Нейронные механизмы гипоталамической регуляции болевой чувствительности Татурян, Искуи Хачиковна

Введение к работе

Актуальность темц. Боль является важним фактором, определяющим поведение человека. Это интегративная функция организма, которая мобилизует самне разнообразные функциональные системы для ва-щитн от воздействия вредящих факторов и включает такие компоненты как сознание, ощущение, память, мотивации, вегетативные, соматические и поведенческие реакции, эмоции (Анохин, Орлов,1976). Значение физиологических механизмов, лежащих в основе возникновения ощущения боли и ответной реакции организма на ее устранение, является, безусловно, важным как в теоретическом отношении, так и в практике для целенаправленных поисков эффективных и безвредных методов анальгезии.

Изучению различных аспектов центральных механизмов боли я проблемам обезболивания посвящено большое количество исследований (Кассиль,1975; Вальдман, Игнатов,1976; Крыжановокий,1976,1986; Мвлзак.1981; Калюжный,1984; Лиманский,1985,1986,1989; Бутхузи, Чхартишвили.1986; Бутхузи и др., 1987; Лебедев и др.,1988; Mount- . castle , Powell ,1959; Wall ,1960,1979; Bishop ,1980; Dykes , 1983 и др.).

К настоящему времени можно считать установленным существование специализированных периферических рецепторов и первичных афферентных волокон, воспринимающих и передающих в центральную нервную систему болевую афферентавдло. Имеется достаточное количество работ, посвященных роли центральных структур в регуляции, модуляции и интеграции как болевого ощущения, так и ответной реакция организма на боль (Anderson ,1962; Atweh , Kuhar ,1977; Hosobuchi et al. ,1977;ВпзЪоига , Fields ,1978; Mayer ,1979; Khachaturian et al. ,1983 И др.).

Как известно, гипоталамус является важнейшей структурой, регулирующей вегетативные и эмоциональные функции организма. Высокое содержание эндогенных морфиноподобных олигопептидов, эндорфинов и энкефалинов в нейронах гипоталамуса, а также наличие в стой важной диэнцафалыюй структуре о платных рецепторов свидетельствуют о неоспоримой роли ез в интеграции болевой чувствительности. Механизм гипоталамического контроля болевой чувствительности формируется рефлекторно ноцицептивными афферентными сигналами, поступающими к нейронам гипоталамуса. Однако, в известной нам литературе нет достаточно исчерпывающих данных о гипотэламических механизмах регуляции болевого рефлекса, как афферентного, так и эфферентного его звеньев. В частности, до настоящего времени не проведено система-

їичвское изучение болевых афферентных систем в структурах гипоталамуса, наличия и локализации ноцицептивных нейронов в различных отделах медиального и латерального гипоталамуса, их электрофизио-логичеокой и функциональной характеристики. Недостаточно изучен вопрос о возможном самостоятельном функционировании гипоталамичес-кой системы анальгезии, удельного значения в ней разлшных отделов медиальных и латеральных структур гипоталамуса. Не установлена сравнительная эффективность антиноцицептивного действия гипоталамуса, центрального серого вещества, различных ядер миндалевидного тела и полей лпмбической коры. Каков механизм гипоталамического торможения болевого рефлекса: опиатный или неопиатный, пресинапти-ческий или постсинаптический, барорефлекторный или небарорефлекторный? Вот неполный перечень вопросов, ответы на которые мы или . не нашли в доступной нам литературе вообще, или данные были достаточно неполны и противоречивы, хотя они представляют не только, общетеоретический, но и конкретный практический интерес.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы было исследование представительства болевых афферентных систем в структурах гипоталамуса и гипоталакичеоких механизмов контроля болевой чувствительности.

В конкретные задачи проводимых нами экспериментов входило: а) Изучение проекций болевых афферентов пульпы зуба в гипоталамусе методом вызванных потенциалов; б) Исследование реакций нейронов различных структур гипоталамуса на болевое и неболевое раздражение; в) Выявление удельного значения различшх отделов медиального и латерального гипоталамуса в формировании центральной анальгезии; г) Установление сравнительной эффективности антиноцицептивного действия гипоталамуса, центрального серого вещества, миндалевидного тела и лимбической коры; д) Анализ опиатных и неопиатных механизмов антиноцицептивного действия гипоталамуса; е) Исследование нейронных механизмов гипоталамического тормоиения болевого рефлек-оа; ж) Выяснение возможного бароафферентного механизма торможения болевого рефлекоа.

Научная новизна результатов исследования.В результате проведенных исследований был получен ряд ноеых, не описанных ранее в литературе данных, в частности:

I. При раздражении пульпы зуба и регистрации вызванных потенциалов в медиальных и латеральных структурах переднего, тубераль-ного и заднего гипоталамуса потенциалы максимальной амплитуды и с минимальным латентным периодом были зарегистрированы в заднелате-

ральной области гипоталамуса.

1. Максимальная плотность реагирующих на болевое раздражение нейронов с минимальаыми латентными периодами также была обнаружена в области заднелатерального гипоталамуса.

2. Методом регистрации вызванных потенциалов и спайковой ак-' тишости отдельных нейронов гипоталамуса в ответ.на парное и ритмическое раздражение пульпы зуба установлены большая, длительность циклов восстановления ответов и низкая частота воспроизводимости их.

3. Установлена высокая степень конвергенции болевых и неболевых афферентных входов на нейронах гипоталамуса. В гипоталамусе выявлено три типа нейронов, в зависилости от их реакции на болевую и неболевую импульсацию: а) Нейроны, отвечающие на болевую и не- болевую импульсацию разнонаправленными реакциями - истинно конвергентные нейроны; б) Нейроны, отвечающие на болевую и.неболевую импульсацию однонаправленными реакциями; конвергенция разномодаль-ных сигналов, поступающих к этим нейронам, происходит на догипота-ламическом уровне с последующей передачей в гипоталамус уже "обобщенных" сигналов; в) Нейроны, отвечающие только на болевое раздражение пульпы зуба - чисто "ноцицептивные" нейроны.

4. Установлена почти одинаковая эффективность подавляющего действия медиального и латерального отделов заднего, тубералыюго и переднего гипоталамуса на амплитуду болевого электромиографичес-кого (ЭМГ) ответа двубрюшной мышцы.

5. Выявлено более сильное подавляющее действие центрального серого вещества на болевой рефлекс по сравнению с гипоталамусом;

6. Внутривенным введением морфиноподобного вещества феиари-дина и антагониста морфина - налоксона - выявлен оплатили (наряду с неоплатным) механизм торможения болевого рефлекса открывания рта.

7. Методом парного раздражения гипоталамуса и каудального сенсорного ядра тройничного нерва выявлены 'пресинаптические (наряду с известными постсинаптическими) механизмы торможения болевого рефлекса.

8. Установлено, что при тетаническом раздражении гипоталамуса, миндалевидного тела и лимбической коры наиболее выраженное угнетение ноцицептишого рефлекса происходит при стимуляции гипоталамуса, более слабое - при раздражении миндалевидного тела (максимальное торможение достигалось при стимуляции центрального и медиального ядер), и еще более слабое - при раздражении лимбической коры.

10. Обнаружены сходные подавляющие эффекты тетанического раз-

дражения гипоталамуса и внутривенного введения больших доз норадреналина на болевой рефлекс открывания рта.

11. Тотаническое раздражение гипоталамуса приводит к значи
тельному повышению системного артериального давления (САД) и по
давлению амплитуды болевого ЭМГ-ответа, причем это подавление не

.является результатом барорефлекторного торможения ноцицептивных нейронов ствола мозга, а млеет истинно гипоталамический генез, что показано стабилизацией САД гексонием.

12. Внутривенным введением ангиотензина доказано, что подав
ляющее действие норадреналина на амплитуду ЭМГ-ответа объясняется
не барорефлекторными механизмами, а прямым действием его на адре-
ноцептивные структури антиноцицептивной системы гипоталамуса и
центрального серого вещества.

Теоретическая и практическая ценность работы. Полученные данные имеют важное теоретическое значение для понимания особенностей функциональной организации ноцицептивных и антиноцицептивных систем гипоталамуса. Они существенно восполняют пробелы, имеющиеся в области исследования роли гипоталамуса в регуляции функционального состояния афферентного и эфферентного звеньев болевого рефлекса, углубляют наши знания нейрофизиологических механизмов боли и анальгезии. Впервые получены, например, данные о наличии конвергентных, истинно конвергентных и чисто ноцицептивных нейронов гипоталамуса, а также об электрофиэиологической характеристике этих клеток. Представляют значительный интерес исследования места и роли гипоталамуса в продольно организованной антиноцицептивной перивентрикулярной системе ствола мозга. Следует особо отметить исследования по выявлению нейрональных и нейрогуморальних механизмов гипоталамической анальгезии.

Практическая ценность новых результатов, полученных при изучении механизмов боли и обезболивания, является очевидной. Они могут быть использованы при выяснении патогенеза болевой чувствительности центрального, в частности, гипоталамического генеза. Разработанная нами модель гипоталамического подавления амплитуды ЭМГ-ответа болевого рефлекса является весьма удобной для направленного поиска новых анальгетпческих препаратов, столь необходимых в практической анестезиологии.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на: ІУ и У конференциях молодых физиологов Закавказья (1983, Тбилиои, 1986, Баку), Всесоюзной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения акад. И.С.Бериташвили (1985, Тбилиси), УІ Цсесоюзной конфе-

ренции по физиологии вегетативной нервной системы (1986, Дили-жан), ІУ Съезде Армянского физиологического общества (1987, Ереван), научной сессии Института физиологии им. Л.А.Орбели.АН Армении, посвященной памяти и 60-летию со дня рождения чл.-корр. АН Армении С.А.Бакунца (1987, Ереван), XI Съезде Всесоюзного физиологического общества им. И.П.Павлова (1987, Кишинев), юбилейной сессии, посвященной памяти и 80-летию со дня рождения чл.-корр. АН Армении А.М.Алексаняна (1987, Ереван), годичной сессии Института физиологии им.Л.А.Орбели АН Арлении (1990, Ереван).

Реализация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 12 работ. Результаты диссертационной работы Татурян И.Х. на тему: "Нейронные механизмы гипоталамической регуляции болевой чувствительности",а также данные, опубликованные в печа- ' ти, используются на кафедре физиологии человека и животных Ергос-университета в учебном процессе при чтении лекций по- курсу "Физиология центральной нервной системы" студентам-физиологам. Методика регистрации ЭМГ-ответа - показателя рефлекса открывания рта на болевое раздражение пульпы зуба, использовалась как модель, на которой впервые была апробирована степень обезболивающего действия фенаридина, морфиноподобного вещества, вновь синтезированного в Институте тонкой органической химии АН Армении.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, изложения методов исследования, изложения результатов исследования и их обсуждения (четыре главы), выводов и списка литературы. Материал изложен на . / /?cfrj». машинописи, иллюстрирован 25 рисунками и 5 таблицами. Списгок литературы включает 107 отечественных и 207 зарубежных авторов.