Введение к работе
Актуальность проблемы. Психосоматические расстройства - одна из ведущих медицинских и научных проблем современности. К настоящему времени накоплен большой объем данных, свидетельствующий о том, что неврозы и неврозоподобные состояния обладают способностью к соматизации на уровне подавляющего большинства функциональных систем организма. Течение практически любого патологического процесса вне зависимости от его этиологии и патогенеза усугубляется (обостряется) невротическими расстройствами [Шхвацабая И.К., 1965; Василенко В.Х., 1979; Айрапетянц М.Г., Вейн А.М., 1982; Тополянский В.Д., Струковская М.В., 1986; Захаржевский В.Б., Суворов Н.Ф., 1989; Карвасарский Б.Д., 1990; Судаков К.В., Петров В.И., 1997; Карвасарский Б.Д., Простомолотов В.Ф., 1998].
У больных неврозами отмечаются нейрогуморальные нарушения [Бахур В.Т., 1977; Мгалоблишвили Б.И., Чиркова С.К., 1988; Чугунов B.C. и др. 1991; Корнев А.В., Арцимович Н.Г., Иванова Т.М., 1992]. Неврозы приводят к существенным сдвигам в иммунном статусе [Чугунов B.C. и др., 1991; Положий Б.С., Васильева О.А., Иванова С.А., 1993; Карась И.Ю., 1998; Александровский Ю.А., Чехонин В.П., 1999; Иванова С.А., 2000; Кожевников В.Н., Кожевникова Т.А., 2001]. При чем обнаружено различие иммунобиологических характеристик у больных с различными стадиями невротических расстройств [Тоомаспоэг Л.Ю., Тоомла О.Х., 1987; Иванова С.А., 2000].
К настоящему времени накоплено достаточное количество данных, свидетельствующих о значительной роли нейромедиаторных систем в генезе невротических расстройств и особенно в процессах их соматизации [Айрапетянц М.Г., Вейн A.M., 1982; Вальдман А.В., Александропский Ю.А., 1987; Айрапетянц М.Г., 1988; Иванова С.А., 2000]. Большую роль играют не только изменения отдельно взятых систем нейромедкаторов, но и нарушения их взаимодействия (нарушения соотношения активностей) [Судаков К.В., Петров В.И., 1997]. На первый план в патогенезе невроза выходят адренергическая [Айрапетянц М.Г., Вейн A.M., 1982], дофаминергическая [Захаржевский В.Б., Суворов Н.Ф., 1989; Ebert D. et al., 1996; Воронина Т.А., 2003], серотонинергическая [Захаржевский В.Б., Суноров Н.Ф., 1989; Воронина Т.А., 2003], холинергическая системы [Айрапетянц М.Г., Вейн A.M., 1982]. Существенна значимость ГАМК-ергической системы [Айрапетянц М.Г., 1988; Захаржевский В.Б., Суворов Н.Ф., 1989]. В последнее десятилетие установлено участие глутаматергической системы [Воронина Т.А., 2003], свободных радикалов [Воронина Т.А., 2003], бензодиазепиновых рецепторов [Бочкарев В.К., Незнамов Г.Г., 1995; Незнамов Г.Г. и др., 1997; Морозов Й.С., Барчуков В.Г., Незнамов Г.Г., 1998; Середенин СБ. и др., 2001] и др. в формировании невротической патологии. В периферических механизмах соматизации главную роль играют адренергическая, дофаминергическая, серотонинергическая и холинергическая системы [Айрапетянц М.Г., Вейн A.M., 1982; Вальдман А.В., Александровский Ю.А., 1987; Захаржевский В.Б., Суворов Н.Ф., 1989; Иванова
C.A., 2000]. Они выступают в качестве основных механизмов соматических проявлений неврозов.
Вместе с тем внимание к изучению закономерностей формирования нарушений в системе крови при неврозах было ограничено. Исследования в данном контексте в подавляющем большинстве своем носят описательный характер [Гумилевский Б.Ю., 1993; Рязанцева Н.В., Новицкий В.В., Кублинская М.М., 2002], что, не дает возможности в полном объеме оценить роль нейромедиаторных систем в регуляции системы крови при невротических расстройствах.
Изучение дистантных (нейромедиаторных) механизмов контроля за кроветворением представляет существенный теоретический интерес. Согласно современным представлениям в организме существует единая сложноорганизованная система регуляции гемопоэза [Гольдберг Е.Д. и др., 1999; Гольдберг Е.Д. и др., 2001; Гольдберг Е.Д., Дыгай A.M., Жданов В.В., 2002]. При экстремальных воздействиях нейроэндокринная система начинает играть ведущую роль в развитии адекватных изменений со стороны системы крови. Не вызывает сомнений участие гшюфиз-адреналовой и симпато-адреналовой систем в регуляции процессов пролиферации и дифференцировки кроветворных клеток-предшественников при экстремальных воздействиях [Горизонтов П.Д., 1975; Горизонтов П.Д., Белоусова О.И., Федотова М.И., 1983; Мороз Б.Б., Ромашко О.О., Адюшкин А.И., 1984; Гольдберг Е.Д. и др., 1999]. Изучены некоторые принципы взаимодействия периферической адренергической системы и системы крови при стрессе и цитостатическом воздействии [Гольдберг Е.Д., Дыгай A.M., Хлусов И.А., 1997]. Существуют сведения о возможной реализации стимулирующего влияния серотонина на стволовые кроветворные клетки костного мозга через рецепторы типа С2 [Нефедова В.В., Инжеваткин Е.В., Нефедов В.П., 2002], о способности дофаминергических и серотонинергических систем изменять содержание отдельных субпопуляций лимфоцитов в костном мозге [Девойно Л.В., Ильюченок Р.Ю., 1993]. В то же время представленные литературные данные фрагментарны и не могут воссоздать целостную картину регуляторного влияния центральных нейромедиаторных механизмов на гемопоэз в целом и отдельные его ростки.
В связи с вышеизложенным, представляет несомненный интерес изучение состояния системы крови при невротических воздействиях, роль различных нейромедиаторных систем в процессах регуляции гемопоэза и принципов их взаимодействий с гемопоэзиндуцирующим микроокружением. Полученные в результате проведенных экспериментов данные будут представлять не только теоретический, но и практический интерес, так как явятся основой для разработки методов коррекции нарушений гемопоэза при воздействиях различной природы, основанных на принципах моделирования активности центральных механизмов регуляции (нейромедиаторные системы) функций организма.
Цель исследования. Изучить роль нейромедиаторных систем и кроветворного микроокружения в регуляции гемопоэза при экспериментальных невротических воздействиях.
Задачи исследования.
Изучить закономерности формирования изменений в системе крови при экспериментальных неврозах (конфликтная ситуация и депривация парадоксального сна).
Вскрыть роль гемопоэзиндуцирующего микроокружения в регуляции процессов пролиферации и дифференцировки кроветворных клеток при экспериментальных невротических воздействиях.
Оценить роль нейромедиаторных систем в регуляции костномозгового кроветворения в условиях конфликтной ситуации и при депривации парадоксального сна.
Выявить механизмы влияния нейромедиаторных систем на процессы пролиферации и дифференцировки гемопоэтических клеток при экспериментальных невротических воздействиях.
Положения, выносимые на защиту.
1. При экспериментальных невротических воздействиях (конфликтная
ситуация и депривация парадоксального сна) пролиферация и
дифференцировка кроветворных клеток находятся под контролем сложной
многоуровневой системы регуляции, состоящей из дистантных
(нейромедиаторные системы) и локальных механизмов. При этом поступление
инструктквной информации из ЦНС к кроветворным клеткам производится
опосредованно - через альфа- и бета-адренергические рецепторы на клеточных
элементах гемопоэзиндуцирующего микроокружения, и прямо - через
адренергические структуры на гемопоэтических прекурсорах.
2. Регуляция эритро- и гранулоцитопоэза в условиях экспериментального
невроза осуществляется специфическим спектром нейромедиаторных систем.
Так, если изменения в эритроидном ростке кроветворения на ранних сроках
исследования (І-^-и сутки) сопряжены, прежде всего, с серотонинергической
регуляцией и, в меньшей степени, с адренергической и М-холинергической, то
в дальнейшем (4-7-е сутки) отмечается преобладание регуляторного влияния
М-холинергических и дофаминергических структур. В свою очередь регуляция
гранулоцитопоэза осуществляется центральными адренергическими и М-
холинергическими структурами (1-3-и сутки), в более поздний период
превалируют регуляторные влияния дофаминергической и
серотонинергической систем.
3. В условиях конфликтной ситуации "позитивное" действие
адренергической, М-холинергической и серотонинергической систем
определяют стимуляцию функциональной активности элементов кроветворного
микроокружения, процессов пролиферации и дифференцировки
гемопоэтических прекурсоров, что приводит к развитию выраженной
гиперплазии гемопоэза.
4. Угнетение адренергических механизмов, ингибирующее действие М-холинергических структур при депривации парадоксального сна является основой нарушения формирования гемопоэтических островков и ингибиции секреции гемопоэтических ростовых факторов (в большей степени ЭПА) адгезирующими миелокариоцитами, разрушения позитивных причинно-следственных связей ГИМ с процессами пролиферации и дифференцировки кроветворных клеток и развития "абортивной" гиперплазии гранулоцитопоэза и депрессии эритропоэза. При этом серотонинергическая система в большей степени ответственна за изменения со стороны эритропоэза, а дофаминергическая - гранулоцитопоэза.
Научная новизна.
В работе впервые вскрыты закономерности формирования изменений в системе крови, изучена роль нейромедиаторных систем и кроветворного микроокружения в регуляции пролиферации и дифференцировки кроветворных клеток-предшественников при экспериментальных невротических воздействиях.
Показано, что после перенесенной конфликтной ситуации усиление продукции гуморальных регуляторов гемопоэза и формирования гемопоэтических островков вызывают синхронное увеличение темпов деления и ускорение дифференцировки клеток-предшественников гемопоэза, и, как следствие, приводят к развитию выраженной гиперплазии костномозгового гемопоэза. При этом возрастает взаимовлияние между компартментами кроветворения (организация корреляционных связей между параметрами локальных механизмов регуляции эритроидного и гранулоцитарного ростков) и внутри каждого компартмента.
Депривация парадоксального сна приводит к угнетению формирования гемопоэтических островков всех типов, к ингибиции продукции гемопоэтинов регуляторов эритропоэза адгезирующими клетками костного мозга, что приводит к десинхронизации процессов пролиферации и дифференцировки клеток-предшественников гранулоцитопоэза и ингибиции деления и созревания эритроидных прекурсоров. При этом практически отсутствуют корреляционные взаимодействия между отдельными параметрами, характеризующими взаимосвязь элементов ГИМ и процессов пролиферации и дифференцировки кроветворных клеток как внутри, так и между компартментами.
Выявлено, что истощение депо катехоламинов (резерпином), фармакологическая блокада альфа- и бета-адренергических структур (дигидроэрготамин и пропранолол) отменяет развитие ^ гиперплазии костномозгового кроветворения в условиях конфликтной ситуации, а так же активацию гранулоцитарного ростка кроветворения после депривации парадоксального сна, что в свою очередь сопровождается соответствующими изменениями содержания клеток в периферической крови. При этом депрессия костномозгового эритропоэза (депривация парадоксального на) под влиянием резерпина усугубляется, дигидроэрготамин и пропранолол восстанавливают активность эритроидного ростка кроветворения. Стимуляция альфа- и бета-
адренорецепторов (мезатон и орципреналина сульфат) активирует подавленный эритропоэз вплоть до развития его гиперплазии и увеличивает уровень гиперплазии гранулоцитопоэза при депривации парадоксального сна, а так же процессы кроветворения при конфликтой ситуации. Установлено, что адреноструктуры реализуют свои регуляторные эффекты на гемопоэз во многом опосредованно через факторы кроветворного микроокружения. В частности, с их участием изменяется секреторная активность адгезирующих и неадгезирующих фракций клеточных элементов ГИМ, что приводит к соответствующим изменениям со стороны пролиферации и дифференцировки коммитированных клеток-предшественников гемопоэза. Показано, что активация альфа- и бета-адренорецепторов (мезатоном и орципреналином сульфата) in vitro восстанавливает угнетенную колониеобразующую способность миелокариоцитов мышей после депривации парадоксального сна, а так же у животных, подвергнутых экспериментальным невротическим воздействиям в условиях истощения депо катехоламинов (резерпин), блокады вегетативных ганглиев (пентамин) и адреноструктур (дигидроэрготамин и пропранолол).
Фармакологическая блокада вегетативных ганглиев (пентамин) усугубляет депрессию эритропоэза при депривации парадоксального сна и вызывает его ингибицию в условиях конфликтной ситуации. При этом пентамин увеличивает уровень гиперплазии гранулоцитопоэза при депривации парадоксального сна и снижает его в условиях конфликта.
Показано, что фармакологическая блокада дофаминовых (галоперидол) и серотониновых (ципрогептадин) постсинаптических рецепторов, угнетение М-холинергических структур (скополамин) снижают уровень гиперплазии костномозгового эритро- и гранулоцитопоэза после перенесенного конфликта.
Выявлено, что фармакологическая блокада дофаминовых, серотониновых и М-холинергических структур отменяет депрессию костномозгового эритропоэза при депривации парадоксального сна. В то же время галоперидол и скополамин снижают, а ципрогептадин, напротив, увеличивает содержание нейтрофильных гранулоцитов в костном мозге.
Продемонстрировано, что все изученные нейромедиаторные системы не влияют на костномозговое кроветворение и картину периферической крови интактных мышей.
Практическое значение работы. Показана важная роль
нейромедиаторных систем в регуляции процессов кроветворения при
невротических воздействиях, выявлены основы регуляторных
взаимоотношений нейромедиаторных механизмов и гемопоэзиндуцирующего
микроокружения. Полученные данные вносят существенный вклад в
понимание специфических нейромедиаторных механизмов контроля
эритропоэза и гранулоцитопоэза при экспериментальных невротических
воздействиях. ''
Результаты работы дают возможность определить новые пути фармакологической коррекции процессов кроветворения при патологиях
различного генеза с помощью нейрофармакологических средств, действующих на центральную нервную систему.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на конференции "Экспериментальная и клиническая фармакология язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Создание новых гемостимуляторов" (Томск, 1996); на VII Всероссийском симпозиуме "Коррекция гомеостаза" (Красноярск, 1996); на Первом Российском конгрессе по патофизиологии (Москва, 1996); на 3-м съезде физиологов Сибири и Дальнего востока (Новосибирск, 1997); на Втором Российском конгрессе по патофизиологии с международным участием. Патофизиология органов и систем. Типовые патологические процессы (экспериментальные и клинические аспекты) (Москва, 2000); на VII Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, 2000); на Международной научной конференции. Поиск, разработка и внедрение новых лекарственных средств и организационных форм фармацевтической деятельности (Томск, 2000); на 1-м Международном симпозиуме по изучению и технологии производства продуктов пантового мараловодства (Канада, 2000); на 8-м минисимпозиуме по передовым научно-техническим технологиям (Япония, 2000); на итоговой научной конференции НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН "Актуальные проблемы экспериментальной и клинической фармакологии" (Томск, 2001); на конференции "Актуальные вопросы экспериментальной и клинической морфологии" (Томск, 2002); на 4 съезде физиологов Сибири (Новосибирск, 2002).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 50 научных работ. Из них 19 - в центральных журналах. Материалы работы обобщены в монографии "Роль нервной системы в регуляции кроветворения" (Изд-во ТГУ, Томск, 2004) в соавторстве с ЕД.Гольдбергом, А.МДыгаем, Н.В.Проваловой, Н.И.Сусловым.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 400 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, приложения. Работа иллюстрирована 41 рисунком и 120 таблицами. Библиографический указатель включает 426 источника, из них 233 отечественных и 193 иностранных.
