Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Нейроиммуноэндокринная система и роль ликвора в регуляции её функций
1.1. Нейроиммуноэндокринная система - основа регуляторной деятельности мозга 16
1.2. Роль компонентов ликвора в регуляции деятельности мозга 35
Глава 2. Свободнорадикальное окисления и его значение в деятельности мозга 46
Глава 3. Нарушение нейроиммуноэндокринных связей при заболеваниях нервной системы 55
3.1. Метаболизм и функции моноаминовых медиаторов мозга при нервно-психических расстройствах 55
3.2. Нейроиммунное повреждение мозга, как фактор нарушения деятельности нервной системы 67
3.3. Особенности нейроэндокринных связей при нарушении функций ЦНС 79
Глава 4. Материалы и методы исследования 82
4.1. Методы исследования свободнорадикального окисления 84
4.2. Методы изучения транмиттерных систем мозга 87
4.3. Методы определения гормонов 89
4.4. Выделение нейроспецифических антител из ликвора 90
4.5. Статистические методы 91
Глава 5. Влияние ликвора больных на моноаминергические системы мозга 92
5.1. Влияние ликвора больных шизофренией на моноаминовую медиацию и циклические нуклеотиды мозга крыс 92
5.2. Изменение моноаминовой медиации и системы вторичных мессенджеров в мозге крыс при внутрицистернальном введении ликвора больных рассеянным склерозом 99
5.3. Влияние внутрицистернального введения ликвора больных эпилепсией на содержание моноаминов и циклических нуклеотидов в мозге крыс 105
Глава 6. Участие ликвора в регуляции функций эндокринной системы 116
6.1. Содержание гормонов в крови больных шизофренией, рассеянным склерозом и эпилепсией 116
6.2. Влияние внутрицистернального введения ликвора больных на содержание гормонов в крови крыс 118
Глава 7. Свободнорадикальное окисление в ткани мозга при действии ликвора больных нервно-психическими расстройствами 127
7.1. Показатели хемилюминесценции мозга интактных крыс при действии ликвора больных in vitro 127
7.2. Влияние внутрицистернального введения ликвора больных на свободнорадикальные процессы мозга крыс 134
7.3. Изменение активности перекисного окисления липидов в крови больных шизофренией, рассеянным склерозом и эпилепсией 141
Глава 8. Влияние фракций ликвора больных шизофренией и рассеянным склерозом на деятельность мозга 153
8.1. Иммунореактивность ликвора больных нервно-психическими расстройствами к видонеспецифическим мозгоспецифическим белкам 153
8.2.Изменение свободнорадикального окисления, нейротрансмиссии мозга и гормонального статуса крыс при введении фракций ликвора больных шизофренией 157
8.3. Изменение функций моноаминовых систем мозга крыс, вызванное введением фракций ликвора больных рассеянным склерозом 171
Глава 9. Отдаленные эффекты внутрицистернального введения ликвора и нейроспецифических антител на моноаминовую медиацию мозга 182
9.1. Динамика содержания гормонов в крови собак после внутрицистернального введения ликвора больных нервно-психическими заболеваниями 182
9.2. Отдаленные эффекты введения ликвора больных шизофренией и его фракций на моноаминовые рецепторы и гормональный статус крыс 192
Заключение 200
Выводы 226
Список литературы 228
- Нейроиммуноэндокринная система - основа регуляторной деятельности мозга
- Метаболизм и функции моноаминовых медиаторов мозга при нервно-психических расстройствах
- Влияние ликвора больных шизофренией на моноаминовую медиацию и циклические нуклеотиды мозга крыс
- Влияние внутрицистернального введения ликвора больных на содержание гормонов в крови крыс
Введение к работе
В настоящее время общепризнанным является положение о том, что заболевания мозга начинается с его повреждения, которое становится условием и причиной формирования вторичных эндогенных механизмов, осуществляющих развитие болезни (Г.Н.Крыжановский, 1996,1999). Вместе с тем, еще не установлены все причины и механизмы, приводящие к повреждению мозга, в том числе участие компонентов ликвора в формировании и поддержании патологии мозга.
По общепризнанному мнению ликвор является внутренней средой мозга, необходимой для нормального функционирования ЦНС, которая является средой для обмена веществ между мозгом и кровью, а также местом выделения и удаления некоторых конечных продуктов метаболизма мозговой ткани (Ю.А.Макаров, 1978, Е.М.Цветанова, 1986, Г.А.Акимов и соавт., 1990). Это дало основание считать ликвор адекватным «информационным источником мозга», который интегрирует на нейрогуморальном уровне все возможные перестройки жизнедеятельности мозга (Г.А.Акимов и соавт., 1990, А.Ю.Макаров, 1992, В.И.Горбачев, С.М.Горбачева, 1996).
В последнее время стал обсуждаться вопрос о роли ликвора в нейрогуморальной регуляции обмена и функций мозга в норме и при заболеваниях ЦНС (Г.Н.Крыжановский, В.К.Луценко, 1995, Г.Н.Крыжановский, 1996,1999, А.Н.Чибисов и соавт., 1999). Существуют сведения, позволяющие судить об участии ликвора в патогенезе некоторых заболеваний ЦНС. Предполагают, что в период обострения заболевания ведущая роль принадлежит ликвору, как в процессе саногенеза, так и в дезинтеграции функций мозга (А.Ю. Макаров, 1992).
В 1992 году А.Ю.Макаров предложил концепцию интегративной функции ликвора в деятельности мозга, согласно которой физиологически активные факторы ликвора оказывают влияние на структуры лимбико-ретикулярного комплекса, осуществляющего нейрогуморальную регуляцию
7 эндокринной и иммунной систем. По мнению автора, регуляторные эффекты
ликвора направлены на поддержание церебрального гомеостаза и
проявляются как в условиях нормы, так и в ситуации восстановления и
компенсации нарушенных функций. В то же время, есть основания
предполагать, что ликвор может явиться средой, способствующей
дезинтеграции функций мозга. Есть экспериментальные данные о том, что
внутримозговое введение ликвора больных с заболеваниями нервной
системы приводит к воспроизведению признаков нарушения деятельности
мозга у реципиентов, что указывает на присутствие в спинно-мозговой
жидкости физиологически активных факторов, вызывающих нарушение
метаболизма и функций мозга (Н.Ф.Майорова и соавт., 1989,
Г.Н.Крыжановский, 1996,1999, А.Н.Чибисов и соавт., 1999, П.А.Пирумов и
соавт., 2000). К числу таких веществ, присутствующих в ликворе, относятся
гормоны, медиаторы, регуляторные пептиды и др., рецепторы к которым
обнаружены во многих структурах мозга и их контакт с ликвором возможен
не только в желудочковой системе, но и благодаря его движению по
межклеточному пространству.
Однако, роль отдельных компонентов ликвора, поддерживающих гомеостаз мозга или вызывающих нарушение его деятельности, до настоящего времени остается изученной недостаточно.
В большей степени раскрыты и изучены механизмы влияния гормонов и биогенных аминов-медиаторов, присутствующих в ликворе на активность ЦНС (П.М.Малышенко, А.С.Попова, 1990, А.Ю.Макаров и соавт., 1990). Значительно меньше сведений о функциях нейроспецифических антител, которые обнаруживаются в крови и ликворе здоровых людей и уровень которых значительно возрастает практически при всех заболеваниях нервной системы. В патогенезе ряда заболеваний мозга, в том числе шизофрении и эпилепсии нейроиммунные процессы являются важным компонентом патологического процесса, а в развитии рассеянного склероза ключевым механизмом патогенеза. Патогенетическая роль нейроантител,
8 циркулирующих в крови больных шизофренией, рассеянным склерозом,
эпилепсией и рядом других заболеваний мозга в настоящее время
установлена (О.М. Захаренко и соавт., 1999, Т.П. Клюшник, 1997,
И.А.Рябухин, 1993). Проникновение через нарушенный
гематоэнцефалический барьер из крови в ЦНС антител, специфичных к
мозговым антигенам вызывает повреждение мембран нервных клеток,
нарушение метаболизма мозга и деятельности его интегративных систем
(Г.А.Вилков и соавт., 1984,1985, В.П. Чехонин и соавт., 1999). Между тем,
появление антител не всегда сопровождается повреждением мозга, т.к. они
могут быть свидетелями патологии или принимать участие в восстановлении
нарушенных функций (М.А.Мягкова и соавт., 1992, 2000, А.Б.Полетаев,
1995). Имеются основания полагать, что наряду с гематоэнцефалическим
путем проникновения нейроантител в ЦНС важным механизмом их
транспорта является гематоликворный путь. Имеются единичные сведения о
наличии нейроантител в ликворе с различными заболеваниями ЦНС (В.И.
Горбачев и соавт., 2004, В.П.Чехонин и соавт., 2000). Роль антител к
антигенам мозга, которые присутствуют в ликворе людей, как в условиях
нормы, так и при заболеваниях нервной системы изучена крайне мало.
Недостаточность знаний патофизиологии ликвора и его роли в
патогенезе заболеваний является одной из причин медленного внедрения в
практику методов физико-химической коррекции СМЖ больных с лечебной
целью (В.И. Горбачев и соавт, 2004). К числу мало изученных вопросов
относится участие ликвора в регуляции процессов свободнорадикального
окисления, протекающего в мембранах мозга. Свободнорадикальное
окисление является важным механизмом поддержания клеточного
гомеостаза, и его неконтролируемая активация становится одной из причин
развития окислительного стресса - универсального механизма повреждения
клеток. В настоящее время установлено, что нарушение баланса между
окислительными и антиокислительными процессами имеет место при многих
заболеваниях мозга, в том числе при шизофрении, рассеянном склерозе,
эпилепсии и др. (Г.Н. Крыжановский, Е.В.Никушкин и соавт., 1983,
И.А.Завалишин, М.Н.Захарова, 1996, В.Х Хавинсон, В.А.Баринов и соавт., 2003). Есть данные о накоплении продуктов свободнорадикального окисления в ликворе больных эпилепсией (Е.В.Никушкин, В.Е.Браславский, 1981). Однако, участие компонентов ликвора, в частности неироантител в развитии окислительного стресса не установлено.
В связи с этим, актуальным является изучение роли компонентов ликвора, в том числе ликворных неироантител в изменении состояния нейротрансмиттерных систем мозга, в дизрегуляции эндокринных функций и окислительном повреждении мозга при шизофрении, эпилепсии, рассеянном склерозе. Одной из причин изучения влияния ликворных неироантител на нейротрансмиттерный обмен явились ранее проведенные исследования, в которых установлено что под влиянием IgG фракции сыворотки крови нейросенсибилизированных животных и больных шизофренией вводимой непосредственно в ликвор интактных животных происходит нарушение катехоламиновой медиации (Г.А.Вилков и соавт., 1984)
Выбор заболеваний определен тем, что у больных шизофренией, рассеянным склерозом и эпилепсией важным фактором нарушения деятельности ЦНС является изменение метаболизма и функционального баланса моноаминовых медиаторов, часто отмечаются изменения в гормональной системе, а в крови и ликворе обнаружено присутствие антител к антигенам мозга.
На основании выше изложенного, в настоящей работе проведено экспериментальное изучение роли ликворных неироантител в патогенезе заболеваний нервной системы, сопровождающихся нейроТшмунным конфликтом. Наши исследования касаются ключевых механизмов развития шизофрении, эпилепсии, рассеянного склероза - нарушений моноаминергических систем гипоталамо-гиппокампокального комплекса, интегрирующих нервную, иммунную и эндокринную системы в единое целое, окислительного повреждение мозга, изменения эндокринной
10 регуляции. Нами предпринята попытка установить влияние
нейроспецифических антител, появляющихся в ликворе больных на
формирование этих нарушений.
Цель исследования. Целью настоящего исследования явилось экспериментальное изучение влияния содержащихся в ликворе нейроспецифических антител при шизофрении, эпилепсии, рассеянном склерозе на нарушение моноаминергических медиаторных систем мозга, эндокринных систем и в изменении процессов свободнорадикального окисления в мозге.
Задачи исследования:
В опытах с внутрицистернальным введением ликворных нейроантител и цельного ликвора больных шизофренией, эпилепсией, рассеянным склерозом изучить изменение содержания катехоламинов и серотонина в патогенетически значимых для данных заболеваний структурах мозга - гипоталамусе, гиппокампе и коре больших полушарий.
Изучить влияние ликворных нейроантител и цельного ликвора больных на моноаминовые рецепторы мозга путем измерения параметров связывания [3Н]норадреналина и [3Н] серотонина с синаптосомами мозга реципиентов.
3. Провести исследование влияния внутрицистернального
введения фракции ликвора больных, освобожденной от нейроспецифических
антител на изучаемые параметры в сравнении с эффектом ликворных
нейроантител. и цельного ликвора больных.
Изучить влияние внутрицистернального введения нейроантител и ликвора больных шизофренией, рассеянным склерозом и эпилепсией на внутриклеточную регуляцию метаболизма, определяя содержание цАМФ и цГМФ в гипоталамусе, гиппокампе и коре больших полушарий крыс.
Изучить влияние внутрицистернального введения ликворных нейроантител и цельного ликвора больных шизофренией, рассеянным склерозом и эпилепсией на эндокринную систему животных-реципиентов.
Определить содержание гормонов гипоталамо-гипофизарно-
адренокортикальной системы и гипофизарно-тиреоидной системы в крови крыс и собак-реципиентов.
6. В опытах in vivo и in vitro изучить влияние нейроантител и ликвора больных на процессы свободнорадикального окисления в структурах мозга крыс. Провести изучение систем свободнорадикального окисления крови больных.
Научная новизна результатов исследования. В работе представлены экспериментальные данные, указывающие на патогенетическую роль нейроантител, присутствующих в ликворе больных шизофренией, эпилепсией, рассеянным склерозом. Впервые показано, что взаимодействие ликворных нейроантител с антигенами мозга приводит к изменению моноаминовых медиаторных систем. Характер изменения содержания нейротрансмиттеров в структурах мозга животных-реципиентов свидетельствует об участии ликворных нейроантител в формировании нарушений моноаминового обмена, свойственных данным заболеваниям.
Впервые установлено, что нейроантитела ликвора взаимодействуя с антигенами мозга нарушают рецепторный аппарат нервных клеток, изменяя показатели связывания рецепторов с [ Н]норадреналином и [ Н]серотонином.
Показано, что одной из причин нарушения метаболизма мозга при шизофрении, эпилепсии, рассеянном склерозе является изменение содержания цАМФ и цГМФ в структурах мозга, вызванное действием нейроантител ликвора.
Установлено, что внутрицистернальное введение ликвора больных шизофренией, рассеянным склерозом и эпилепсией вызывает изменение содержания гормонов в крови животных - реципиентов. Дизрегуляция эндокринных систем экспериментальных животных вызвана действием нейроантител на моноаминовые системы мозга.
Показано, что нейроспецифические антитела, содержащиеся в ликворе больных шизофренией, эпилепсией, рассеянным склерозом действуя на
12 различные структуры мозга, вызывают активацию свободнорадикального
окисления. Снижение антиоксидантной емкости ликвора при данных
заболеваниях является одной из причин развития окислительного стресса в
мозге.
Основные положения, выносимые на защиту: ;
1. Ликвор играет важную роль в патогенезе шизофрении, эпилепсии, О
рассеянного склероза в связи с присутствием антител к антигенам мозга.
Взаимодействие нейроспецифических антител ликвора с антигенами мозга
является одним из основных механизмов нарушения моноаминовых
медиаторных систем в патогенетически значимых для данных заболеваний
структурах мозга. Нейроантитела, выделенные из ликвора больных иС(>
шизофренией изменяли функциональный баланс норадренергической и * f
дофаминергической систем в гипоталамусе, гиппокампе и коре больших
полушарий животных-реципиентов. Взаимодействие нейроантител ликвора
больных рассеянным склерозом с антигенами мозга реципиентов привело к
изменению содержания ДА и 5-ОТ в гиппокампе, а внутрицистернальное
введение антител из ликвора больных эпилепсией изменило содержание НА,
ДА и 5-ОТ в гиппокампе и коре больших полушарий реципиентов.
При взаимодействии нейроспецифических антител, присутствующих в ликворе больных, изменяется связывание рецепторов с моноаминовыми медиаторами, что является одним из ведущих звеньев в формировании нарушений моноаминовых медиаторных систем при шизофрении, эпилепсии, рассеянном склерозе.
Одной из причин нарушения метаболизма мозга при шизофрении, эпилепсии, рассеянном склерозе является изменение содержания цАМФ и цГМФ в мозге, вызванное действием компонентов ликвора, как нейроантител, так и фракции «истощенного» ликвора.
Изменение содержания гормонов в крови животных-реципиентов после введения нейроантител и цельного ликвора больных шизофренией,
13 рассеянным склерозом и эпилепсией указывает на роль ликвора в
дизрегуляции эндокринной системы при данных заболеваниях.
5. Взаимодействие ликворных антител с антигенами мозга приводит к активации свободнорадикального окисления в мозге. Снижение емкости антиоксидантной системы ликвора создает условия для накопления в нем веществ с прооксидантными свойствами, вызывающих окислительное повреждение нервных клеток.
Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость работы заключается в расширении представлений о роли ликвора в нейроиммунных нарушениях при шизофрении, эпилепсии, рассеянном склерозе. В работе показано, что патогенное действие нейроспецифических антител присутствующих в ликворе больных шизофренией, рассеянным склерозом и эпилепсией проявляется дизрегуляцией моноаминергических нейротрансмиттерных систем мозга и нарушением его гомеостаза. Получены данные, раскрывающие нейроиммунный механизм нарушения рецепторных функций нейрональных мембран и установлена роль нейроантител ликвора в этих нарушениях. Результаты исследования указывают на необходимость изучения роли ликворных антител к отдельным антигена мозга в развитии заболеваний мозга, таких как эпилепсия, рассеянный склероз, болезнь Паркинсона и др., используя модельные эксперименты на животных. Установленные изменения содержания гормонов в крови собак и крыс после введения нейроантител ликвора больных шизофренией, рассеянным склерозом, эпилепсией и наркоманией указывают на нейроиммунный механизм и роль нейроантител ликвора в дизрегуляции эндокринной системы. Установлена патогенная роль ликворных нейроантител в окислительном повреждении мозга. В работе показано, что снижение емкости антиоксидантной системы ликвора приводит к накоплению в нем прооксидантных веществ, что становится одной из причин вторичного эндогенного повреждения мозга при шизофрении, эпилепсии, рассеянном склерозе. Результаты указывает на необходимость изучения антиоксидантной
14 системы ликвора в норме и при заболеваниях нервной системы для
разработки эффективных способов защиты мозга от окислительного стресса.
Практическая значимость работы заключается в расширении возможности использования ликвора в диагностике и лечении заболеваний нервной системы. Результаты исследования указывают на возможность сочетанного использования специфической ликворосорбции с целью удаления из ликвора нейроспецифических антител и коррекции антиоксидантной системы ликвора. Кроме того, своевременная коррекция антиоксидантного состава ликвора может значительно повысить эффективность мероприятий, направленных на предупреждение обострения нервно-психических расстройств. Результаты данного исследования используются при чтении лекций по ВНД в Ростовском госпедуниверситете, а также в лечебной практике городского психоневрологического диспансера г.Ростова-на-Дону.
Апробация работы. Материалы исследования доложены на IV Всесоюзном съезде патофизиологов» (Кишинев, 1989), на I Всесоюзном съезде иммунологов (Москва, 1989), 6-ой Ростовской областной научно-практической школе семинаре "Механизмы адаптации животных и растений к экстремальным факторам окружающей среды" (Ростов-на-Дону, 1990); на Всесоюзном симпозиуме и школе молодых ученых "Серотонин мозга, нервно-психические нарушения и их лекарственная коррекция" (Донецк, 1990); на Всесоюзной конференции «Медико-биологические аспекты охраны психического здоровья» (Томск, 1990), на XI международной научной конференции по нейрокибернетике (Ростов-на-Дону, 1995); на итоговой научной сессии Ростовского государственного медицинского университета (Ростов-на-Дону 1996, 1998); на I Всероссийской и II Всероссийской конференциях с международным участием «Нейроиммунопатология» (Москва, 1999, 2002); на Международной конференции «Биоантиоксидант» (Москва, 2002), на Юбилейной международной конференции «Проблемы нейрокибернетики» (Ростов-на-Дону, 2002), на 5-ом Конгрессе
15
«Современные проблемы аллергологии, иммунологии и
иммунофармакологии» (Москва, 2002), на научной конференции
«Нейрохимия : фундаментальные и прикладные аспекты» (Москва, 2005), на
VII Всероссийской конференции «Нейроэндокринология-2005»
(С.Петербург, 2005).
Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликованы 15 статей и 20 тезисов.
Структура диссертации. Диссертация изложена на 3 \6 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 5 глав собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов и списка использованной литературы, включающего 401 отечественный и 211 зарубежных источников. Работа иллюстрирована 36 таблицами и 20 рисунками.
Нейроиммуноэндокринная система - основа регуляторной деятельности мозга
В организме человека существуют три основные системы регуляции жизнедеятельности - нервная, иммунная и эндокринная, каждая из которых осуществляет свои специфические функции, но, вместе с тем, все три системы объединены общей функцией сохранения гомеостаза (В.А.Лесников, 1993, Е.М.Чазов, 1993, И.Г.Акмаев, 1998, F. Scanlon e.al.,. 1981, D. Ker, J. Wood, 1983). В осуществлении этой функции они действуют как единая, нейроиммуноэндокринная система, регулируемая нейромедиаторами, нейропептидами, гормонами, лимфокинами, а клетки этих систем имеют соответствующий регуляторный аппарат, что позволяет устанавливать между системами регуляцию по принципу прямой и обратной связи (Б.И.Котляр, 1986, ШХАшмарин, 1987, D.Hollenberg Morly, 1982, D.G. Payan e.al, 1987, P.V. Pizza e.al., 1996). Кроме того, эти системы выделяют факторы, вызывающие взаимный трофический эффект. Наиболее изученными трофогенами являются фактор роста нервов, кислый фактор роста фибробластов, инсулиноподобный фактор, интерлейкины. Единая трофическая сеть обеспечивает функции нейроиммуноэндокринной системы (В.А.Березин, 1984, В.А.Березин, Я.В.Белик, 1990, Г.Н.Крыжановский, В.КЛуценко, 1995, Т.П.Клюшник, 1999, G.Vantini e.al., 1984, G.D.Rao e.al., 1995).
История изучения взаимодействия между нервной и иммунной системами начинается в 1928 году, когда Scyfrres описал специфическую функцию нейронов гипоталамической области мозга рыб. Позднее было доказано, что подобные нейрогормоны, имеющие пептидную природу секретируются клетками супраоптического ядра гипоталамуса и транспортируются по аксонам в заднюю долю гипофиза. Первыми открытыми нейропептидами были гормоны вазопрессин и окситоцин. Позднее была показана способность секретировать пептидные нейрогормоны клетками ряда областей гипоталамуса. Вскоре оказалось, что почти все нейроны головного мозга, а также периферических ганглиев способны секретировать пептидные гормоны (С.А.Осиповский, М.М.Полесская, 1982, К.С.Раевский, 1982, СВ. Королева и соавт., 2001). Изучение свойств нейрогормонов показало, что с одной стороны они отвечают всем требованиям, предъявляемым к нейротрансмиттерам - они выделяются в ответ на деполяризацию и этот процесс носит Са-зависимый характер, кроме того, нейропептиды способны модифицировать активность нейронов, воздействуя через постсинаптические рецепторы (В.Б.Розен, 1994, Г.Н.Крыжановский, 1997). Однако нейропептиды локализованы в тех же нервных окончаниях, что и традиционные нейромедиаторы, что дало основание сделать предположение о широком спектре регуляторных функций нейропептидов, а также их роли модуляторов процесса синаптической передачи, т.е. способности стимулировать или тормозить нервную передачу, реализуемую с помощью традиционных нейротрансмиттеров (Н.М.Малышенко, Н.С.Попова, 1990). О вовлеченности иммунной системы в нейроэндокринные взаимодействия впервые упоминал Ганс Селье. В рамках концепции адаптационного синдрома он показал, что при всех стрессовых ситуациях повышается секреция АКТГ в гипофизе и глюкокортикоидов в коре надпочечников, а функция иммунной системы угнетается вплоть до инволюции тимуса (Г.Селье, 1980). Сегодня механизмы опосредованного взаимодействия эндокринной и иммунной систем представляются следующим образом. Роль посредников между обеими системами выполняют макрофаги, которые при их стимуляции секретируют ключевые иммуномедиаторные пептиды 18 интерлейкины, фактор некроза опухолей и.т.д. (А.А.Зозуля и соавт., А.А.Зозуля, 1993). Секретированный макрофагами интерлейкин-2 легко преодолевает ГЭБ и попав в мозг стимулирует секрецию кортикотропин рилизинг-фактора нейронами паравентрикулярного ядра гипоталамуса. Этот фактор в свою очередь, стимулирует синтез и секрецию АКТГ в гипофизе и глюкокортикоидов в коре надпочечников соответственно. Повышенная секреция этих гормонов оказывает ингибирующее воздействие на синтез и секрецию интерлейкина-1 в макрофагах т.е. снижает иммунный ответ при его избыточности. Таким образом, между иммунной и нервной системами устанавливается механизм обратной связи, в которую вовлекаются клетки головного мозга, секретирующие нейропептиды, эндокринные клетки гипофиза и коры надпочечников, а также макрофаги, секретирующие интерлейкин-1 (D.G. Payan e.al., 1987, Е.М. Smith, J.E. Blalok, 1988, A.Misefary e.al., 1991). Сегодня уже известно, что нервные клетки способны синтезировать иммунопептиды подобные интерлейкину. Оказалось, что процесс секреции нейро- и иммунопептидов в нейронах проходит в тесной взаимосвязи - продукция кортикотропин-рилизинг-фактора в нейронах усиливает секрецию интерлейкина-1 и наоборот. Однако, кортикостероиды не единственная группа гормонов, влияющих на иммунитет. Установлено, что на функции иммунной системы оказывают влияние соматотропный гормон, тироксин, пролактин. Эти гормоны регулируют внутриклеточные реакции лимфоцитов через цАМФ (Г.И.Дорофеев и соавт., 1978, А.А. Галоян и соавт., 1990, И.Г.Акмаев, 1998, H.R. Bourne e.al., 1974, Y. Weinstein, K.L.Melmon, 1976,D.HollenbergMorly, 1982).
Метаболизм и функции моноаминовых медиаторов мозга при нервно-психических расстройствах
Нарушения метаболизма и нейротрансиссии мозга являются одной из причин наиболее распространенных нервно-психических расстройств, к числу которых относятся шизофрения, рассеянный склероз, эпилепсия. Несмотря на многочисленные исследования патогенеза этих заболеваний, до настоящего времени не установлены причины, приводящие к нарушению гармоничности работы отдельных функциональных систем мозга. Не установлены и механизмы, которые способствуют закреплению патологического обмена и функций в мозге больных, в том числе не выяснена роль ликвора и циркулирующих в нем субстанций в патогенезе этих заболеваний.
Последние 35-40 лет патогенез аффективных расстройств связывают с нарушением функций моноаминовых нейрональных систем, в связи с чем различные аспекты метаболизма моноаминов мозга становились предметом исследования. Тем не менее, по мнению ряда авторов интенсивные исследования в этой области не привели к единому пониманию роли нарушений состояния моноаминовых систем в патогенезе этих болезней (Н.Б. Гамалея, 1981; Р.А.Комиссарова, И.В.Комиссаров, 1990, Т.Б. Дмитриева и соавт., 1995, Л.А.Крыжановская, 1997, Б.М. Коган и соавт., 1998; I.Thakar, 1983). Вместе с тем, гипотезы о нарушениях функциональных взаимоотношений между отдельными нейротрансмиттерными системами в мозге при нервно-психических заболеваниях до настоящего времени остаются актуальными. Моноаминовые нейротрансмиттерные системы по-прежнему вызывают пристальный интерес, потому, что накопленный материал указывает на их участие в формировании клинических признаков заболеваний. Аффективные расстройства весьма разнообразны по клиническим проявлениям, что привело к появлению гипотез биохимической гетерогенности этих заболеваний, преимущественно связанных с нарушением обмена катехоламинов или индоламинов (И.У.Юсупова и соавт., 1998, M.Olajossy e.al., 1987, W.T.Carpenter, 1995, N.Igbal,H.M.van Praag, 1995, J.Erdman e.al., 1996, E.V.Gurevitch, J.N.Joyce, 1997). Однако и такой подход не дал положительных результатов т.к. многие данные носят противоречивый характер, что не позволяет установить диагностические или прогностические особенности метаболизма и функций медиаторных систем мозга по показателям крови или ликвора. Несмотря на неоднозначность результатов, полученных различными авторами, не вызывает сомнения, что различные симптоматические проявления заболеваний ЦНС имеют нейрохимическую основу в виде преимущественного поражения той или иной медиаторной системы (В.П.Бархатова, И.А.Иванова-Смоленская, 1990, И.Н.Карабань, Л.Ф.Янович, 1990, Ю.А.Александровский, 1993, В.П.Бархатова и соавт., 1997, N.Igbal, H.M.van Praag, 1995, J.Hietala, E.Syvalahti, 1996, R.Martin e.al., 1997). Моноаминергические нервные пути являются универсальными регуляторными структурами головного мозга и поэтому клинические проявления недостаточности норадреналиновых, дофаминовых, серотониновых структур проявляются весьма разнообразно. В 60-80 годы XX века изучение моноаминовых систем при заболеваниях мозга проводилось наиболее интенсивно. Однако невозможность прижизненных исследований мозга больных и отсутствие адекватных моделей психических расстройств, привело к накоплению разнообразных данных, которые не раскрыли механизмов нарушения нейромедиации и не установили причин, приводящих к этим изменениям в мозге больных. Широкое использование фармакологических исследований позволило в большей мере изучить терапевтическую направленность действия ряда психотропных препаратов, в меньшей мере эти исследования дали возможность оценить вклад отдельных медиаторных систем в развитие заболеваний мозга (A.V.Maskay, E.D.Bird, 1980, H.H.Kornhuber, 1983, M.R.Lynch, 1997). Например, гипотеза о недостаточности количества НА в центральных синапсах базировалась на данных о появлении депрессивных нарушений у людей после истощения пресинаптического пула катехоламинов резерпином. Блокада обратного захвата моноаминов эффективными антидепрессантами подтвердила данную гипотезу (L.Dahl e.al., 1982, D.MWooley, E.Shaw, 1984, J.K.Yao e.al., 1996, R.Martin e.al., 1997, G.Perrault e.al., 1997). Много работ было посвящено изучению нарушения уровня самих моноаминов и их метаболитов в биологических жидкостях больных. Однако результаты исследований оказались противоречивыми. По данным L.Dahl e.al. (1982) в ликворе больных депрессией содержание МОФЭГ, основного метаболита НА в мозге, выше, чем у здоровых лиц. Другие авторы считают, что при депрессии уровень этого метаболита ниже, чем у здоровых людей (M.F.Egan, 1997, J.M.Finlay, M.J.Zigmond, 1997). Наконец, ряд исследователей не установили различий содержания МОФЭГ при депрессии и у психически здоровых людей (H.Gaspenstrand e.al., 1997). Изучение метаболизма моноаминов в крови и моче больных показало нарушение практически всех звеньев их метаболизма при психических нарушениях (Н.Б.Гамалея 1981,Т.Б. Дмитриева, А.З. Дроздов с соавт. 1995, К.Р. Маилян, А.С.Бояджян с соавт. 1995, Б.М. Коган, А.З. Дроздова с соавт. 1998, Vantini G., Perry B.D. e.all 1984, Turner E.E., Fedstova N.e.all 1997). Согласно данным Б.М. Когана и соавт. (1998) при наиболее выраженных клинических проявлениях депрессии наблюдается усиление экскреции конъюгированных КА на фоне низкого уровня свободных форм КА в моче. Подобные же закономерности были установлены Т.Б. Дмитриевой и соавт. (1995). На основании этих исследований сформировано представление об участии механизма конъюгирования свободных катехоламинов в регуляции уровня функциональной активности систем в целом. По мнению авторов, депрессивные состояния связаны с центральным дефицитом адренергических систем. Повышенная конъюгация КА углубляет дефицит катехоламинов, что приводит к усилению клинических проявлений депрессии. Изучение других показателей метаболизма катехоламинов в крови и ликворе больных также не дало однозначных результатов. Нейротрансмиттерные системы мозга находятся в тесном функциональном взаимоотношении, поэтому при психических расстройствах установлено нарушение метаболизма и функций всех моноаминовых систем (ИЛ.Анохина, Б.М.Коган, 1981, Н.Б.Гамалея, 1981, И.П.Анохина, 1982,1983, Н.А.Бондаренко и соавт., 1988, А.С.Погосян и соавт., 1991, D.Ker, J.Wood, 1983, W.T.Carpenter, 1995, M.Beuger e.al., 1996, K.Meszaros, E.Lenzinger, 1996). По мнению ряда авторов, клинические проявления нарушений психики связаны с нарушением обмена индоламинов (Н.Б.Гамалея 1981, Е.Г. Андриянова, А.З. Дроздов, 1994, Б.М. Коган, А.З. Дроздов 1998, Potter W.Z. 1994, Ker D., Wood J. 1983, Knable М. В., Hyde Т.М. 1996, Gurevich Е.К., Joyce I.N.,1997, Lynch.M.R.1997, Martin P., Waters N,e.all.l997).
Влияние ликвора больных шизофренией на моноаминовую медиацию и циклические нуклеотиды мозга крыс
В настоящее время доказано, что нарушение деятельности мозга сопровождается изменением метаболизма нервной ткани и ее повреждением. Механизмы компенсации не всегда приводят к восстановлению обмена и функций ЦНС. Закрепление патологического метаболизма и нарушение нейротрансмиссии происходит при появлении эндогенных факторов повреждения мозга, что определяет переход нарушений мозговой деятельности в болезнь (Г.Н.Крыжановский, 1999). В настоящее время появились предпосылки считать, что важную роль в дезинтеграции функциональных связей в ЦНС при заболеваниях мозга играет ликвор (А.Ю.Макаров. 1990, 1992). На основании этого, в настоящей работе проведено экспериментальное изучение роли ликвора больных шизофренией, рассеянным склерозом и эпилепсией в нарушении моноаминовой медиации мозга. При данных заболеваниях нарушение моноаминов является доказанным и приводит к появлению определенных признаков болезни.
Результаты нашего исследования показали, внутрицистернальное введение ликвора больных шизофренией, рассеянным склерозом и эпилепсией происходит к различным изменениям в моноаминергических системах животных-реципиентов.
Так, при введении ликвора больных шизофренией в гипоталамусе и гиппокампе крыс отмечалось резкое снижение содержания обоих КА (табл.1). Уровень НА в гипоталамусе стал ниже на 81%, а в гиппокампе на 47%. Содержание ДА снизилось на 46% и 32% соответственно по сравнению с контролем. Однако, в коре больших полушарий содержание этих моноаминов стало выше контрольного более, чем в 2 раза. Возможно несколько причин разнонаправленного изменения содержания моноаминов в структурах мозга крыс. Во-первых, гипоталамус и гиппокамп подвергаются действию ликвора через ликвороконтактные образования и поэтому в них раньше, чем в коре больших полушарий может начинаться изменение нейротрансмиссии. Во-вторых, разнонаправленность изменения содержания КА может отражать степень и характер вовлечения структур мозга в процессы перестройки метаболизма и функциональной активности в ответ на повреждения, вызванные ликвором больных.
Известно, что адренергические и индоламиновая системы мозга находятся в функциональном взаимодействии, которое можно оценить по соотношению содержания моноаминов в структурах мозга крыс-реципиентов (табл.2). Анализ этих данных позволяет предполагать, что в гипоталамусе и гиппокампе крыс-реципиентов усиливается влияние серотониергической системы в результате угнетения адренергических медиаций. В коре больших полушарий имеют место противоположные изменения функционального баланса между моноаминовыми системами. Функциональная активность нейротрансмиттерных систем зависит не только от количества медиатора, но и состояния рецепторного аппарата синаптических структур. Изучение связывания меченых лигандов синаптосомами мозга крыс-реципиентов показало, что при введении ликвора больных шизофренией увеличилось количество мест связывания [3Н]50Т почти в 3 раза, однако аффинность рецептора к медиатору снизилась, о чем свидетельствует повышение Kd на 44%. Такие изменения, в целом, повышают эффективность синаптической передачи (табл.3). Противоположные изменения отмечались в показателях связывания [ Н]НА. Угнетение адренергической медиации подтверждается снижением числа мест связывания медиатора на 94% и повышению сродства рецепторов к лиганду на 97% относительно контрольных величин (табл. 3). Таким образом, есть основание говорить о том, что повреждающее действие ликвора больных шизофренией направлено на адренергическую систему мозга и приводит к истощению запасов медиаторов и нарушению структуры синаптических рецепторов. Для подтверждения этого предположения был проведен корреляционный анализ связи между изменениями содержания медиаторов в структурах мозга крыс-реципиентов и показателями их связывания с синаптосомами мозга (табл.4). Как следует из результатов, представленных в таблице 4, снижение числа мест связывания [ Н]НА находится в тесной связи со снижением содержания НА в гипоталамусе и гиппокампе крыс. Очевидно, что синаптические мембраны норадренергических нейронов являются главной мишенью повреждающего действия ликвора больных шизофренией, и это становится причиной нарушения метаболизма и функций адренергической медиации в ЦНС. Зависимости между изменением содержания 5-ОТ и показателями его связывания с рецепторами установлено не было. Вероятно, серотонинергическая система вовлекается в процесс компенсации недостаточности адренергической медиации, который начинается с увеличения числа мест связывания медиатора. Таким образом, устанавливается функциональное преобладание 5-ОТ-регуляций в мозге крыс с введением ликвора больных шизофренией. Сочетание низкого уровня НА со снижением числа мест его связывания и высоким сродством с рецепторами говорит о нарушении пресинаптических механизмов передачи нервного импульса. Возможно, резкое снижение содержания НА и ДА в гипоталамусе и гиппокампе крыс после введения ликвора больных шизофренией произошло в результате нарушения процесса их биосинтеза. Другой причиной снижения содержания обоих катехоламинов может быть усиление их катаболизма КОМТ, которая метаболизирует внеклеточные формы НА и ДА.
Влияние внутрицистернального введения ликвора больных на содержание гормонов в крови крыс
В опытах на животных мы провели изучение влияния ликвора на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему, которая является обязательным участником ответа на действие любых факторов, а также основным звеном адаптационно-приспособительных реакций. Кроме того, было проведено изучение деятельности тиреоидной системы, активность которой также находится под нейрогуморальным контролем гипоталамуса.
Результаты исследования показали, что внутрицистернальное введение ликвора больных шизофренией, рассеянным склерозом и эпилепсией приводит к различным изменениям активности эндокринной системы крыс.
Так, например, при введении ликвора больных шизофренией отмечалось двукратное повышение содержания КРФ, что дает основание предполагать усиление протеолитическои активности гипоталамуса (табл.21). Однако, содержание АКТГ остается на уровне контрольного, а секреторная активность надпочечников значительно усилилась. Уровень кортикостерона повысился в 2 раза и альдостерона в 2,5 раза по сравнению с контролем. Отсутствие соответствующего повышения секреции АКТГ позволяет предположить, что введение ликвора больных шизофренией привело к нарушению нейрогуморальной регуляции активности гипофиза. Вместе с тем, однонаправленность изменений содержания КРФ и надпочечниковых гормонов говорит о сохранении взаимодействия гипоталамуса и коркового вещества надпочечников, которое, возможно, осуществляется через вегетативную нервную систему. Введение ликвора больных рассеянным склерозом также привело к повышению содержании КРФ в крови крыс (в 3 раза). Однако, при повышении нейроросекреторной активности гипоталамуса содержания АКТГ стало ниже контрольного на 13%, а уровень кортикостерона оставался без изменений. Содержание альдостерона в крови крыс с введением ликвора больных рассеянным склерозом было на 90% выше контрольного.
У крыс с внутрицистернальным введением ликвора больных эпилепсией уровень КРФ также как и у животных двух других групп стал значительно выше, чем у контрольных животных (в 2 раза). Такое повышение нейросекреторной активности гипоталамуса не привело к ожидаемому повышению секреции гипофиза. Напротив, уровень АКТГ у крыс этой группы понизился на 44% относительно контрольного. Наряду с этим имеет место повышение содержания кортикостерона (на 69%) и альдостерона (на 68%).
Таким образом, введение ликвора больных у животных всех групп привело к повышению нейросекреторной активности гипоталамуса, однако соответствующего повышения секреции гипофиза не отмечалось, что указывает на нарушение функциональной связи между структурами центральной регуляции эндокринных функций. Вместе с тем, изменение секреторной активности надпочечников при введении ликвора больных дает основание предполагать, что установленные изменения вызваны влиянием ликвора на механизмы центральной регуляции функций периферических желез внутренней секреции. Это предположение подтверждается и изменением активности тиреоидной системы крыс после введения ликвора больных (табл.22). У животных с введением ликвора больных шизофренией уровень гипофизарного гормона ТТГ соответствовал контрольному, а функциональная активность щитовидной железы стала выше, на что указывает повышение содержания Т4 на 85%. Снижение содержания Т3 (на 52%) дает основание предполагать нарушение процесса деиодирования Т4, причинами которого может быть изменение функционального состояния гипофиза или надпочечников (Дж.Теппермен, Х.Теппермен 1989) Введение ликвора больных рассеянным склерозом привело к изменению содержания только Т4 Уровень других гормонов тиреоидной системы крыс у этой группы было таким же как, у контрольных животных. 120 Наибольшие изменения активности тиреоидного статуса отмечались у крыс с введением ликвора больных эпилепсией. Содержание ТТГ в крови животных этой группы стало ниже, чем у контрольных на 18%. Снижение секреторной активности гипофиза повлекло за собой и снижение активности щитовидной железы: содержание Т3 стало ниже на 24% и Т4 на 23% по сравнению с контролем.
