Введение к работе
Актуальность исследования. Структуры расширенной миндалины (extended amygdala) во многом обеспечивают эмоционально-мотивационные эффекты наркогенов (Воеводин Е.Е., 2007; Кооb G.F., 2009; Шабанов П.Д., Лебедев А.А., 2011). Структурно система расширенной миндалины состоит из стриатоподобных ГАМК-ергических клеток и содержит большое количество кортиколиберина (кортикотропин-рилизинг гормона; или КРГ) (Bruijnzeel A.W., Gold M.S., 2005). Она рассматривается как основа экстрагипоталамической системы КРГ, влияя на стресс-зависимое поведение, инициируя эмоционально-мотивированные ответы и опосредуя анксиогенные эффекты КРГ (Sarnai Z. et al., 2001; Кооb G.F., 2009). По сути, центральное ядро миндалины и ядро ложа конечной полоски являются центральным звеном в обеспечении эмоциогенных реакций, опосредуемых психонейроэндокринными механизмами (Шаляпина В.Г., Шабанов П.Д., 2005; Waraczynski M., 2006, 2010). С этих позиций, ядра ложа конечной полоски посредством ГАМК-ергических нейронов активируют паравентрикулярные ядра гипоталамуса, обеспечивая высвобождение гипоталамического КРГ. С другой стороны, ядра ложа конечной полоски через активацию системы КРГ связаны с голубым пятном, а через него имеют прямой выход на миндалину (Waraczynski M., 2008). Миндалина, в свою очередь, оказывает прямое тормозящее действие на ядра ложа конечной полоски (включаются как ГАМК-ергические, так и КРГ-опосредованные механизмы). Норадренергические связи голубого пятна реализуются возбуждением гиппокампа посредством глутамата активирующего ядра ложа конечной полоски и паравентральных ядер гипоталамуса через вентральный норадренергический пучок (Shabanov P.D., 2008). Таким образом, ядра ложа конечной полоски выполняют координирующую роль в осуществлении связанных с КРГ и классическими медиаторами (дофамин, ГАМК, норадреналин) эмоциогенных реакций, главным образом реакций стресса.
В исследованиях лаборатории проф. П.Д.Шабанова (Шабанов П.Д. и соавт., 2002; Шабанов П.Д., Лебедев А.А., 2007; Shabanov P.D., 2008) показана возможность прямого управляющего действия со стороны центрального ядра миндалины на гипоталамус посредством механизмов, вовлекающих КРГ и дофамин. Этот механизм принципиально значим для реализации подкрепляющих эффектов разных наркогенов. По-видимому, этим двум структурам расширенной миндалины – центральному ядру миндалины и ядрам ложа конечной полоски – и принадлежит координирующая роль в формировании эмоциональных стресс-реакций, опосредуемых как медиаторами, так и нейропептидами (КРГ, в частности).
Вместе с тем, в механизмах подкрепления и зависимости до сих пор не определено значение общих (механизмы стресса с участием КРГ) и частных (нейромедиаторные, главным образом, ГАМК- и дофаминергические) механизмов, запускающих позитивную эмоциогенную реакцию, в том числе и опосредованных наркогенами. Это определило цель настоящей работы.
Цель исследования:
Изучить значение рецепторов КРГ, дофамина и ГАМК структур расширенной миндалины (центральное ядро миндалины и ядро ложа конечной полоски) для реализации механизмов подкрепления и зависимости от наркогенов у крыс.
Задачи исследования:
1) Исследовать реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса при активации и блокаде рецепторов КРГ (астрессин) в структурах расширенной миндалины (центральное ядро миндалины и ядро ложа конечной полоски) у крыс.
2) Исследовать реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса при активации и блокаде рецепторов дофамина (SCH23390, сульпирид) в структурах расширенной миндалины у крыс.
3) Исследовать реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса при активации и блокаде рецепторов ГАМК (бикукуллин) в структурах расширенной миндалины у крыс.
4) Провести фармакологический анализ с участием психоактивных средств стимулирующей и гипноседативной направленности для выяснения значения структур расширенной миндалины (центральное ядро миндалины и ядро ложа конечной полоски) в реализации подкрепляющих эффектов наркогенов (фенамин, фентанил, этаминал-натрий, лей-энкефалин).
Научная новизна. В результате проведенных исследований получены новые данные об общих механизмах формирования зависимости от психоактивных средств в эксперименте на основе изучения и сравнения наркогенных свойств психостимуляторов (фенамин), препаратов опийной группы (фентанил), гипноседативных средств (этаминал-натрий) и нейропептидов (лей-энкефалин). Показано, что подкрепляющие (наркогенные) свойства данных психоактивных веществ реализуются через структуры расширенной миндалины (центральное ядро миндалины и ядро ложа конечной полоски). Эти структуры оказывают модулирующее влияние на латеральный гипоталамус, обусловливая усиление или ослабление самостимуляции. В механизмы этой модуляции вовлекаются рецепторы КРГ, дофамина и ГАМК. КРГ прямо активирует латеральный гипоталамус посредством специфических рецепторов (путей). ГАМК осуществляет отрицательное (тормозящее) действие. Через D1-рецепторы дофамина реализуется прямое положительное (активирующее) действие на латеральный гипоталамус, а D2-рецепторы дофамина ядра ложа конечной полоски ограничивают положительные эффекты наркогенов. Блокируя рецепторы КРГ, дофамина и ГАМК в структурах расширенной миндалины, можно устранить подкрепляющие эффекты опиатов (фентанил) и опиоидов (лей-энкефалин), а также значительно снизить эффекты психостимуляторов (фенамин) и барбитуратов (этаминал-натрий). Данный феномен важен для разработки методов биологической профилактики зависимости от разных наркогенов, суть которой состоит в поиске и изучении средств, устраняющих или уменьшающих подкрепляющие свойства наркогенов.
Научно-практическая значимость. Полученные результаты позволяют методически обосновать и адекватно оценить подкрепляющие (наркогенные) свойства синтетических наркогенов и нейропептидов в экспериментальных условиях с помощью относительно простых поведенческих тестов, основанных на изучении безусловного подкрепления (самостимуляция латерального гипоталамуса) у крыс. Доказано, что подкрепляющие эффекты разных наркогенов (психостимуляторов, препаратов опийной группы, гипноседативных средств и нейропептидов) опосредуются центральными механизмами стресса, связанными с участием рецепторов КРГ, дофамина и ГАМК системы расширенной миндалины (центрального ядра миндалины и ядра ложа конечной полоски). Эти эффекты можно снизить путем блокады соответствующих рецепторов их антагонистами (астрессин, бикукуллин, SCH23390). Фармакологический анализ показал, что наиболее важны для коррекции подкрепления, активируемого наркогенами, рецепторы КРГ, дофамина и ГАМК. Полученные данные открывают перспективу поиска средств, обладающих антагонистической активностью в отношении рецепторов КРГ, дофамина и ГАМК для коррекции алкогольной и наркотической зависимости.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Блокада рецепторов КРГ, дофамина, ГАМК, а также входящих ионных токов Na+ в нейронах центрального ядра миндалины и/или в ядре ложа конечной полоски меняет подкрепляющие эффекты наркогенов (фенамина, фентанила, этаминала-натрия и лей-энкефалина), что указывает на важное значение этих структур расширенной миндалины в регуляции подкрепления, активируемого психоактивными веществами.
-
Для реализации механизмов самораздражения гипоталамуса, активируемых разными наркогенами, наиболее значимы рецепторы КРГ, дофамина и ГАМК, локализованные в структурах расширенной миндалины. Блокируя данные рецепторы, можно устранить подкрепляющие свойства наркогенов опиатной и опиоидной природы и значительно уменьшить действие психостимуляторов и барбитуратов.
-
Центральное ядро миндалины и ядро ложа конечной полоски оказывают управляющее влияние на гипоталамус, которое имеет преимущественно КРГ-, ГАМК- и дофаминергическую природу. КРГ прямо активирует латеральный гипоталамус посредством специфических рецепторов (путей). ГАМК осуществляет отрицательное (тормозящее) действие. Через D1-рецепторы дофамина реализуется прямое положительное (активирующее) действие на латеральный гипоталамус, а D2-рецепторы дофамина ядра ложа конечной полоски ограничивают положительные эффекты наркогенов.
Реализация результатов работы. Материалы исследования используются в лекционном курсе кафедры фармакологии и кафедры нормальной физиологии Военно-медицинской академии имени С.М.Кирова, кафедры наркологии Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова, кафедры нервных болезней и психиатрии и кафедры специализированной терапии Института медицинского образования Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого. Работа выполнена в соответствии с плановыми научно-исследовательскими разработками Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова. Материал диссертации вошел в грантовые разработки Российского фонда фундаментальных исследований РАН (РФФИ №10-04-00473а).
Апробация и публикация материалов исследования. Материалы, вошедшие в диссертацию, доложены на 11-й международной конференции «Стресс и поведение» (Санкт-Петербург, 2008); 26-м международном конгрессе Международного общества нейропсихофармакологии (Мюнхен, 2008), II съезде физиологов СНГ (Кишинев, 2008), 3-й международной конференции «Экспериментальная и клиническая фармакология» (Минск, 2009); 5-й международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» (Москва, 2010), 23-м международном конгрессе Европейского общества нейропсихофармакологии (Амстердам, 2010), международной конференции «Новые технологии в медицине и экспериментальной биологии» (Рио-де-Жанейро, 2011). По теме диссертации опубликованы 15 научных работ, в том числе 7 работ в журналах, рекомендованных ВАК.
Работа рассмотрена и одобрена комитетом по этике Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова.
Апробация диссертации прошла на совместном заседании кафедр фармакологии и нормальной физиологии Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, главы обзора литературы, материалов и методов исследования, двух глав результатов собственных исследований, обсуждения результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа изложена на 111 страницах машинописного текста, иллюстрирована 8 рисунками и 16 таблицами. Библиографический указатель содержит 194 наименований, в том числе 51 отечественных и 143 иностранных.
