Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 11
1.1. Характеристика крыс линии Крушинского-Молодкиной 11
1.1.1. Генетические модели аудиогенной эпилепсии 11
1.1.2. История создания линии 12
1.1.3. Феноменология аудиогенного приступа 13
1.1.4. Морфологические исследования мозга крыс линии КМ 14
1.1.5. Нейромедиаторные системы мозга у крыс линии КМ 16
1.1.6. Аудиогенный судорожный припадок и эффекты противо-судорожных препаратов 20
1.2. Дофаминергические системы мозга 22
1.2.1. Нейрохимия дофаминергичёской нейропередачи 24
1.2.2. Дофаминовые рецепторы 28
1.2.3. Фармакологическая модуляция дофаминергичёской нейропередачи 35
1.3. Гистаминергические системы мозга 38
1.3.1. Нейрохимия гистаминергической нейропередачи 39
1.3.2. Рецепторы гистамина и фармакологическая модуляция гистаминергической нейропередачи 40
Глава 2. Материалы и методы исследования 46
2.1. Экспериментальные животные 46
2.2. Метод внутримозгового микродиализа 46
2.3. Определение локализации зонда 48
2.4. Метод тестирования животных по их чувствительности к аудиогенной эпилепсии 48
2.5. Запись электорокортикограммы 49
2.6. Статистическая обработка 49
2.7. Материалы 49
Результаты исследований и их обсуждение
Глава 3. Нейрохимическая характеристика дофаминергической системы стриатума крыс линий Вистар и КМ 50
3.1. Базальный уровень концентраций дофамина и ДОФУК в дорзальном стриатуме крыс Вистар и КМ 50
3.2. Влияние амфетамина на внеклеточное содержание дофамина и ДОФУК в стриатуме крыс линий Вистар и КМ 50
3.3. Внеклеточный уровень дофамина и ДОФУК в стриатуме крыс Вистар и КМ в условиях блокады D2/D3-дофаминовых рецепторов 56
3.4. Влияние тиоперамида - селективного антагониста гистаминовых НЗ-рецепторов на внеклеточное содержание дофамина и ДОФУК в дорзальном стриатуме крыс линий Вистар и КМ—60
Глава 4. Нейрохимическая характеристика гистаминергической системы стриатума крыс линий Вистар и КМ 64
4.1. Базальный уровень концентрации гистамина в дорзальном стриатуме крыс линий Вистар и КМ 64
4.2. Влияние амфетамина на внеклеточное содержание гистамина в стриатуме крыс линий Вистар и КМ 64
4.3. Влияние селективного антагониста D2/D3-рецепторов раклоприда на внеклеточное содержание гистамина в стриатуме крыс линий Вистар и КМ 66
4.4. Влияние селективного антагониста НЗ-рецепторов тиоперамида на внеклеточное содержание гистамина в стриатуме крыс линий Вистар и КМ 69
Глава 5. Тестирование чувствительности к звуку крыс линии КМ после фармакологических воздействий 72
5.1. Влияние амфетамина на чувствительность к звуку крыслинии КМ. Тестирование крыс линии Wag/Rij при введении амфетамина 72
5.2. Влияние раклоприда на чувствительность к звуку крыс линии КМ 73
5.3. Влияние SCH23390 на чувствительность к звуку крыс линии КМ 73
5.4. Влияние тиоперамида на чувствительность к звуку крыс линии КМ 74
6. Заключительное обсуждение 75
7. Выводы 82
Список цитируемой литературы 84
8. Список сокращений 115
- Аудиогенный судорожный припадок и эффекты противо-судорожных препаратов
- Влияние амфетамина на внеклеточное содержание дофамина и ДОФУК в стриатуме крыс линий Вистар и КМ
- Влияние селективного антагониста D2/D3-рецепторов раклоприда на внеклеточное содержание гистамина в стриатуме крыс линий Вистар и КМ
- Влияние тиоперамида на чувствительность к звуку крыс линии КМ
Введение к работе
Эпилепсия и другие судорожные расстройства относятся к числу наиболее распространенных заболеваний центральной нервной системы. Этим определяется большая социальная значимость проблемы эпилепсии и ее лечения. Одним из перспективных подходов к изучению патофизиологических механизмов эпилептиформных состояний является экспериментальное моделирование судорожных расстройств (Крыжановский, 1980). К числу известных экспериментальных моделей эпилептиформных состояний относится так называемая аудиогенная эпилепсия.
Наиболее удобными для создания генетических моделей эпилепсии оказались грызуны. В природных как и во многих аутбредных лабораторных популяциях более 10% особей отвечают на громкий звук сильным двигательным возбуждением, которое часто переходит в эпилептиформный судорожный припадок с клонической и иногда тонической фазами. Частота встречаемости данного признака в природных популяциях обусловлены, возможно, тем, что носители генов, определяющих данный признак, имеют селективное преимущество (Полетаева и соавт., 1996). Аудиогенная чувствительность у лабораторных крыс наследуется полигенно (Романова и Калмыкова, 1981). Возможно, что высокая чувствительность грызунов к звуку, являющаяся важным адаптивным признаком, и предрасположенность к аудиогенным судорогам определяются одними и теми же генами, имеющими плейотропные эффекты. Можно предполагать, что аллели генов, определяющие повышенную чувствительность к звуку, важны для нормального развития организма. Линии крыс, полностью не чувствительные к звуку немногочисленны.
Путем селекции были получены лабораторные линии грызунов,
имеющие высокую аудиогенную судорожную готовность. В
настоящее время они широко используются в качестве
экспериментальных моделей эпилепсии (крысы линий Крушинского-
Молодкиной, GEPR - генерализованная судорожная эпилепсия; IGER
- височная эпилепсия, а также мыши ряда линий, в частности, DBA/2,
101/HY). Помимо этих линий, в физиологических исследованиях
используют другие лабораторные модели, когда судорожная
активность возникает в ответ на фармакологические воздействия,
например, коразола, бикукулина, пикротоксина; на
электростимуляцию, в том числе вызывающую явление "киндлинга".
Линия крыс, у которых в ответ на звуковое воздействие возникает выраженный эпилептиформный припадок клонико-тонического типа, была создана на биолого-почвенном факультете МГУ профессором Л.В. Крушинским и его сотрудниками Л.Н. Молодкиной и Д.А. Флессом (Крушинский, 1960).
Известно, что ключевая роль в формировании судорожных, в том числе аудиогенной природы, припадков принадлежит нейромедиаторным аминокислотам ГАМК и глутамату. Однако в последние годы появились данные о том, что сложный процесс вовлечения стволовых структур и переднего мозга в развитие генерализованного эпилептиформного припадка протекает при участии дофаминергических и гистаминергических систем разного уровня. В частности показано, что развитие или подавление судорожного припадка зависит от уровней дофамина и гистамина в базальных ганглиях (Derensart & Depaulis, 2002).
Следует отметить, что несмотря на большое число работ, посвященных нейрофизиологическим аспектам развития судорожных припадков у крыс линии КМ, их нейрохимические механизмы
изучены крайне недостаточно. В ряде работ сообщалось о нейрохимических особенностях, характерных для крыс линии КМ. Так были описаны нарушения процессов перекисного окисления липидов (Копаладзе 1974; Бурлакова 1981), изменения в содержании нейромедиаторных аминокислот (Раевский и соавт., 1995; Вицкова и соавт., 1998), а также метаболизма моноаминов (Косачева и соавт., 1998), в структурах мозга этих животных.
Для оценки состояния нейромедиаторных систем мозга в условиях патологии могут быть использованы подходы и методы нейрохимическеской фармакологии. С этой целью применяются селективные фармакологические анализаторы, оказывающие влияние на отдельные звенья нейромедиаторной системы: биосинтез, резервирование, взаимодействие с рецепторами.
Существенным достижением последнего времени явились
разработка и внедрение метода внутримозгового микродиализа в
сочетании с техникой ВЭЖХ, позволяющие проводить динамическую
оценку внеклеточного содержание мозговых медиаторов и продуктов
их обмена у животных как в исходном, фоновом функциональном
состоянии, так и в условиях фармакологических воздействий.
Возможность поэтапного прослеживания эффектов
фармакологических препаратов с известным механизмом действия на животных с генетическими различиями в предрасположенности к эпилептогенному действию сильного звука открывает принципиально новый подход к экспериментальному изучению эпилепсии. Цель и задачи исследования.
Целью настоящей работы явилось изучение нейрохимических характеристик функционального состояния дофамин- и гистаминергической систем стриатума у крыс двух генотипов -инбредной линии КМ и аутбредной линии Вистар, различающихся по
признаку "аудиогенная эпилепсия" с помощью методики внутримозгового микродиализа in vivo. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
Оценить значения базального уровня дофамина, его метаболита ДОФУК (3,4 дифенилуксусной кислоты) и гистамина в условиях микродиализного эксперимента у крыс КМ и Вистар.
Изучить временные характеристики и динамику изменений нейрохимических показателей дофамин- и гистаминергической систем стриатума у крыс КМ и Вистар в норме и при действии фармакологических анализаторов (амфетамина, раклоприда, тиоперамида), модулирующих функциональную активность указанных нейромедиаторных систем в микродиализных опытах in vivo.
Оценить влияние тиоперамида (селективного антагониста НЗ-гистаминовых рецепторов) на функциональную активность дофаминергической системы стриатума по показателям динамики внеклеточного содержания дофамина у крыс КМ и Вистар в опытах in vivo.
Оценить влияние амфетамина (непрямого агониста дофаминовых рецпторов) и раклоприда (Д2/ДЗ-рецепторного антагониста) на функциональную активность гистаминергической системы стриатума по показателям динамики внеклеточного уровня гистамина у крыс КМ и Вистар в опытах in vivo.
Оценить течение аудиогенного судорожного припадка у крыс линии КМ при воздействии фармакологических анализаторов, влияющих на различные звенья дофамин- и гистаминергической систем стриатума. Научная новизна.
Впервые, с использованием метода внутримозгового микродиализа, получены данные о различиях в базальном уровне дофамина, его метаболита ДОФУК и гистамина между животными,
различающимися по предрасположенности к аудиогенной эпилепсии (крысы линий КМ и Вистар). Впервые продемонстрированы различия во временном течении реакций мозга на введение препаратов с прямым (амфетамин, раклоприд) и опосредованным воздействием (тиоперамид) на механизмы дофаминергической нейропередачи в стриатуме крыс. Получены не описанные ранее данные о различиях во временном течении ответных реакций мозга крыс двух генотипов при прямой (тиоперамид) и опосредованной (амфетамин, раклоприд) модуляции гистаминергической нейропередачи в стриатуме крыс. Впервые описан отставленный характер фармакологического эффекта веществ, изменяющих функции дофамин- и гистаминергической систем мозга у животных с высоким уровнем чувствительности к звуку (крысы линии КМ). Теоретическая и практическая значимость.
Установленные в работе различия в базальном содержании дофамина, его метаболита ДОФУК, а также гистамина в микродиализатах стриатума крыс линий КМ и Вистар важны для понимания особенностей организации и функционирования указанных нейромедиаторных систем стриатума. Известные ранее факты об изменениях обмена катехоламинов и других нейромедиаторов у крыс линии КМ существенно дополнены демонстрацией отставленных эффектов веществ (амфетамина, раклоприда и тиоперамида), являющихся модуляторами дофамин- и гистаминергиеской нейропередачи, что свидетельствует об измененном характере регуляции и функционирования указанных систем мозга у животных, генетически предрасположенных к аудиогенной эпилепсии. Полученные факты должны учитываться при изучении нейрохимических и нейрофизиологических механизмов и разработке новых подходов к лечению судорожных расстройств.
Апробация работы.
Результаты исследований были доложены и обсуждены на VIII Всероссийской школе молодых ученых "Актуальные проблемы нейробиологии", Казань, 2001, на XXIII Congress of Neuropharmacology, Montreal, 2002, на VIII Международном симпозиуме "Базальные ганглии и поведение в норме и при патологии", Санкт-Петербург, 2002, на 25 International Epilepsy Congress, Lisbon, 2003, на XI Международной Научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов", Москва, 2004, на лабораторных и межлабораторных семинарах НИИ Фармакологии РАМН. Публикации.
Основное содержание работы отражено в 8 публикациях (6 тезисов и 2 статьи).
Аудиогенный судорожный припадок и эффекты противо-судорожных препаратов
Линия крыс КМ неоднократно использовалась для оценки противосудорожных эффектов фармакологических препаратов. В 1954 г. на основе данных, полученных на крысах КМ была проведена коррекция состава препарата Серейского (одного из основных и по сей день противоэпилептических средств), в дальнейшем подтвержденная патентом (Крушинский, 1960).
В те же годы было показано, что кофеин и бром, вещества, использование которых было популярно при анализе условно-рефлекторной деятельности в школе И. П. Павлова, вызывают у крыс КМ соответственно усиление тяжести припадка (в связи с усилением процесса возбуждения) и ослабление его (в связи с усилением процесса торможения).
Фармакологические препараты-антиконвульсанты карбамазепин, ламотриджин и вальпроат - увеличивали латентный период и снижали интенсивность судорожного припадка у крыс КМ. Их введение вызывало также достоверное снижение содержания аспартата и глутамата в стриатуме, а также повышало содержание тормозных аминокислот (ГАМК и глицина) в ряде отделов мозга (Kosacheva, 1995).
Промедол (сильный анальгетик) ослаблял интенсивность судорог, видимо, вызывая общее снижение возбудимости мозга (Молодкина, Котляр, 1961). Мепротан (один из первых "малых" транквилизаторов) и бром (Зорина, 1968) ослабляли миоклонические судороги, видимо, путем усиления процесса торможения. Бемегрид и кордиамин (дозозависимо) приводят к развитию миоклонических судорог, тогда как кофеин и фенамин таким действием не обладают (Зорина, 1968).
Чувствительность крыс КМ к судорожным агентам (камфарное масло и коразол) была значительно выше, чем у крыс Вистар, нечувствительных к звуку (Dolina, 1982).
Внутримозговое (в продолговатый мозг и гиппокамп) введение уабаина (ингибитора Na+ К+ -АТФазы) вызывало укорочение латентного периода припадка и его судорожной фазы и усиление интенсивности судорог (Копаладзе, Семиохина, 1980).
Таким образом, эффекты введения фармакологических препаратов с известным типом действия (например, противосудорожные средства) вызывает у крыс КМ модуляцию судорожных состояний, вызванных действием сильного звука. Четкая и стабильная картина как аудиогенного судорожного приступа, так и миоклонического гиперкинеза, а также воспроизводимость этих феноменов у 100% крыс КМ делает данную селектированную инбредную линию крыс ценнейшей моделью для анализа эффектов новых фармакологических препаратов.
Нейрохимические особенности крыс КМ и изменения ряда нейрохимических параметров при аудиогенных судорогах также позволяют выявить две "линии" изменений. Во-первых, это повышенные уровни возбуждающих аминокислот (аспартат и глутамат) в продолговатом мозге, а во-вторых, - пониженный уровень в этом отделе мозга тормозных медиаторов (ГАМК, глицина и таурина).
Мозг крыс линии КМ характеризуется также измененным уровнем целого ряда моноаминов (серотонин, норадреналин, дофамин, гистамин) и измененной функцией мембран клеток мозга. Генетически детерминированные изменения в системах и тормозных, и возбуждающих нейромедиаторов обнаруживают параллелизм с постулированными Л.В, Крушинским двумя основными процессами (возбуждения и торможения), взаимодействие которых хорошо объясняет особенности проявления судорожного аудиогенного припадка. 1.2. Дофаминергические системы мозга
Дофамин является метаболическим предшественником двух важнейших нейромедиаторов нервной системы (норадреналина и адреналина), и долгое время его роль оценивалась только с этих позиций. Однако, уже в конце 50-х годов прошлого века, с помощью биохимических методов было выявлено постоянное присутствие дофамина в некоторых структурах мозга и его неравномерное распределение. Его наибольшее количество обнаруживалось в corpus striatum, что позволило предположить, что и сам дофамин обладает собственной нейротрансмиттерной функцией (Blashko, 1958; Carlsson, 1959).
Применение метода флуоресцентной гистохимии, позволило обнаружить, что этот катехоламин концентрируется в гранулах варикозных окончаний нервных клеток (Carlsson et al., 1962). Последующее интенсивное развитие более точных методов визуализации дофамина и других моноаминов (норадреналина, серотонина) в структурах мозга животных позволило провести детальное картирование скоплений нервных клеток, содержащих этот нейромедиатор, а также их проекции (Lindvall and Bjorklund, 1984, Hokfeltetal, 1984).
Влияние амфетамина на внеклеточное содержание дофамина и ДОФУК в стриатуме крыс линий Вистар и КМ
У крыс линии КМ амфетамин вызывал достоверное снижение внеклеточного содержания ДОФУК (до 36±10% от базального уровня). Это изменение наблюдалось на 120-140 мин после введения, т.е. было отсроченным также как и описанный выше эффект повышения уровня дофамина у этих животных (Рис. 56). Таким образом, эффекты амфетамина по своей величине и амплитуде были сходны у крыс обеих линий, однако у животных линии КМ оба эффекта оказались значительно отставленными по времени.
В качестве основы наблюдавшего амфетамин-зависимого повышения внеклеточного уровня дофамина принято рассматривать три возможных механизма. 1. Участие специфического дофаминового транспортера (ДАТ), локализованного в пресинаптической мембране нейрона. В "нормальных" условиях ДАТ обеспечивает поддержание нейротрансмиттерного баланса на синаптическом уровне, функционируя как активный переносчик дофамина из синаптической щели в пресинаптическую терминаль нейрона (Giros, Сагоп, 1993; Gainetdinov, Сагоп, 2002). Амфетамин, как и дофамин, связывается с ДАТ и, подвергаясь трансмембранному переносу, поступает нервное окончание (Seiden et al., 1993; Jones et al., 1998). В этих условиях происходит "обращение" функции ДАТ, которое сопровождается активным переносом дофамина из нейрона во внеклеточное пространство (Gainetdinov et al., 2002). 2. Повышение внутриклеточной концентрации амфетамина, вследствие его транспорта через мембрану нейрона с помощью ДАТ и/или путем пассивной диффузии, вызывает переход дофамина из везикулярного пула в цитоплазматический (Jones et al., 1998). При этом происходит пополнение пула дофамина, доступного для высвобождения (Westerink et al., 1989). 3. Введение амфетамина оказывает прямой ингибирующий эффект на активность моноаминоксидазы (МАО) - основного фермента метаболической деградации дофамина за счет его окислительного дезаминирования и превращения в ДОФУК (Cho, Segal, 1994). Следствием этого является наблюдаемое нами снижение внеклеточного уровня ДОФУК.
Таким образом, обусловленные амфетамином "обращение" ДАТ, перераспределение дофамина между везикулярным в цитоплазматическим пулами, а также ингибирование активности МАО определяют значительное увеличение внеклеточной концентрации дофамина и снижения уровня его основного метаболита - ДОФУК, описанные выше.
Можно предположить, что в основе наблюдаемых в наших опытах межлинейных различий реакции дофаминергической системы стриатума на введение амфетамина могут лежать особенности регуляции одного или нескольких процессов, обеспечивающих поддержание нейротрансмиттерного баланса на синаптическом уровне. На такую возможность указывают данные об измененных ферментативных свойствах МАО-А у крыс линии KM (Medvedev et al., 1992а).
Селективный антагонист D2/D3-дофаминовых рецепторов раклоприд при однократном введении в дозе 1,2 мг/кг (в/б), обеспечивает эффективную блокаду дофаминовых рецепторов этих подтипов (Ogren et al., 1986). В наших опытах раклоприд, использованный в указанной дозе вызывал градуальное повышение внеклеточного уровня дофамина, причем максимальный эффект наблюдался к концу первого часа и составлял 210±8,3% по отношению к базальному уровню. После этого отмечалось постепенное снижение содержания дофамина в диализатах до исходных значений (Рис. 6а).
Динамика изменения внеклеточного содержания ДОФУК была сходной: на протяжении первых 60 мин после введения рецепторного блокатора наблюдалось достоверное повышение диализатной концентрации ДОФУК, достигавшее 242+7,3% по отношению к исходному уровню, после чего происходило постепенное снижение внеклеточного содержания метаболита (Рис. 7а).
У крыс линии КМ сходный по амплитуде повышение уровня дофамина и ДОФУК (до 237±13,5% и 237+8,1% соответственно) было отставлено по времени и регистрировалось только через 100 мин после введения раклоприда (Рис. 66, 76).
Повышение содержания дофамина в диализатах стиратума после введения раклоприда может рассматриваться как следствие функциональной блокады D2/D3-подтипа пресинаптических рецепторов, локализованных на окончаниях дофаминергических нейронов и регулирующих процессы биосинтеза и высвобождения дофамина. В "нормальных" условиях эти процессы находятся под ингибиторным контролем внеклеточного "пула" нейротрансмиттера (Imperato, Angelucci, 1989; Gainetdinov., 2003). Блокада D2/D3 подтипа рецепторов раклопридом сопровождается увеличением интенсивности процессов синтеза, метаболизма и высвобождения дофамина (Раевский и соавт., 1996).
Влияние селективного антагониста D2/D3-рецепторов раклоприда на внеклеточное содержание гистамина в стриатуме крыс линий Вистар и КМ
Таким образом, проведенное исследование показало, что у инбредной линии крыс КМ, подверженной аудиогенной эпилепсии, базальные значения уровня внеклеточного дофамина и его основного метаболита ДОФУК в стриатуме оказались достоверно выше, а гистамина - достоверно ниже, по сравнению с аналогичными показателями у крыс Вистар, не у нечувствительных к звуку.
Обнаруженные различия могут определяться рядом друг друга не исключающих причин: разным фоновым уровнем активности ферментов синтеза дофамина и гистамина, различиями в плотности ДАТ на терминалях нейронов. Следует отметить, что характер двигательной активности и поведения крыс КМ не имеют выраженных специфических особенностей, что можно было бы предполагать при наличии грубого дефекта дофаминергической системы мозга. Как известно, межлинейные различия поведенческих характеристик крыс Вистар и КМ можно выявить только в специально поставленных экспериментах (Плескачева и соавт., 2002).
Имеющиеся различия в поведении между линией КМ и Вистар можно выявить только в специально поставленных экспериментах (Pleskacheva, 1996, Плескачева и соавт., 2002). Характер подобных вариаций при этом не выходит за рамки обычно обнаруживаемых межлинейных различий, что свидетельствует в пользу того, что в целом дофаминергическая система крыс КМ не имеет грубых дефектов.
Повышенный уровень содержания дофамина и пониженный уровень гистамина в состоянии спокойного бодрствования у крыс КМ может быть либо непосредственной причиной их повышенной чувствительности к звуку, либо является вторичным признаком, возникающим в индивидуальном развитии, который может служить целям адаптации организма к необычно сильной реакции этих животных на звук. Подобные компенсаторные изменения описаны в норадренергической системе мозга мутантных мышей. Неврологическая мутация мыши tottering связана с аномалией одного из генов кальциевого канала и проявляется в виде типичных эпилептических "абсансов". Для этой мутации характерны избыточное число глюкокортикоидных рецепторов в переднем мозге и, видимо, вторично развивающаяся гиперплазия адренергических волокон, поднимающихся в передний мозг из locus coeruleus (Burgess, Noebels, 1999).
Второй обнаруженный в данном исследовании факт - это значительно отставленное во времени повышение уровня дофамина у крыс КМ (по сравнению с Вистар) при прямых фармакологических воздействиях. Подобные эффекты, обнаруженные нами при введении амфетамина и раклоприда (воздействие на дофаминергическую систему), а также тиоперамида (воздействие на НЗ-подтип гистаминовых рецепторов и опосредованно - на уровень дофамина), ранее никогда не описывались. Такие же временные особенности реакции на введение данных препаратов характерны и для внеклеточного уровня ДОФУК.
Объяснение этих фактов следует, видимо, искать также в механизмах генеза судорожного припадка у крыс КМ. У животных этой линии длительная строгая селекция на аудиогенную эпилепсию, а также, видимо, перевод линии в инбредное состояние имели результатом формирование "крайнего" значения признака - почти мгновенного развития интенсивных тонических судорог всего тела и конечностей. В настоящее время судорожный припадок в ответ на звук развивается у крыс КМ практически сразу после включения звука, а фаза двигательного возбуждения сменяется судорожным припадком уже через 5-6 с после включения звука. У крыс Вистар, точнее у той части популяции животных этой линии, которые обнаруживают аудиогенную эпилепсию, а также у крыс линии WAG/Rij, также частично чувствительных к звуку, и латентные периоды начала приступа, интенсивность судорог, и изменения этого признака при внешних воздействиях имеют иные характеристики, чем у крыс КМ. По всей видимости физиологические и нейрохимические особенности линии крыс КМ связаны не только с измененным уровнем активности тех или иных ферментных систем, отвечающих за синтез нейромедиаторов, а с более глубокими нарушениями, затрагивающими функциональную реактивность нейронов. Любая из возможных трактовок полученных нами результатов связана с особенностями организации дофаминергической и/или гистаминовой рецепции в мозге. Это означает, что предположение о пониженной активности того или иного фермента синтеза или деградации нейромедиатора (дофамина и гистамина) явно не может быть принято в качестве единственного объяснения феномена. Такое объяснение недостаточно еще и по той причине, что у крыс КМ описаны другие нейрофизиологические и нейрохимические особенности, которые могут быть связаны с обменом катехоламинов и гистамина лишь косвенно. Было экспериментально продемонстрировано, что у этой линии изменен ряд показателей активности мембранных процессов, в частности связанных с перекисным окислением липидов (Копаладзе и соавт., 1974 Раевский и соавт., 1995, Вицкова и соавт., 1998).
Влияние тиоперамида на чувствительность к звуку крыс линии КМ
Можно предположить, что экспозиция животного действию сильного звука, требующая быстрой мобилизации защитных ресурсов ЦНС в виде быстрого изменения физиологических процессов, препятствующих распространению патологического возбуждения по восходящим проекционным путям мозга (например, активация ГАМК-ергических нейронов ствола), происходит у животных этой линии неэффективно (Косачева и др., 1998). Отклонения нейрохимических и морфологических характеристик ГАМК-ергических нейронов нижнего двухолмия от "средней нормы" подробно описаны у крыс GEPR и, видимо, свойственны и крысам линии KM (Kudrin et al., 1982; Жулин, Плескачева, 1991). Однако, как недавно было показано в ряде работ на других моделях судорожных состояний, запуск судорожного припадка и его прекращение определяются состоянием дофаминергической регуляции стриатума (Derensart, Depaulis, 2002). Аномалии в функции этой системы описаны в настоящей работе у крыс с высоким уровнем судорожной готовности. В целом, процессы распространения (генерализации) судорожного разряда в мозге, требующие не только определенного дисбаланса нейромедиаторов (возбуждающие аминокислоты /ГАМК/ катехоламины), но и формирования цепей положительной обратной связи в нейронах ствола и переднего мозга, еще мало изучены. Возможно, что мгновенный "запуск" тонических судорог у крыс КМ при действии звука определяется аномальной реакцией на сверх сильный стимул именно со стороны нейронов стриатума. Нейрохимическим выражением подобной аномалии может быть резко замедленное повышение уровня дофамина и гистамина в ответ на стимулирующее фармакологическое воздействие. Можно предположить, что повышенная возбудимость стволовых отделов мозга и низкий судорожный порог у крыс КМ связаны с дефицитом тормозной функции хвостатого ядра вследствие избытка дофамина в этом отделе мозга. Более высокий фоновый уровень дофамина в стриатуме крыс КМ возможно является проявлением адаптивной реакции мозга к пониженной чувствительности дофаминовых рецепторов у этой линии. Возможно, что в предрасположенности к аудиогенным судорогам могут играть патогенетическую роль не только фоновый уровень дофамина, но и чувствительность соответствующих рецепторов. Таким образом, имеющиеся данные указывают на то, что у крыс линии КМ по сравнению с крысами линии Вистар не только изменены базальные уровни дофамина и гистамина, но и существенно изменены функции дофаминергической и гистаминергической систем, проявляющиеся в виде аномальных временных характеристик реакций на введение веществ-анализаторов. Ранее в работах нашей лаборатории было показано, что уровни норадреналина, дофамина и ДОФУК в мозге на высоте аудиогенного судорожного припадка были существенно выше значений, полученных у крыс КМ без звуковой стимуляции (Косачева и соавт., 1998). Возможно, что такие изменения могут объясняться дисфункцией других нейромедиаторных систем мозга, например, ГАМК-ергической. Генетические исследования показали (Романова и соавт., 1976), что предрасположенность к аудиогенной эпилепсии у крыс КМ детерминирована полигенно, и что в пределах вариации исследованных линий крыс, аллели, определяющие нечувствительность к звуку являются доминантными. В приложении к данным, полученным в настоящей работе, это может означать, что один из генетических факторов, определяющих аудиогенную эпилепсию в данной лабораторной модели, может быть вызывать дефект развития мембранной (как ауто-, так и гетеро-) рецепторной системы дофаминергических и гистаминергических нейронов. Поскольку аудиогенная эпилепсия определяется полигенно, это означает, что этот дефект не может быть единственным, определяющим эту патологию. Полное развитие признака "аудиогенная эпилепсия" в том виде, как он проявляется у крыс линии КМ с ее нынешнем высокочувствительным статусом, определяется не только генетически детерминированной "слабостью" ГАМК-ергической системы, аномальным развитием дофаминергической иннервации стриатума, но, возможно, и с рядом других аномалий (например, с описанной в 50-е годы дисфункцией щитовидной железы). Иными словами, для проявления данного патологического признака требуется "вклад" и других генов.
В настоящей работе впервые описаны не только количественные межлинейные различия в содержании дофамина и гистамина, но и сильно выраженные различия в динамике формирования реакции ЦНС на фармакологические воздействия. Эти факты заставляют предполагать аномалию не только в генах, связанных с кодированием белков-ферментов обмена (синтеза/деградации) нейромедиаторных систем и белков-рецепторов, но в генетических элементах, выполняющих регуляторную функцию (факторах транскрипции). Такое предположение подтверждается данными задержанной во времени экспрессии гена c-fos у крыс этой линии после развития аудиогенного приступа (Акуличев и др., 1989).
