Введение к работе
Актуальность проблемы. Современный этап развития Физиологии органного кровообращения характеризуется необходимостью исследования интимных механизмов, обеспечивающих адекватность кровоснабжения уровню тканевого метаболизма и активности органов. Одно из центральных мест в указанной проблеме занимает изучение закономерностей циркудяторного обеспечения деятельности головного мозга, что обусловлено исключительной функциональной значиностьо системы мозговых сосудов для организма в целой.
За последние годы в этой области знании достигнут существенный прогресс. Сформулированы общие принципы регуляции нозгового кровообрашения Ш. Е. Москаленко, 19S4). Описано, что в нормальних условиях интенсивность нозгового кровотока соответствует изменениям активности и метаболизма нервной ткани (и\ Т. Демченко, 19S3). Показана важная роль пиаяышх артерий в регулировании адекватного кровоснабжения мозговой ткани (Г. и. Нчедлншви-ли. 1969 К Установлен нодульный принцип организации никроцирку-ляторвоа сети коры головного мозга (Land et al. < 1985), выдвинута гипотеза о регулирэтояей роли кортикальных артерия в кровеобе-спечении нейронных популяций (И. Т. Демченко, 1988).і Неравномерность распределения местного кровотока, парциального напряжения кислорода в коре головного мозга (и.Т. Демченко и др.. 1983), локальные реакции функциональной гиперемии при активации отдельных групп нейронов (Г. С. Кидибаева и др.. 196В) подтверждают правомерность гипотезы об относительно автономном чиркуляторном .обеспечении популяций корковый нейронов посредством структурно-функциональных никропиркуляторных элементов, а также свидетельствуют о возможной роли взаимоотношений никрососудов с нервными клетками модуля в реализация эффективности сопряженности *кро-воток-нетаболизн-актнвность". в связи с этим", в настоящее время возрос интерес к изучение корреляции микроцкг'куляторных. метаболических и биоэлектрических процессов а нейронном модуле КОРЫ головного мозга, однако, механизм взаимоотношения между локальным кровотоком. 'парциальным напряжением кислорода и импульсной активностьо популяций нервных клеток в мозге до сив пор не изучен. Внесению ясности в этот вопрос должно способствовать ПРИ-
- 4 -ненение методики комплексной регистрации локального кровотока, напряжения кислорода и импульсной активности нейронов в пределам нодуяя коры головного мозга, позволявшей оценить сопряжение цяр-куляторкых, метаболических и биоэлектрических процессов.
Актуальность изучения фундаментальный вопросов сопряженного функционирования кикроциркулягорного и нейронного нодулей корн головного мозга не ограничивается ранкани научно-теоретического характера. Иг прикладная значимость определяется необходимостью получения информации о эакононерыостяк виркуляторного обеспечения деятельности корн головиого мозга при цереброваскуяярной патологии, особенно при такой распространенной заболевании как гипертоническая болезвь.
Проводимые в этой плане на кафедре нормальной Физиологии Ростовского медицинского института сравнительно-Физиологические исследования кровоснабжения коры головного нозга у иориотензив-нык и наследственно гипертензивнык крыс в постнатальнон онтоге-псзе позволили выявить, что по мере развития пшертензивного процесса адекватность кровеоСеспечения мозговых функций прогрессивно снижается ГЯ.А. Ханаяаивили. 1969s 1990). эти сведения указывает на возможность нарушений сопряженности циркуляторнык. метаболических и биоэлектрических процессов в нервной тканн в условияк артериальной гипертеизии. Специального планомерного изучения взаимоотношений локального кровотока, метаболизма и нейронной активности а этих условияк не проводилось.
Цель и задачи исследования. Пельо работа явилось изучение функциональной организации никроциркулятор-пого и вейрозного модулей коры головного мозга у крыс в норне и при наследственной артериальной гипертензки.
Для достижения этой сели репались следующие задачи: 1. Определить «арактер Функциональных взаимоотношений локального кровоснабжения, кислородного обеспечения и биоэлектрической активности нейронов модуля сонатосеясориой области коры головного мозга у порнотензивннх крыс в покое н при адекватной сенсорной СТИМУЛЯЦИИ.
г. Определить варактер функциональных взаимоотношений локального кроііоснабуеиия. кислородного обеспечения и биоэлектрической активности асйронов модуля сонатосенсорной области коры
головного нозга у споитаяп» гипертенэивння крыс в покое и при адекватной сенсорной стимуляции.
-
Установить направленность и величину изменений локального нозгового кровотока, парциального напряжения кислорода и импульсной активности нейронов в коре головного мозга у спонтанно гипертензивиых крыс в покое и при адекватной сенсорной стимуляции.
-
Выявить особенности функциональных взаимоотношений локального кровоснабжения, кислородного обеспечения и биоэлектрической активности нейроноз модуля сонатссенсорной области коры головно-
ч го нозга при наследственной артериальной гипертензки.
Научная новизна результатов, впервые проведенное кояпяексное исследование локального мозгового кровотока, напряжения кислоропа и импульсной активности нейронов в пределах функционального элемента нервной ткакн позволило установить, что в скстеке локального кровоснабжения и кислородного обеспечения коры головного нозга имеют место никропиркулятор-пые модули, с поношьо которых осуществляется пяркуляторно-нета-болкческое обеспечеиие нейронных попглядия. Показано сушествовл-ние сопряженности между интенсивностью локального кровотока, парциальным напряжением кислорода и импульсной активностью нейронов корковой популяции как в покое, так и при сенсорной стимуляции. Впервые выявлено, что в нейронной НОДУЛЄ КОРЫ головного нозга сопряженность "кровоток-нетабодизн-активиость" при сенсорной активядий инеет пояиФазиый характер, поскольку включает как периоды тесных корреляционных взаимоотношений между локальным кровоснабжением, кислородным обеспечением и импульсной активностью нейронов, так и периоды рассогласования никроциркуляторнык, метаболических и биоэлектрических процессов.
Впервые установлено, что в стабильный период артериальной гипертензии у спонтанно' гипертензивных крыс в покое и при повышении функциональной активности нервных клеток модуля коры головного нозга в сравнении с нормотекзивными животными взаиноот-ноиения между покалькым кровотоком, напряженней кислорода и нейронной'активностью проекционной иитоархитектонипеской группировки мозга отличаются снижением кикропиркуляторисго и кислородного обеспечения нейронов nonrjwjim, снижением сопряженности
"кровоток-кетаболизн-актианость" а цределак функционального элемента нервной ткани. Впервые выявлено, что у спонтанно галертен-знвнш крыс в условиях сенсорной актазашш период рассогласова-шш между интенсивностью локального кровотокаї парциальный напряжением кислорода и икпульснок активность» нєйрокон кодудя коры головного козга наступает раньше и является более цродолки-телышн по сравнении с норнотеїшштши крысшш.
1! а г ч а о - п р а к і а ч с с к а я значимость.
Подученные в работе фактические дашше о функциональной организации локального кроьосвабкешга. кислородного режима и биоэлектрической активности нейронов коры головного ногга свидетельствует о той, что шіркуляторно-'нетаболическое обеспеченна ией-рошшх nonyjmnuft иозга осуществляется посредствен ннкропмркуля-торнше нодглей. Установленная закононериость реоргаїшзашш фгкк-ццонкроваквя ишероднркулято.рного и нейронного нодудеГ5 кори головного козга у спонтанно пшертензивных крыс иожет служить экспериментальный обоснованием иодуяііруюшєго влияния артериальной ги-иертеизш ка снижение эффективности реализации сопряженности "кровоток-нетаболизи-актишюсть* о нервной ткани и иокет быть использована для целенаправленной разработки научно обоснованных способов Фарнакодогической коррекшЕї'изкеЕенцй'ігатегратишоп де-нтеяьности иозга при гипертонической энцефалопатия путен воздействия на цнркуіаторно-кетабодическое обеспечение коркових нейронов,
Основные аолокеввя. выЕосимне.иа з а о н г у
1, Цнркуааторно-кетаеоакческов обеспечение нейронного -иодгдн
сонатосенсорной коры головного иозга осуществляется посредством
снениализированкого йияроциркуяяторного модуля, ответственного за
адекааїйое &*>ьоснабхеине деятельности неііроннои іюпуяяшш при раз-
внчиші функциональная состояниях.
2. При наследственной артериальной гипертензии в покое имеет
иесто взаимосвязанная реорганизация нейроциркуляторного и нейрон
ного кодулев соиатосенсорной коры головного козга. заключающаяся
в сшіхении ннкроциркуляторного и кислородного обеспеченна неаро-
- 7 -нов корковой популяции, нарушении упорядоченности нейронной активности.
3. При наследственно обусловленной артериальной гинертензии в условиях сенсорной актнвапки снижение някроциркуляторного и кислородного обеспечения нейронов модуля сонагосенсорноя КОРЫ головного ноэга коррелирует с изнененияпи коллективной деятельности нервных клеток КОРКОВОЙ ПОПУЛЯЦИИ. -v.
1. В условиях длительно повышенного системного артериального давления корреляция мєїду локальный кровоснабжением, кислородный обеспеченней п импульсной активностью нейронов я пределах Функционального элемента сонатосенсорной коры головного мозга снижена. ' '/
Апробация работы. Результаты работы докладывались па X Всесоюзної! совепзяии по эволюционной Физиологии (г. Ленинград. 1990). IV всесоюзной симпозиуме "Кровообращение В УСЛОЖНЯЯ высокогорной и экспериментальной гипоксии" (г. Душанбе. 1990), Научно-практической конференции, посвященной 60-летию Ростовского ордена Друибы народов медицинского института (г. Ростов-па-Дону, 1990), VI Всесоюзном симпозиуме "центральная регуляция кровообрашения" (р. Ростов-йа-Дону, 1991), заседании городского отделения Всесоюзного Физиологического обшества нн. Я. П. Павлова .<г. Ростоа-иа-Донх. 1992).
Публикации, основные положения- диссертации отражены в 4 печатных работах (список равот представлен в Жонае автореферата), .
Структурам объем работы. Диссертация изложена на тУ страницах наиивописн. состоит из введения, обзора литературы, главы описания методов исследования. 3 глав с нзложениен результатов собственных исследований, общего заклеЧе яня. выводов и списка витируеной литературы, включающего гоб отечественных и зарубежных авторов. Работа содержит б таблиц и иллпстрироваяа 39 рисунками.