Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема функциональной и нейрохимической организации центральных механизмов регуляции дыхания была и остается актуальной проблемой физиологии (Сафонов с соавт, 1980; Сергеева, Кузьмина, 1993; Сергиевский и соавт., 1993; Bianchi et al., 1995; Duffin et al., 1995; Richter et al, 1996, Ramirez et al, 1997; Кузьмина, 1998; Пятин, Никитин, 1998; Пятин и соавт, 1998; Инюшкин, 1998, 2001; Меркулова, 2001; Isaev et al, 2002).
Одним из важнейших направлений данной проблемы является изучение роли супрабульбарных структур в регуляции деятельности дыхательного центра (Kurella et al, 1988; Kelly, Antmann, 1998; Rittweger, 1999). Взаимодействие бульбарного дыхательного центра и вышележащих структур ЦНС позволяет обеспечить более тонкое приспособление респираторной функции к изменяющимся условиям внешней и внутренней сред организма. Идея образования функционально подвижных объединений супрабульбарных структур с областью дыхательного центра, а также новые данные, касающиеся нейрофизиологии бульбарного дыхательного центра и других отделов головного мозга позволили выявить некоторые особенности механизма их интеграции (Инюшкин, 1998; Зайнулин, 2000; Беляков с соавт, 2002; Ведясова, 2005).
Однако до настоящего времени остается совершенно недостаточно изученной роль одной из важнейших структур лимбической системы - миндалины - в механизмах регуляции деятельности дыхательного центра. Вместе с тем известно, что ядра миндалины принимают активное участие в формировании сложных мотивационных и эмоциональных состояний организма, в осуществлении поведенческих реакций, имеющих выраженный респираторный компонент (Гамбарян с соавт, 1981; Чепурнов, 1981; Frysinger et al, 1988; Morris et al, 1996; Баклаваджян, 1996,1998; Adamec, 1998, Morrison et al, 2000).
Миндалину отличает сложная структурная и нейрохимическая организация, а также наличие большого количества связей как в пределах самой миндалины, так и с другими отделами ЦНС, в том числе и с дыхательным центром (Чепурнов, Чепурнова, 1981; Акмаев, Калимуллина, 1993; Romanski, LeDoux, 1993; Saha et al, 1999, 2000, 2002). В последние годы в функционировании ами-гдалы доказана ведущая роль ГАМК (Ильюченок и соавт, 1981; Sun, Gassel, 1993; Sun et al, 1994; Picket et al, 1996; Veinante et al, 1997; Yang et al, 1998; Saha et al, 2000, Braga, 2002, 2003). С учетом современных данных об организации миндалины и сведений о характере её связей со структурами дыхательного центра можно констатировать, что остаются открытыми вопросы о сравнительной роли различных ядер миндалины в регуляции дыхания и о физиологических механизмах реализации респираторных влияний структур амигдалы. Заслуживает особого внимания исследование значения нейромедиаторных систем (прежде всего ГАМК-ергической) в механизмах осуществления регулирующего влияния миндалины на деятельность дыхательного центра Представляется перспективным дальнейший анализ выраженности и особенностей влияния различных ядер миндалины на ритмогенерирующую функцию дыхательного
центра.
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ | БИБЛИОТЕКА „I
о» mOmJVrZ
Цель и задачи исследования. Целью работы явился сравнительный анализ особенностей респираторных влияний ядер кортикомедиальной и базолате-ральной групп миндалины и возможных механизмов реализации данных реакций.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Провести сравнительный анализ паттерна дыхания при электростимуляции центрального, медиального, кортикального, латерального и базального ядер миндалины.
-
Исследовать характер влияния ядер миндалины на инспираторно-тормозящий рефлекс Геринга-Брейера.
-
Изучить особенности респираторных влияний ядер миндалины в условиях локальной стимуляции и блокады специфических ГАМК-рецепторов миндалины.
-
Выяснить значение ядра ложа конечной полоски в механизмах реализации респираторных влияний структур миндалины
-
Выявить основные закономерности функционального объединения ядер миндалевидного комплекса и области бульбарного дыхательного центра.
Научная новизна работы. С использованием современных методов физиологических исследований осуществлен сравнительный анализ респираторных влияний филогенетически и морфологически различных ядер миндалины крыс.
Впервые установлено участие указанных ядер миндалины в реализации инспираторно-торозящего рефлекса Геринга-Брейера, что, в свою очередь, позволило доказать существование модулирующего влияния структур амигдалы на параметры специфического механоафферентного входа от рецепторов растяжения лёгких.
Впервые осуществлен сравнительный анализ респираторных влияний филогенетически различных ядер миндалевидного комплекса мозга при микроинъекциях в них ГАМК Получены новые данные о специфике влияния ГАМК-ергической системы кортикомедиальных (центрального, медиального и кортикального) и базолатеральных (латерального, базального) ядер миндалины на дыхание. Впервые продемонстрировано существование у наркотизированных крыс тонического активирующего влияния на дыхание со стороны ГАМК-цептивных структур центрального и медиального ядер миндалины
Получены новые доказательства участия ядра ложа конечной полоски в передаче респираторных влияний структур миндалины на деятельность дыхательного центра.
Выявленные закономерности функционального объединения ядер миндалины с областью дыхательного центра раскрывают ранее неизвестные возможности механизмов адаптации дыхательной системы к изменяющимся условиям жизнедеятельности организма.
Теоретическое и практическое значение работы. Результаты проведенной работы развивают существующие представления о влиянии супрабульбар-ных структур на функционирование дыхательного центра, демонстрируя новые стороны дифференцированного участия филогенетически различных ядерных
образований миндалины в регуляции дыхания. Выявленные в работе особенности влияния ядер кортикомедиальной и базолатеральной групп миндалины на респираторный паттерн иллюстрируют сложные, многообразные функции данной структуры лимбической системы.
Данные о проявлениях инспираторно-тормозящего рефлекса Геринга-Брейера в условиях электростимуляции ядер миндалины позволяют конкретизировать характер влияния ядер амигдалы на деятельность дыхательного центра. Полученные данные о роли ГАМК-ергических структур ядер миндалины в формировании паттерна дыхания расширяют имеющиеся представления о функциональной значимости амигдалярных ГАМК-рецепторов. В частности, они демонстрируют существование тонического активирующего респираторного влияния ГАМК-цептивных структур миндалины у наркотизированных крыс.
В работе получены сведения, которые в известной степени позволяют прогнозировать характер дыхания при нарушении функции ядер амигдалы и, тем самым, предупреждать или компенсировать возможные последствия данных нарушений.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Ядра миндалины, различающиеся филогенетическим происхождением и структурными особенностями, оказывают неоднозначное влияние на дыхание наркотизированных крыс. Наибольшей выраженностью и разнообразием отличаются влияния центрального ядра миндалины.
-
Важным механизмом реализации респираторных влияний ядер миндалины является модуляция инспираторно-тормозящего рефлекса Геринга-Брейера на уровне ядра солитарного тракта.
-
Паттерн дыхания наркотизированных крыс зависит от функционального состояния (активации или блокады) специфических ГАМК-рецепторов миндалины.
-
Для реализации респираторных влияний ядер миндалины значима целостность нейронных образований ядра ложа конечной полоски, входящего в состав дорсальной амигдалофугальной проекционной системы.
-
Ядра миндалины способны образовывать единое интегративное функциональное объединение с дыхательным центром, участвующее в регуляции параметров респираторного паттерна и способное играть важную роль в реализации компенсаторно-приспособительных реакций дыхания.
Апробация работы. Материалы работы доложены и обсуждены на XVTI, XVIII съездах физиологов России (Ростов-на-Дону, 1998; Казань, 2001); на научной конференции с международным участием «Регуляция автономных функций», посвященной 100-летию со дня рождения М. В. Сергиевского (Самара, 1998); на Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 150-летию со дня рождения академика И. П. Павлова (Санкт-Петербург, 1999); на Международной конференции, посвященной 150-летию академика И.П Павлова «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 1999); на 21, 22, 23, 24, 27, 28, 29 научных конференци-
ях молодых ученых и специалистов Самарского государственного университета (1996, 1997, 1998, 1999, 2002, 2003, 2004); на втором конгрессе патофизиологов России (Москва, 2000); на III Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 175-летию со дня рождения Ф. В. Овсянникова «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2003); Всероссийской конференции с международным участием «Достижения биологической функциологии и их место в практике образования» (Самара, 2003); на V Сибирском физиологическом съезде; на Ш Конференции Украинского Общества Нейронаук (Донецк, 2005);
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, иллюстрирована 41 рисунком, содержит 15 таблиц. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследований, обсуждения полученных данных, выводов, списка литературы
