследовать. Отметим, что влияние леветирацетама на крыс линии КМ1 и сублинии «4» было одинаковым.
Препарат устранял (практически полностью) тонический компонент АП, он не снимал клонических судорог. В то же время снижение возбудимости после введения этого препарата изменяло «паттерн» двигательной фазы АП — большую часть «одноволновых» реакций он переводил в «двухволновые». Данное снижение возбудимости не было критичным для пенетрантности АПК, что указывает на то, что тонический компонент АП не является необходимым в механизме запуска АПК. В то же самое время у крыс Вистар (у которых АП изначально имел меньшую интенсивность, фактически только клонические судороги) леветирацетам во многих случаях либо снижал интенсивность АП, либо полностью снимал его.
Снятие или ослабление клонических судорог у крыс Вистар сопровождалось и достоверным снижением АПК.
В то же время действие на АПК другого производного пирролидона, фенотропила, по всей видимости, не связано с его влиянием на интенсивность АП (балл АП снизился с 4 до 2.6). В то же время, в случае леветирацетама снижение интенсивности АП с 4 до 2.5 баллов выраженным образом не ослабляло АПК. Возможно, что действие фенотропила, вызывающее повышение содержания норадреналина и дофамина в мозге (Ахапкина, 2005), действует на механизм каталепсии напрямую, а не через эффекты АП.
Напомним, что кофеин - антагонист А1- и А2- аденозиновых рецепторов был одним из первых препаратов, эффект которых на АП был обнаружен в лаборатории Л.В. Крушинского. В нашей работе оценка эффектов кофеина проводилась только на крысах сублинии «0», у которых АП не развивался или имел малую интенсивность. Как следует из табл. 18 и 19, у самцов сублинии «0» введение кофеина (в дозе 100 и 150 мг/кг) вызвало усиление АП и усиление каталепсии после припадка, в то время как у самок этой линии произошло только повышение интенсивности АП, но последующая каталепсия не изменилась. Введение кофеина самцам сублинии «О» в дозе 100 мг/кг за 30 мин. и 60 мин. до звуковой экспозиции увеличило среднюю интенсивность АП с 0.16 до 2.33 и 2.6 баллов, соответственно, и значительное увеличение выраженности и длительности следующего за припадком каталептического замирания. Второй группе самцов кофеин ввели за 60 мин. до звуковой экспозиции. В. этой группе увеличение интенсивности припадка было лишь у 40% животных. Однако у тех крыс, интенсивность припадка у которых повысилась, обнаружилось и усиление каталепсии на всех интервалах наблюдения. Увеличение интенсивности АП в этих экспериментах положительно? коррелировало с увеличением длительности каталепсии (г=0,749, рО.001). Напротив, как упоминалось выше, у самок сублинии «0» при введении кофеина за 30 и 60 минут до звуковой экспозиции при усилении припадка (до 1.5 и 2.21 соответственно)- усиления каталепсии не выявилось.
В фоне, без введения препаратов; в-, группе HLAB каталепсия после действия звука обнаружилась,лишь у 40% животных. По признаку наличия каталепсии после действия звука они высоко достоверно . отличались-, от группы:АВї(см. таблі 18 и19);
Введение кофеина (100 мг/кг) крысамШ-АВшривело?к- появлению АП у 18% животных. При;дозе 150 мг/кг эта доля возросла до 40%. Одновременно произошло сокращение ЛП припадка и повышение его интенсивности (до средней величины 0.97 балла). У крыс, этой группы, обнаруживших припадки после введения кофеина, произошло и усиление каталепсии. У животных, не обнаруживших припадка, каталепсия после введения кофеина не изменилась.
Крысы АВ реагировали на звук АП (средний балл 1.81) в 100% случаев, у них отсутствовали тонические судороги, а постиктальная каталепсия была обнаружена у всех. Это может указывать на то, что тоническая фаза припадка не является необходимым условием для развития каталептического состояния; Введение кофеина привело к усилению припадка у АВ и к появлению клонического бега и клонических судорог у Н-АВ , однако меньшей интенсивности. У крыс Н-АВ, не прореагировавших припадком на действие звука после кофеина, выраженность каталепсии (невысокая) не изменилась в сравнении с контролем, в то время как у «судорожных» Н-АВ она оказалась достоверно повышенной.
