Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Психонейроиммунные взаимодействия в норме и при повреждении головного мозга (современное состояние проблемы) 13
1.1. Психонейроиммунная система организма и высшие отделы ее регуляции 13
1.2. Повреждение головного мозга при черепно-мозговой травме и реакция на него психонейроиммунной функциональной системы организма 28
1.3. Коррекция психонейроиммунных взаимоотношений с помощью модуляции опиоиднои неиромедиаторнои системы головного мозга 37
Глава 2. Материал и методы исследования 41
2.1. Характеристика экспериментальных групп (дизайн исследования) 41
2.2. Экспериментальная модель тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы 46
2.3. Обоснование выбора препарата, его дозы и пути ведения 48
2.4. Методы исследования 50
2.4.1. Психоневрологические методы 50
2.4.2. Морфологическое исследование головного мозга 52
2.4.3. Методы исследования системы иммунитета 53
2.4.4. Биохимические методы 55
2.5. Статистический анализ 56
Глава 3. Особенности функционирования центральной нервной системы у крыс с разным типом высшей нервной деятельности после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы 57
3.1. Ориентировочно-исследовательское поведение у крыс в период ранних проявлений и отдалённых последствий тяжелой сочетаннои черепно-мозговой травмы 57
3.2. Особенности нарушений долговременной памяти у крыс с различным исходным уровнем высшей нервной деятельности в посттравматическом периоде 69
3.3. Сравнительное исследование особенностей нарушений болевой чувствительности в динамике тяжелой сочетаннои черепно-мозговой травмы 73
3.4. Структурно-функциональные изменения нейронов гиппокампа и заднего гипоталамического поля белых крыс в отдаленном периоде после тяжелой сочетаннои черепно-мозговой травмы 76
3.4.1. Цитоархитектоника поля СА1 гиппокампа животных группы сравнения (контроль) 76
3.4.2. Цитоархитектоника поля СА1 гиппокампа животных с тяжелой сочетаннои черепно-мозговоштравмой в отдаленном посттравматическом периоде 78
3.4.3. Цитоархитектоника заднего гипоталамического поля животных группы сравнения (контроль) 86
3.4.4. Цитоархитектоника заднего гипоталамического поля животных основной группы в отдаленном посттравматическом периоде 87
3.4.5. Влияние типа высшей нервной деятельности на изменение общей численной плотности нейронов, гиппокампа и заднего гипоталамического поля в отдаленном посттравматическом периоде 94
Глава 4. Иммунопатогенез тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы у крыс с разным типом высшей нервной деятельности 96
4.1. Иммунный ответ у крыс с исходно низким и высоким типом высшей нервной деятельности в период ранних проявлений- и отдалённых последствий тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы 96
4.2. Изменения системы крови в период отдаленных последствий травмы 102
4.3. Содержание цитокинов в крови и клетках головного мозга крыс в период отдаленных последствий травмы 107
4.4. Дизрегуляционные изменения в системе антирадикальной защиты лимфоцитов после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы 111
Глава 5. Эффективность коррекции даларгином расстройств центральной нервной и иммунной систем белых крыс после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы 118
5.1. Влияние даларгина на поведенческую деятельность 118
5.2. Влияние даларгина на структурно-функциональное состояние гиппокампа и заднего гипоталамического поля в отдаленном периоде после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы 122
5.3. Иммуномодулирующие свойства даларгина 125
Глава 6. Обсуждение результатов и заключение 130
Выводы 138
Список литературы 140
- Психонейроиммунная система организма и высшие отделы ее регуляции
- Ориентировочно-исследовательское поведение у крыс в период ранних проявлений и отдалённых последствий тяжелой сочетаннои черепно-мозговой травмы
- Иммунный ответ у крыс с исходно низким и высоким типом высшей нервной деятельности в период ранних проявлений- и отдалённых последствий тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы
- Иммуномодулирующие свойства даларгина
Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние десятилетия черепно-мозговая травма представляет одну из важнейших социально-медицинских проблем. Это обусловлено возросшей частотой травматизма и тяжестью травм, преобладанием в их структуре сочетанных повреждений, высокой летальностью (А.Н.Коновалов и соавт., 1998; В.В.Агаджанян, 2006). Среди выживших высока инвалидизация, ведущими причинами которой являются психические расстройства, психоподобные состояния, грубые двигательные и речевые нарушения, эпилептические припадки (Е.Салгавник, 2004; И.В.Осипова и соавт., 2005: В.А.Сергеев, 2006). Актуальность и важность медицинского аспекта проблемы ранних нарушений и отдаленных последствий тяжелой черепно-мозговой травмы обусловлено - тем, что развитие травматической болезни головного мозга сопровождается не только структурно-функциональными изменениями в ЦНС, но и комплексом патофизиологических сдвигов, формирующихся в иммунной системе, которые не только обусловливают высокую летальность больных от гнойно-септических осложнений, но и могут запускать различные механизмы отсроченного по времени повреждения структур мозга. В настоящее время нервная, иммунная и эндокринная системы все чаще рассматриваются как единая психонейроиммунная система регуляции общего гомеостаза и адаптации организма к меняющимся условиям внешней и внутренней среды (В.А.Евсеев, 2006; С.В.Магаева, 2006; С.Г. Морозов и соавт., 2006; И.Д.Столяров и соавт., 2006). Молекулярные механизмы взаимодействия составляющих психонейроимунной системы хорошо изучены: наряду с гормональными факторами они обеспечиваются медиаторами нейроиммунного взаимодействия - цитокинами (И.М.Кветной, 2002; А.Ф. Повещенко и соавт., 2003; Гомазков О.А., 2006; Морозов С.Г. и соавт., 2006; Н.А. Добротина и соавт., 2007). Высшим уровнем регуляции в этой системе является головной мозг, повреждение которого при черепно-мозговой травме приводит к расстройству комплексного контроля функций иммунной системы, сопровождающемуся развитием посттравматического иммунодефицита (А.Н.Хлуновский, А.А. Старченко, 1999; Т.Ф. Соколова, 2004), а иммунные расстройства усугубляют деструктивные процессы головного мозга у больных энцефалопатиями посттравматического генеза (Л.В.Липатова и соавт., 2005). Все вышеуказанное, свидетельствующее о существовании единой психонейроиммунной системы, необходимо рассматривать с позиций существования различий типов высшей нервной деятельности и иммунного ответа у млекопитающих. Однако работ в этом направлении мало, еще меньше сравнительных исследований последствий черепно-мозговой травмы на психонейроиммунную систему в зависимости от типа нервной системы, а работ в этом аспекте, посвященных изучению отдаленного посттравматического периода вообще нет. Кроме того, отсутствие четких критериев центральной дизрегуляции иммунной системы ограничивает
возможности целенаправленной ее коррекции. В этом плане перспективным является использование естественных регуляторов мозга опиоидных пептидов (или их синтетических аналогов), главное назначение которых - защита от стрессорных повреждений, обезболивание и координация работы тканей, органов, систем и организма в целом путем воздействия на опиоидные рецепторы соответствующей нейромедиаторной системы, входящей в психонейроиммунной систему.
Цель исследования. Выявление основных закономерностей нарушений нервной регуляции функций системы иммунитета белых крыс с высоким и низким типом высшей нервной деятельности после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы, обоснование возможности целенаправленной коррекции функции психонейроимунной системы организма с помощью синтетического аналога опиоидных пептидов даларгина.
Задачи исследования.
Сравнить особенности ориентировочно-исследовательского поведения, долговременной памяти, эмоционального состояния и болевой чувствительности у крыс с высоким и низким типом высшей нервной деятельности в период ранних проявлений и отдалённых последствий тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы.
Сравнить особенности изменения иммунного ответа, системы крови, содержания цитокинов в крови и ткани головного иозга, системы антирадикальной защиты лимфоцитов и клеток головного мозга в период ранних проявлений и отдаленных последствий травмы у животных с высоким и низким типом высшей нервной деятельности.
Провести морфометрический сравнительный анализ структурно-функционального состояния популяции нейронов высших отделов (поле СА1 гиппокампа, заднее гипоталамическое поле) регуляции иммунного ответа белых крыс в отдаленном периоде тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы у животных с высоким и низким типом высшей нервной деятельности.
На основании сравнительного изучения психоневрологического статуса, иммунореактивности организма, структурно-функционального состояния гиппокампа и заднего гипоталамического поля белых крыс с лечением и без лечения даларгином после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы определить влияние препарата на исход отдаленного посттравматического периода.
Научная новизна. Выявлены особенности патогенеза тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы у животных с высоким и низким типом высшей нервной деятельности. Установлена зависимость иммунопатогенеза в посттравматическом периоде от типа нервной деятельности. Впервые в течение 9 месяцев после тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы в эксперименте с использованием комплексного методического подхода и сравнительного анализа выявлены закономерности изменения психоневрологического статуса,
иммунного ответа и особенности реорганизации нейронных популяций высших отделов (гиппокамп, заднее гипоталамическое поле) регуляции системы иммунитета белых крыс с высоким и низким типом высшей нервной деятельности. В результате системного статистического анализа полученных данных было установлено, что существует зависимость иммунного ответа и динамики морфологических показателей в посттравматическом периоде от типа высшей нервной деятельности. У животных с высоким типом высшей нервной деятельности отмечается менее значительное повреждение нейронов высших отделов регуляции системы иммунитета и сохранение на высоком уровне иммунного ответа. Выявлено, что даларгин предотвращает развитие посттравматического иммунодефицита, изменения ориентировочно-исследовательской деятельности и структурно-функционального состояния высших отделов регуляции системы иммунитета экспериментальных животных в отдаленном посттравматическом периоде.
Теоретическое и практическое значение. Теоретическое значение имеет разработка проблемных аспектов патогенеза посттравматической болезни. С помощью комплекса нейрофизиологических, иммунологических и морфологических исследований удалось получить новые данные, обосновывающие специфику изменения нейроиммунного статуса и структурно-функционального состояния высших отделов регуляции психонейроиммунной системы у белых крыс с различным типом высшей нервной деятельности, перенесших тяжелую сочетанную черепно-мозговую травму.
Установлено, что значимую роль в формировании и прогрессировании патологического процесса в отдаленном посттравматическом периоде играют иммунопатологические изменения дизрегуляторного генеза и морфологические изменения высших отделов регуляции психонейроиммунной системы. При этом в посттравматическом периоде высокий тип высшей нервной деятельности сочетается с высоким типом иммунного ответа организма, с менее значительным повреждением нейронов высших отделов регуляции иммунной системы. То есть, у животных с высоким типом иммунного ответа отмечается более полноценная адаптация и структурно-функциональное восстановление головного мозга в посттравматическом периоде.
Выявлена одна из причин неблагоприятного течения посттравматического периода у животных с низким типом высшей нервной деятельности - наличие иммунодефицита и морфологических изменений в гиппокпампе и заднем гипоталамическом поле. На основании этого аргументирована необходимость применения иммунокорректоров с целью восстановления нарушенных нейроиммунных взаимоотношений и защиты головного мозга.
Изученные нейрофизиологические, иммунопатологические и морфологические изменения у животных с высоким и низким типом иммунного ответа позволили уточнить спектр системных нарушений после
тяжелой сочетаннои черепно-мозговой травмы и возможность их коррекции с помощью синтетического аналога опиоидных пептидов даларгина.
Полученные данные послужат фундаментальной базой для дальнейшего изучения закономерностей функционирования психонейроиммунной системы организма после повреждения головного мозга, а также целенаправленного изыскания способов его защиты при тяжелой черепно-мозговой травме с помощью различных регуляторних пептидов. Фактические данные настоящего исследования и теоретические положения, разработанные на их основе, могут быть использованы в преподавании на кафедрах патологической физиологии, гистологии, цитологии и эмбриологии, неврологии высших медицинских учебных заведений при изучении вопросов функционирования нервной ткани, органов центральной нервной системы в условиях нормы и диффузно-очаговых повреждений головного мозга.
Внедрение результатов исследования. Результаты проведенного исследования используются в учебном процессе кафедры патологической физиологии с курсом клинической патофизиологии Омской государственной медицинской академии, кафедры нормальной и патологической физиологии Ханты-Мансийского государственного медицинского института, научно-исследовательской работе центральной научно-исследовательской лаборатории Омской государственной медицинской академии.
Апробация работы.
Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на международном симпозиуме «Закономерности эмбриофетальных морфогенезов у человека и позвоночных животных» (Ханты-Мансийск, 2004); IX Всероссийском научном Форуме с международным участием им. академика В.И.Иоффе «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (С.-Петербург, 2005); конференции «Новые лабораторные технологии в диагностике и лечении заболеваний человека» (Челябинск, 2006); 4-ой Российской конференции «Нейроиммунопатология» (Москва, 2006); XI Всероссийском научном Форуме с международным участием имени академика В.И.Иоффе «»Дни иммунологии в Санкт-Петербурге (С.-Петербург, 2007); научно-практической конференции «Клинические и фундаментальные аспекты критических состояний (Омск, 2007); межрегиональной научно-практической конференции «Дни иммунологии в Сибири» (Омск, 2007); Объединенном иммунологическом форуме (С.-Петербург, 2008); Всероссийской научной конференции «Нейробиологические аспекты морфогенеза и регенерации» посвященной памяти члена-корреспондента АМН СССР проф. Ф.М.Лазаренко (Оренбург, 2008); научной конференции с международным участием «Дни иммунологии в Сибири - 2008» (Томск, 2008); совместном заседании центральной научно-исследовательской лаборатории и кафедры патофизиологии с курсом клинической патофизиологии ОмГМА (Протокол от 05.10.09).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 статей, в том числе 1 в журнале, рекомендованном ВАК РФ для докторских диссертаций.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания методик исследования, 4 глаз собственных исследований, заключения и выводов. Общий объем диссертации составляет 172 страницы, фактические данные иллюстрированы 18 рисунками, 22 таблицами. Указатель литературы включает 284 источников, из них иностранных - 66. Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором. Положения, выносимые на защиту.
1. Тип высшей нервной деятельности влияет на функционирование психонейроиммунной системы организма в посттравматическом периоде. Высокий тип высшей нервной деятельности сочетается с высоким типом иммунного ответа, способствует сохранению популяции нейронов гиппокампа и заднего гипоталамического поля, обеспечивает более быстрое и полное восстановление поведенческой деятельности и иммунореактивности животных в посттравматическом периоде.
2. Использование даларгина в посттравматическом периоде у животных с низким и высоким типом высшей нервной деятельности приводит к улучшению структурно-функционального состояния высших отделов регуляции системы иммунитета, содействует нормализации психоневрологического статуса и иммунореактивности организма.
Психонейроиммунная система организма и высшие отделы ее регуляции
Факторы регуляции иммунной системы подразделяют по их происхождению на интраиммунные, возникающие внутри иммунной системы, и экстраиммунные - нервные, гормональные, нейропептидной природы. Установлена принципиально общая закономерность - возбуждение ЦНС сказывается на течении иммунологических реакций, интенсифицируя их [12, 85].
Во второй половине прошлого столетия нервная, иммунная и эндокринная системы стали рассматриваться как единая система регуляции общего гомеостаза и адаптации организма к меняющимся условиям внешней и внутренней среды. Существование многих прямых и обратных связей между нервной, иммунной и эндокринной системами, их сходство по целому ряду фенотипических и функциональных показателей, свидетельствует о том, что указанные системы работают в виде единого структурно-функционального блока и в своем нерасчлененном триединстве формируют новую сущность -регуляторную метасистему, не сводимую по своим свойствами возможностям к свойствам, возможностям и функциям отдельно нервных, эндокринных и иммунокомпетентных клеток. [1, 6, 7, 86, 114, 115, 167, 179]. Это не арифметическая, а более сложная интеграция вышеназванных систем с появлением новых, характерных только для метасистемы в целом, функций [6, 63, 70, 107, 128, 131, 132, 178, 224, 286]. По определению Дж. Клира [79], система - это множество элементов, находящихся в отношениях или связях друг с другом и образующих целостность или органическое единство. Соответственно, каждый вышестоящий уровень является «метасистемой» для всех составляющих ее систем.
Появились новые науки - психонейроиммунология, нейроиммунопатология. Психонейроиммунология изучает влияние психологических факторов и функционального состояния мозга на иммунную систему, в частности, выясняя, за счет каких механизмов особенности личности, поведение, эмоции могут изменить иммунный ответ организма и повлиять, в ту или иную сторону, на риск возникновения заболевания. Поскольку изменения иммунитета свойственны широкому спектру заболеваний, психонейроиммунология получила статус самостоятельной научной проблемы, а после выявления центрального аппарата нейроиммунорегуляции, путей передачи регуляторних влияний на иммунокомпетентные органы и механизмах их рецепции иммуноцитами, стала полноценной частью психосоматической физиологии [12, 63, 86, 88, 107, 130, 146,178,221].
Нейроиммунопатология охватывает нарушения иммунной системы, в патогенезе которых ведущее значение принадлежит патологии нервной регуляции функций иммунологической защиты, и патологию нервной системы, патогенез которой связан с иммунными нарушениями [93, 94, 148].
Каким образом психические процессы (циркуляция импульсов по объемным нейронным сетям высших отделов ЦНС) могут воздействовать на процессы, протекающие в организме, повышать или понижать общий адаптационный потенциал неизвестно, а без его решения невозможно и понимание психофизиологической целостности высокоорганизованных организмов — животных и человека [12, 146] С позиций концепции уровней [170] психика и особенно сознание -высшие свойства целостной системы мозга, состоящей из отдельных элементов (нейронов, нейроглии), могут влиять на мозговые структуры. То есть, сознательный опыт организма может сам по себе причинно определять нейронные разряды, а отсюда - через нейрогуморальную, вегетативную и эндокринную регуляцию — изменять и соматические системы (желудочно-кишечную, сердечно-сосудистую, иммунную). Следовательно, любые патологические изменения высших отделов головного мозга (например, при черепно-мозговой травме), сопровождающиеся их дисфункцией, также закономерно должны влиять на состояние иммунной системы [63; 70, 107, 178].
На современном этапе изучения интегративных, регуляторных и адаптивных систем организма особое внимание уделяется выявлению общих механизмов и специфической реализации функций нервной и иммунной систем [12, 22, 80, 107, 117, 128, 185, 198, 229, 255, 277].
Установлены общие принципы, особенности функционирования и точки взаимодействия нервной и иммунной системы [6, 12, 40, 48, 56, 63, 64, 65, 70, 87, 143, 200, 244].
1. Основные функции нервной системы - это защита индивидуальности и особенности психики человека; иммунной системы - защита биологической индивидуальности.
2. Относительная автономность: формирование барьеров у центральных органов нервной и иммунной системы.
3. Особая перестройка нервной и иммунной системы: в филогенезе наиболее вероятна цефализация человека и особая перестройка развития иммунной системы (закон Геккеля-Мюллера).
4. Сетевая регуляция .работы нервной и иммунной систем -информационная сеть.
5. Способность к созданию и организации нервной и иммунологической памяти (вторичная память и ответ всегда сильнее, активнее, специфичнее в сравнении с первичными реакциями).
6. Образование нервных и иммунных синапсов, как основного условия передачи сигналов и функций в соответствующих информационных сетях.
7. Нервная и иммунная системы, молодые в эволюционном плане, являются и наиболее повреждаемыми системами организма (иммунодефицит и дефицит нервной регуляции).
8. Многие тканевые гормоны, медиаторы и лекарственные препараты действуют одновременно на регуляцию иммунной и нервной систем посредством связывания с одинаковыми рецепторами.
9. Ранняя онтогенетическая закладка нервной и иммунной системы, их активное развитие в эмбриональном периоде.
10. Иерархическая организация систем: нервная и иммунная системы состоят из центральных и периферических органов и тканей, клеток и гуморальных регуляторных систем.
11. Эти две системы обладают наибольшей степенью дифференцировки, то есть имеют наибольшее количество морфологических и функциональных субпопуляций (различные типы нейронов, синапсов, глиальных клеток в нервной системе, лимфоцитов и идиотипов антител - в иммунной системе).
12. Общее число клеток иммунной и нервной системы практически одинаково (вероятно, в пределах 1010-1012). В случае активации иммунитета количество лимфоцитов может увеличиваться на 1-2 порядка, а в нервной системе увеличивается количество активных и вновь образованных синапсов.
13. Высокая степень структурной изолированности нервной и иммунной системы в норме. При наличии нервного и иммунного синапсов нет и не может быть нейро-иммунологического синапса из-за относительной стационарности нейронных и высокой мобильности иммунных информационных сетей. Головной мозг является иммунопривилегированным органом, так как изолирован гематоэнцефалическим барьером, непроницаемым для иммуноцитов. Он обладает своей собственной нейрональной системой защиты (микроглия).
14. В отличие от нервной иммунная система лишена произвольности и сознания и ее сложнейшие функции реализуются в ином биоинформатическом пространстве, недоступном для сознания человека. Взаимоотношения между нервной и иммунной системой осуществляется за счет неспецифичных сигналов системного уровня (эндокринная система, цитокины).
Таким образом, нервная и иммунная система являются наиболее сложными и высокодифференцированными системами организма млекопитающих. Принцип и конечная направленность деятельности этих систем отличаются. Обе системы занимают разные информационные компартменты организма, связанные главным образом через неспецифические общесистемные процессы. Тем не менее, наблюдается4 некоторое функциональное сходство этих систем, если говорить об их экологической роли. Обе они формируют своего рода контактные системы на границе организм-среда и саму эту границу, а также обладают способностью интегрировать и аккумулировать индивидуальный опыт организма.
Ориентировочно-исследовательское поведение у крыс в период ранних проявлений и отдалённых последствий тяжелой сочетаннои черепно-мозговой травмы
Высшая нервная деятельность это интегративная деятельность высших отделов нервной системы, обеспечивающая индивидуальное поведенческое приспособление человека или высших животных к изменяющимся условиям окружающей и внутренней среды. У животных и человека имеются индивидуальные особенности высшей нервной деятельности, которые проявляются в различной скорости образования и упрочнения условных реакций, в неодинаковой быстроте выработки условного торможения, переделке условных реакций по новому сигнальному значению условных раздражителей. Эти различия определяются типологическими особенностями высшей нервной деятельности по организации целенаправленных поведенческих актов, представляющих собой сложную интеграцию корково-подкорковых взаимоотношений. Выделение типов высшей нервной деятельности у животных возможно с помощью параметров, характеризующих ориентировочно-исследовательское поведение [123].
Изучение механизмов и взаимовлияний высшей нервной деятельности и иммунитета у человека и животных в настоящее время выходят на первую линию исследований. Накоплено достаточно убедительных доказательств существования определенных взаимосвязей между уровнем ориентировочно-исследовательского поведения, особенностями структурно-функциональной организации центральной нервной системы и функциональной активностью иммунной системы у животных [123, 124, 224]. Так, показана возможность направленного изменения параметров ориентировочно-исследовательского поведения животных с помощью введения им спленоцитов от сингенных доноров с определенными особенностями такого поведения [108].
У мышей с различным исходным поведенческим статусом обнаружены достоверные различия в морфологической картине сенсомоторной коры головного мозга, изменения в клетках последнего уровня мРНК, интерлейкина 1(3, рецептора IL-ip [108, 109]. .
Люди с низкой, умеренной и высокой реактивной тревожностыоимеют различия в ряде показателей психологического статуса, обмена веществ и иммунной системы. Эти особенности могут стать основой формирования патологических состояний при экстремальных воздействиях [30].
Повреждения головного мозга сопровождаются выраженными изменениями высшей нервной деятельности [236, 256, 268, 270, 274]. Тяжелая черепно-мозговая травма сопровождается прогрессивными нарушениями процессов восприятия и оценки окружающей действительности, мышления, развитием посттравматической энцефалопатии, под которой в настоящее время принято понимать совокупность неврологических и психических нарушений, наблюдаемых на всех этапах травматической болезни головного мозга. Следует подчеркнуть высокую психоневрологическую уязвимость больных, перенесших тяжелую черепно-мозговую травму, указывающую на слабость компенсаторных и адаптационных процессов в центральной нервной системе в отдаленном посттравматическом периоде. В последнее- время появились данные о том, что выраженность нарушений интегративных функций мозга при черепно-мозговой травмк зависит от типа иммунного реагирования. Так, у животных с изначально высоким типом иммунного ответа, в отличие от животных с его низким типом, после травмы наблюдаются менее значимые повреждения высших отделов регуляции системы иммунитета [55]. Однако, в настоящее время нет целостного представления о механизмах развития такой разновидности посттравматической церебральной недостаточности, как неспособность мозга обеспечивать регуляцию иммунного гомеостаза.
В наших исследованиях психоневрологическая характеристика здоровых животных с изначально различным типом высшей нервной деятельности и при моделировании у них экспериментальной посттравматической энцефалопатии базировалась на оценке ориентировочно-исследовательского поведения- и-эмоционального состояния животных, определения способности к фиксации, хранению и воспроизведению информации с помощью условного рефлекса пассивного избегания болевого раздражения, времени реагирования на температурные раздражители разной силы. Проведение экспериментальных исследований по изучению высшей нервной деятельности у крыс до и после моделирования тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы, начиналось с оценки поведения крыс до нанесения травмы и контрольных групп в тесте открытое поле. В ходе оценки поведенческой деятельности здоровых крыс выявлено, что животные, помещенные в экспериментальную камеру, проявляли ориентировочно-исследовательские реакции, выраженность которых зависела от индивидуальных способностей каждой особи. Так, неожиданно оказавшись на открытой, ярко- освещенной площадке, крысы являющиеся сумеречными, норковыми животными, стремились уйти за ее пределы в поисках безопасного для жизни убежища. Для принятия данного решения и его осуществление разным животным требовалось от 4 до 6 секунд. Покинув центральную площадку крысы активно обследовали поле, чередуя пробежки (горизонтальная активность) с другими ориентировочно-исследовательскими реакциями в виде вставания на задние лапы (вертикальная, активность) и осмотр территории, заглядывание в норку и, при невозможности скрыться в ней, продолжение исследовательской деятельности. Различные этапы поведения имели адекватное эмоциональное сопровождение. Поисковая деятельность кратковременно прерывалась движениями, обеспечивающими чистку тела (груминг), которые являются комфортной формой поведения. Целенаправленный поведенческий акт заканчивался достижением полезного приспособительного результата — выбором безопасного, мало освещенного места в углу камеры, которое крыса не покидала до конца срока обследования.
Оценка деятельности двигательных актов, существующих в виде взаимозависимой системы поведенческих реакций лабораторных крыс, позволила выделить две группы животных: I группа с низким, II группа с высоким типом высшей нервной деятельности (табл. 2, 3). Животные, составившие I и II группы, различались по скорости реагирования на раздражитель и времени начала поиковой деятельности. Животные II группы с высоким типом высшей нервной деятельности на 2,4 секунды быстрее приступали к поиску безопасного места. У них были выше горизонтальная; и вертикальная активность, норочный рефлекс. При этом, стремление к замене исследовательской деятельности положительным эмоциональным ощущениям было выше у животных с низким типом высшей нервной деятельности. Так, у особей I группы общая продолжительность груминга была в 1,3 раза выше, чем в II группе (табл. 2, 3). Показатели, характеризующие соматовегитативный статус животных (дефекация) в группе животных с низким типом высшей нервной деятельности были выше, чем у их сородичей из группы-П.
При моделировании тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы дисфункция центральной нервной системы у крыс с низким (группа I) и высоким (группа II) типом высшей нервной деятельности была представлена угнетением сознания вплоть до глубокой комы. При этом в первые часы и сутки после нанесения травмы в нашем эксперименте неврологические проявления посттравматической энцефалопатии отмечались у 98% крыс животных группы I и 96% группы II (р 0,10). Через 1 сутки после нанесения крысам I и II групп травмы выявлено, что у крыс обеих групп были резко снижены показатели ориентировочно-исследовательской формы поведения. Животные были заторможены, малоподвижны. В группах травмированных крыс преобладали эмоции страха и напряжения. Доминирующим актом поведения у крыс являлся груминг, выраженность которого, согласно Я.Буреш [24], в сочетании с параметрами вегетативного компонента эмоций (числом дефекаций) составляет фактор «тревожности» в поведении животных. Интенсивность и продолжительность движений по чистке, выкусыванию и вылизыванию шерсти превышала контрольные значения у животных группы Т I в 1,5 раза, группе Т II - в 3 раза (табл. 2, 3). При этом у животных исследуемых групп было снижено число дефекаций (табл. 2, 3). Следует отметить, что травмированные крысы более длительное время, чем их здоровые сородичи, не могли решиться на пересечение темной полосы, отделяющей ярко освещенный квадрат в центре открытого поля на котором они находились. Крысам с низким типом высшей нервной деятельности (группа Т I) потребовалось на это больше времени, чем животным с высоким типом высшей нервной деятельности (группа Т II), соответственно длительность латентного периода в этой группе была выше (табл. 2, 3). Число пробежек и пересеченных квадратов, вертикальных стоек в Т I и Т II группах крыс уменьшилось почти в 2 и 1,5 раза по сравнению с соответствующими контролями. При сравнении значений данных показателей между группами Т I и Т II также прослеживалось более значимое снижение показателей в группе ТI.
Иммунный ответ у крыс с исходно низким и высоким типом высшей нервной деятельности в период ранних проявлений- и отдалённых последствий тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы
Известно, что любая тяжелая травма вызывает в организме ряд изменений его защитных функций, как специфического, так и неспецифического характера, и с первых дней приводит к понижению антибактериальной резистентности на фоне выраженных нарушений клеточного и гуморального иммунитета, к развитию вторичного иммунодефицита смешанного типа [9, 38, 60, 67, 135, 184, 209, 235]. Формирование иммунодефицита является важным звеном патогенеза травматической болезни головного мозга и одной из главных причин увеличения риск развития гнойно-септических осложнений [71, 101, 209]. Иммунологические исследования должны отражать патогенетические механизмы, характеризующие конкретную патологию [23], однако широкий круг исследований, проведенных в целях изучения влияния травмы на иммунологические процессы, характеризуется, как правило, констатацией нарушений клеточно-гуморального иммунитета, неспецифических факторов защиты в период ранних проявлений черепно-мозговой травмы. При этом механизмы нейрогуморальной обеспечения функций иммунной системы на этапах формирования иммунного ответа, во многом определяющие интенсивность его развития, при тяжелой черепно-мозговой травме, особенно в период отдаленных последствий травмы во многом остаются неизвестными.
Проведенное нами исследование по развитию первичного иммунного ответа на тимусзависимый антиген (эритроциты барана) у белых крыс с низким и высоким типом высшей нервной деятельности в норме и в условиях моделирования тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы показало, что введение эритроцитов барана контрольным крысам вызвало развитие первичного иммунного ответа с пиком выработки антител на 4-5 суток. Так, через 1 и 2 суток после иммунизации антиэритроцитарные антитела отсутствовали, на 4-е сутки выявлялись в титрах 1/16 - 1/64 и оставались на данном уровне и на 5-е сутки, что свидетельствовало о выходе выработки антител на плато. У контрольных животных с высоким типом высшей нервной деятельности (К II) титры антиэритроцитарных антител в крови были в 1,4 раза выше, чем у животных с низким типом высшей нервной деятельности (табл. 15).
При определении количества антителообразующих клеток в селезенке прослеживалась аналогичная динамика: отсутствие АОК в селезенке на 1 - 2-е сутки после иммунизации, и увеличение их количества на 4-5-е сутки развития иммунного ответа на тимусзависимый антиген в группе К I до 37x103 клеток в селезенке, в группе КII до до 58,7х 10 клеток (табл. 13).
При изучении влияния тяжелой механической травма на первичный иммунный ответ к эритроцитам барана обнаружен иммуносупрессивный эффект, имевший место в период ранних проявлений и отдалённых последствий тяжелой сочетанной-черепно-мозговойтравмы.
Через 1 сутки посттравматического периода титры антиэритроцитарных антител в крови животных были ниже уровней соответствующих контролей в группе ТI на 40% и в группе ТII на 30%.
Количество АОК также было ниже контрольных значений в обеих экспериментальных группах крыс (табл. 15). При этом степень посттравматической иммунодепрессии у животных с низким типом высшей нервной деятельности (Т I) была почти в 1,5-2,0 раза более выражена, чем в группе крыс с высоким типом высшей нервной деятельности (Т II). В динамике болезни, к 7 суткам посттравматического периода у животных обеих групп произошло дальнейшее уменьшение количества АОК в селезенке и антиэритроцитарных антител в крови, которые и в течение последующей. недели оставались без изменений практически на том же уровне. Наиболее резкое снижение показателей отмечалось у крыс группы ТI (табл. 15). Через 1 месяц после нанесения тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы у крыс с высоким типом высшей нервной деятельности (Т II) появилась и сохранялась до 3 месяцев посттравматического периода тенденция к нормализации показателей, чего не наблюдалось у крыс группы I (табл. 15). Через 9 месяцев после перенесенной травмы у животных иммунодефицит усугубился, и степень нарушения была более выражена в группе животных с низким типом высшей нервной деятельности (Т I). Количество АОК и уровень антител в группе I составляли 31% и 42% от контроля, в группе II 70% и 71% (табл. 6). При этом количество АОК имело прямую корреляцию с горизонтальной (в группе I г=0,52, р 0,05; II - 1-0,69 р 0,05) и вертикальной активностью (в группе I - г=0,57, р 0,05; II - г=0,62 р 0,05), числом дефекаций (в группе I - г=0,66, р 0,05; II - r=0,61 р 0,05), а титры антител— прямую связь с вертикальной активностью (в группе I -г=0,71,/? 0,05; II - г=0,55 р 0,05) и обратную с грумингом (в группе I - г=-0,59; р 0,05, II - r=-0,74i? 0,05).
Исследование популяционного состава лимфоцитов периферической крови крыс с низким (Т I) и- высоким (Т II) типом высшей нервной деятельности в посттравматическом периоде показало, что в обеих группах регистрировалось снижение количества зрелых Т-лимфоцитов с фенотипом CD3+ и дисбаланс субпопуляций CD4+ и CD8+ клеток. Сравнительный анализ данных выявил, что у животных группы Т I, иммуносупрессивный эффект травмы был более значим (табл. 16).
Так, на 1 сутки посттравматического периода количество Т-лимфоцитов. в группе крыс Т I было на в 1,8 раз ниже, чем в группе сравнения (Т П) и составлял 43% от уровня соответствующего контроля-.- В дальнейшем на протяжении всего периода наблюдения выраженность Т-дефицита у животных с низким типом высшей нервной деятельности оставалась более значимой, чем у крыс группы Т П.
Определение популяционного состава лимфоцитов также показало, что в крови крыс группы Т І в период всего срока наблюдения сохраняется меньшее количество CD4+ лимфоцитов по сравнению с контрольными показателями (К I) и группой крыс Т П. При этом и степень посттравматической депрессии (процент снижения показателя от уровня соответствующего контроля) в группе крыс Т I была выше, чем в группе сравнения. Обращает на себя внимание то, что в отдаленном периоде: через 1 месяц и 9 месяцев после перенесенной травмы количество CD4+ лимфоцитов у крыс с высоким типом ВНД соответствовало норме, а у крыс с низким типом высшей нервной деятельности данный показатель остается низким.
Количество CD8+ клеток в группе животных Т І в первую неделю посттравматического периода было ниже, чем в группе крыс Т II, через 1 месяц показатели в обеих группах соответствовали контрольным, а через 9 месяцев количество CD8+ клеток превышало норму в 1,9 раз у животных с низким типом высшей нервной деятельности и в 1,5 раз в группе сравнения (Т И).
Таким образом, тяжелая сочетанная черепно-мозговая травма приводит к раннему (1 сутки) возникновению иммунодефицита с нарушением параметров клеточного и гуморального, иммунитета. Наибольшая выраженность нарушений системы иммунитета регистрируется в, остром периоде после. травмы у животных с низким уровнем высшей нервной деятельности. В периоде отдаленном осложнений травмы характер нарушений параметров системы иммунитета имеет свои особенности: иммунодефицит сохраняется, но его выраженность менее значима, чем в остром периоде после травмы. При этом дисбаланс иммунорегуляторных клеток возрастает за счет резкого увеличения количества CD8+ лимфоцитов и низкого, особенно в группе Т I, уровня CD4+ клеток. Расстройства иммунорегуляции сопровождаются снижением силы иммунного, ответа на тимусзависимый- антиген с уменьшением числа антителообразующих клеток и уровня антител как в остром, так и отдаленном периодах. У животных с высоким и низким типом поведения после травмы появляются особенности развития иммунной реакции в остром и отдаленном посттравматических периодах: формирование разного популяционного состава и количества иммунокомпетентных клеток (CD3+ , CD4+ , CD8+, AOK). Следовательно, после тяжелой очетаннои черепно-мозговой травмы иммунный статус животных с высоким типом высшей нервной деятельности страдает меньше. Наличие иммунодефицита — стойких структурных изменений в иммунной системе в период поздних осложнений тяжелой очетаннои черепно-мозговой травмы является морфологической базой хронической иммунной недостаточности. Вместе с тем, хроническая иммунная недостаточность это качественно новое состояние, так как длительное существование иммунной недостаточности создает высокую вероятность трансформации ее в патологию иммунной системы. В этих условиях иммунная система приобретает в какой-то степени гетерогенность по отношению к макроорганизму, в которой она находится, и собственные ткани становятся для нее чужеродными антигенами. Известно, что черепно-мозговая травма инициирует как иммунодефицитное состояние, так и аутоиммунные расстройства, усугубляя деструктивный процесс головного мозга и выраженность энцефалопатии [115, 168].
Иммуномодулирующие свойства даларгина
Опиоидная система выступает в качестве связующего звена между центральной нервной и иммунной системами, и в настоящее время уже не вызывают сомнения иммуномодулирующие свойства опиатов. Известно, что применение, разработанного на основе эндогенных опиодных пептидов лечебного препарата даларгина, позволяет влиять на течение болезни благодаря его регуляторному действию [92]. В то же,время влияние даларгина на функциональную активность системы иммунитета, закономерности его воздействия на процессы формирования иммунного ответа на чужеродные антигены, в том числе и путем изменения регуляторных влияний со стороны центральной некрвной системы в период отдаленных осложнений тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмы у животных с различным типом высшей нервной деятельности неисследован.
В связи со сказанным, нами проведены исследования иммуномодулирующих свойств данного препарата через 9 месяцев после травмы у белых крыс с низким и высоким типом высшей нервной деятельности. Даларгин животным вводили в раннем посттравматическом периода в течение 5 суток (группы Т+Д I и Т+Д II) Исследовали количество антителообразующих клеток (АОК) в селезенке и уровень специфических антител в крови. Полученные данные сопоставлялись с аналогичными параметрами животных групп ТІ и Т II, которым даларгин не вводили и контролем КI и К П.
Как видно из таблиц 26, 27 даларгин, введенный сразу после моделирования травмы, оказывал положительный эффект в период отдаленных осложнений, который проявлялся частичным восстановлением функциональной активности системы иммунитета через 9 месяцев после травмы. Отмечается более высокий, чем при травме без лечения, уровень гуморального иммунного ответа. Число АОК в группе крыс с низким типом высшей нервной деятельности в 2 раза превышало показатели группы сравнения. При этом количество специфических антител им соответствовало и достоверно превосходило таковые в группе крыс без лечения в 1,5 раза (табл.26, 27). Не смотря на это, контрольного уровня данные показатели в группе травмированных крыс с низким типом высшей нервной деятельности, получавших даларгин, не достигли и продолжали статистически значимо отличаться в меньшую сторону от количества АОК и антител в группе КI.
У животных с высоким типом высшей нервной деятельности, получавших препарат, через 9 месяцев после травмы количество АОК и титры антиэритроцитарных антител соответствовали.значениям контрольной группы К II, в то время как у крыс, перенесших травму без лечения (Т II), составляли лишь 69,3% и 70,6% от соответствующего контроля.
Сравнение результатов действия даларгина на центральную нервную и иммунную системы выявляло однонаправленность изменений их интегративных функций, приводящих к восстановлению деятельности обобщенной функциональной системы, её центральной архитектоники и исполнительных элементов. Это реализовалось через 9 месяцев после травмы улучшением функционирования центральной нервной и иммунной систем у крыс с низким типом высшей нервной деятельности и достижением полезного для организма приспособительного результата у животных с высоким типом высшей нервной деятельности, соответствующего аналогичному у здоровых особей и является еще одним из имеющихся доказательств общности пептидной регуляции нейронов и иммунокомпетентных клеток. Действие даларгина, вероятно, реализовалось через рецепторы, расположенные на внешней поверхности цитоплазматической мембраны нейронов [11], а также Т-лимфоцитов, макрофагов путем изменения выработки короткодистантных гуморальных факторов, реализующих пролиферацию и дифференцировку клеток в индуктивной фазе иммунного ответа [191, 207]. При этом восстановление регулирующего влияния центральной нервной системы обеспечивало адекватный по интенсивности иммунный ответ.
Введение даларгина способствует установлению сильной прямой корреляционной связи между числом АОК и продуцируемых ими антиэритроцитарных антител (г=0,67 р 0,05). Каждый из данных показателей имел прямую корреляцию с горизонтальной активностью (г=0,58, р 0,05 в группе Т+ДI и г=0,62 р 0,05 в группе Т+ДII), а количество АОК также имело обратную связь с длительностью латентного периода (г=-0,58, р 0,05, в группе Т+Д I и г=0,72 р 0,05 в группе Т+Д II). Данное объединение показателей, по всей видимости, является- оптимальным для развития полноценного иммунного ответа с сохранением значений количественных показателей" на уровне контроля, и служит дополнительным подтверждением того, что даларгин способствует переходу функциональной системы иммунного гомеостаза на более высокий уровень функционирования, обеспечивающий экономное расходование сил и средств, и дающий возможность сохранять функциональную активность за счет адекватного реагирования на раздражители.
Кроме того, нами установлено, что общая численная плотность неповрежденных нейронов и синапсов в изученных отделах гиппокампа и задних ядер гипоталамуса при использовании даларгина в обеих группах крыс, перенесших травму, положительно коррелируют (р 0,05) со степенью восстановления изученных показателей психоневрологического статуса и иммунореактивности организма.
Таким образом, эффективность действия даларгина в отдаленном посттравматическом периоде реализуется путем активации иммунных реакций и более полным, чем без препарата, восстановлением показателей системы иммунитета. Изменения показателей иммунореактивности организма при введении препарата коррелируют с изменениями показателей двигательной активности и ориентировочно-исследовательской деятельности. В свою очередь улучшение психоневрологического статуса и иммунореактивности организма коррелирует со степенью повреждения (сохранности) нейронов высших отделов (гиппокамп и задние ядра гипоталамуса) регуляции иммунного ответа организма. Даларгин, оказывая нейропротекторное и иммуномодулирующее действие, препятствует распаду единой нейроиммуноэндокриршой системы.
![Патофизиологическая роль (прогностическое значение) металлопротеидов (ферритина и церулоплазмина) в остром периоде черепно-мозговой и черепно-лицевой травмы [Электронный ресурс]](/i/i/4434/204148.png "Патофизиологическая роль (прогностическое значение) металлопротеидов (ферритина и церулоплазмина) в остром периоде черепно-мозговой и черепно-лицевой травмы [Электронный ресурс] Кучин Дмитрий Геннадьевич")
![Клинико-прогностическая значимость белков острой фазы при инфекционных осложнениях тяжелой черепно-мозговой травмы [Электронный ресурс]](/i/i/4243/186885.png "Клинико-прогностическая значимость белков острой фазы при инфекционных осложнениях тяжелой черепно-мозговой травмы [Электронный ресурс] Воеводин Сергей Викторович")
