«Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им акад. И. П. Павлова»

Вид материала

Автореферат диссертации

Содержание Игнатов Юрий Дмитриевич Андреев Борис Владимирович Митрейкин Владимир Филиппович Цель исследования. Задачи исследования Положения, выносимые на защиту Научная новизна. Научно-практическое значение работы. Внедрение результатов исследования. Апробация работы. Материалы и методы исследования Фармакологические средства и обработка данных. Результаты работы и их обсуждение Влияние баклофена и вальпроата на фоновую и вызванную электрической стимуляцией ТМО активность нейронов СЯТН. Обсуждение результатов. Научно-практические рекомендации Список работ, опубликованных по теме диссертации

Подобный материал:

• «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им акад. И. П. Павлова», 262.22kb.
• В. А. Алмазова нии акушерства и гинекологии им. Д. О. Отта Санкт-Петербургский Государственный, 66.11kb.
• «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им акад. И. П. Павлова, 245.68kb.
• «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им акад. И. П. Павлова, 390.32kb.
• Научно-практической конференции, 315.42kb.
• Пособие для врачей Санкт-Петербург Авторский коллектив, 466.94kb.
• Январь конференция «Проблемы современной неврологии», 1438.87kb.
• Научная конференция аналитика как инструмент, 411.21kb.
• «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика, 313.63kb.
• «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им акад. И. П. Павлова», 252.91kb.

На правах рукописи


СОКОЛОВ

Алексей Юрьевич


ВЛИЯНИЕ БАКЛОФЕНА И ВАЛЬПРОАТА

НА ФОНОВУЮ И ВЫЗВАННУЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РАЗДРАЖЕНИЕМ ТВЕРДОЙ МОЗГОВОЙ ОБОЛОЧКИ АКТИВНОСТЬ НЕЙРОНОВ СПИНАЛЬНОГО ЯДРА ТРОЙНИЧНОГО НЕРВА


14.00.25 – фармакология, клиническая фармакология

03.00.13 – физиология


Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук


Санкт-Петербург

2007


Работа выполнена на кафедре фармакологии ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию и в лаборатории кортиковисцеральной физиологии Института физиологии им. И.П. Павлова РАН.


Научные руководители:

академик РАМН, з.д.н. РФ, доктор медицинских наук, профессор

^ Игнатов Юрий Дмитриевич

доктор биологических наук

Пантелеев Сергей Степанович


Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

^ Андреев Борис Владимирович

з.д.н. РФ, доктор медицинских наук, профессор

Овсянников Владимир Иванович


Ведущая организация: Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова.


Защита состоится «_____» ________________200 г. в ______ часов на заседании диссертационного совета Д 208.090.03 в Санкт-Петербург­ском государственном медицинском университете им. акад. И. П. Павлова (197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6/8, зал заседаний Ученого Совета).


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербург­ского государственного медицинского университета им. акад. И. П. Павлова


Автореферат разослан «____» _________200 г.


Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук

профессор ^ Митрейкин Владимир Филиппович

- 3 -


ВВЕДЕНИЕ


Актуальность темы исследования. Головными болями различной этиологии страдает около двух третей населения развитых стран, при этом более чем у половины из них головная боль становится хронической (Амелин А.В. и соавт., 2001). Одной из наиболее частых форм цефалгий является эпизодическая и хроническая мигрень (Вейн А.М. и соавт., 1995). Высокая интенсивность боли, частые приступы, сопутствующие вегетативные и психические расстройства существенно снижают качество жизни пациентов и приводят к продолжительной нетрудоспособности (Ferrari M.D., 1998; Elrington G., 2002). Следовательно, мигрень является не только медико-биологической, но и социально-экономической проблемой (Аме­лин А.В., 2001; Solomon G.D., Price K.L., 1997).

Предполагается, что в основе патогенеза мигрени лежит нарушение механизмов взаимодействия между сосудами твердой мозговой оболочки, тройничным нервом и ЦНС (Moskowitz M.A., 1984). Данная теория получила название тригеминоваскулярной и до настоящего времени активно изучается и дополняется новыми клиническими и экспериментальными дан­ными (Malick A., Burstein R., 2000; Yarnitsky D. et al., 2004; Goadsby P.J., 2005). Разработанная на основе тригеминоваскулярной теории мигрени экспериментальная модель краниоваскулярной боли позволяет исследовать центральные механизмы действия эффективных в клинике препаратов и вести поиск новых средств для лечения мигрени.

Лечение мигрени предполагает купирование развившегося приступа и предупреждение частых атак болезни. С этой целью в клинике используются бета-блокаторы, антидепрессанты, антиконвульсанты и ряд других препаратов. Одним из наиболее эффективных лекарственных средств для профилактического лечения мигрени является ингибитор ГАМК-трансаминазы вальпроат (Амелин А.В. и соавт., 2001; Diener H.C., Lim­mroth V., 2006). В последнее время появились данные о высокой эффективности вальпроата и при купировании приступа мигрени и кластерной головной боли (Arnold G. et al., 1998; Freitag F.G., 2002; Reiter P. D., 2005). Аналгетические свойства другого ГАМК-ергического средства – баклофена – подтверждены его успешным применением при лечении нейропатической боли, профилактики приступов мигрени, кластерных болей и головных болей напряжения (Hering-Hanit R., 1999; Santos T. et al., 1999; Bilchik T.R., 2004).


- 4 -


Несмотря на клиническую эффективность вальпроата и баклофена при мигрени, их механизмы действия при данной патологии остаются мало изученными (Loscher W., 1998; Palmer J.E. et al., 2000). В связи с этим представляется актуальным исследование нейрофизиологических и нейрохимических механизмов действия вальпроата и баклофена на экспериментальной модели краниоваскулярной боли.

Работа выполнена по плану НИР СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова в рамках государственной отраслевой научно-исследовательской программы МЗ РФ «Разработка функционально-метаболических основ патогенеза, совершенствование диагностики, лечения и реабилитации больных с заболеваниями нервной системы», тема договора № 739/147/052 от 27.05.98: «Разработка и изучение методов лекарственного и немедикаментозного лечения болевых синдромов в эксперименте и клинике», 1998 г.

^ Цель исследования. Изучение функциональных особенностей нейронов тройничного комплекса и анализ нейрохимических и нейрофизиологических механизмов действия ГАМК-позитивных препаратов на модели краниоваскулярной боли.

^ Задачи исследования

1. Изучить особенности реакций нейронов спинального ядра тройничного нерва крысы на электрическое раздражение твердой мозговой оболочки в области верхнего сагиттального синуса.
   
2. Исследовать влияние периферической сенситизации на фоновую и вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов тройничного комплекса.
   
3. Изучить влияние баклофена и вальпроата на фоновую и вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов тройничного комплекса.
   
4. Оценить участие ГАМК-А и ГАМК-Б рецепторов в реализации эффектов вальпроата и баклофена.
   

^ Положения, выносимые на защиту

1. Типичный ответ нейрона спинального ядра тройничного нерва на одиночную электрическую стимуляцию твердой мозговой оболочки представляет собой двухфазную реакцию, не изменяющуюся при повторном предъявлении указанного раздражения и состоящую из короткого начального разряда, соответствующего активации афферентных Аδ-волокон, и следующего за ним более продолжительного разряда, соответствующего активации афферентных С-волокон тройничного нерва.


- 5 -


2. Сенситизация рецепторов твердой мозговой оболочки приводит к обратимому увеличению фоновой и вызванной электрическим раздражением верхнего сагиттального синуса активности нейронов тройничного комплекса, причем увеличение вызванной активности происходит за счет роста второй фазы нейрональных ответов.

3. Баклофен во всем диапазоне доз (от 2,5 до 15 мг/кг) угнетает фоновую активность нейронов спинального ядра тройничного нерва. Ингибирующее влияние баклофена на вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов тройничного комплекса возрастает с увеличением дозы препарата, причем более интенсивно угнетается вторая фаза ответных нейрональных реакций.

4. Вальпроат (25-200 мг/кг) дозозависимо угнетает как фоновую, так и вызванную активность нейронов спинального ядра тройничного нерва. Ингибирующее влияние вальпроата на вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов тройничного комплекса в большей степени выражено для второй фазы ответных нейрональных реакций.

5. В отличие от баклофена, угнетающее действие которого реализуется только через ГАМК-Б рецепторы, ингибирующий эффект вальпроата на фоновую и вызванную активность нейронов тройничного комплекса реализуется через ГАМК-А и ГАМК-Б рецепторы. Блокада любого из этих рецепторов в одинаковой степени ослабляет угнетающее влияние вальпроата на нейрональную активность.

^ Научная новизна. Впервые показано, что повторные предъявления электрического раздражения твердой мозговой оболочки не меняют двухфазный характер ответов нейронов спинального ядра тройничного нерва. Впервые выявлено, что вызываемое аппликацией смеси гистамина, серотонина и капсаицина асептическое воспаление в твердой мозговой оболочке сопровождается увеличением не только фоновой, но и вызванной электрическим раздражением верхнего сагиттального синуса активности нейронов спинального ядра тройничного нерва, что свидетельствует о важ­ной роли периферической сенситизации в увеличении реактивности указанных нейронов на раздражающие факторы.

Установлено, что баклофен в дозах 2,5, 5, 10 и 15 мг/кг и вальпроат в дозах 25, 50, 100 и 200 мг/кг оказывают в целом угнетающее действие на фоновую и вызванную электрическим раздражением верхнего сагитталь-ного синуса активность нейронов спинального ядра тройничного нерва, причем для вызванной активности этот эффект выражен в большей степе-

- 6 -


ни в отношении второй фазы нейрональных ответов. Показано, что угнетающее влияние вальпроата на активность указанных нейронов в равной мере реализуется как через ГАМК-А, так и через ГАМК-Б рецепторы. Функциональное выключение любого из подтипов рецепторов приводит к ослаблению эффекта вальпроата.

^ Научно-практическое значение работы. Полученные данные дополняют имеющиеся представления о физиологии тригеминоваскулярной сис­темы, в частности, о влиянии периферической сенситизации на активность нейронов тройничного комплекса, и могут быть использованы при дальнейших исследованиях в этой области. Получено экспериментальное обоснование эффективности баклофена и вальпроевой кислоты при лечении головных болей, в частности, мигрени. Новые данные о нейрофизиологических и нейрохимических механизмах действия этих препаратов расширяют представления о роли ГАМК в патогенезе мигрени и могут быть полезными при разработке новых антимигренозных препаратов на основе ГАМК-ергических соединений.

^ Внедрение результатов исследования. Результаты диссертационной работы внедрены в научно-исследовательскую работу Института фармакологии им. А.В. Вальдмана и лаборатории кортиковисцеральной физиологии Института физиологии им. И.П. Павлова РАН, в учебный процесс ка­федры фармакологии с курсом клинической фармакологии СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова.

^ Апробация работы. Материалы исследования представлены в виде докладов и обсуждены на 2-й межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием «Санкт-Петербургские научные чтения-2002»; на 3-й Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2003); на научных заседаниях отдела фармакологии боли Института фармакологии (2002, 2003) и лаборатории кортико-висцеральной физиологии Института физиологии РАН (2004-2006); на международной конференции «Проблемы боли и обезболивания в клинической медицине» (Египет, 2005, 2006); на Российской научно-практической конференции с международным участием «Хронические болевые синдромы» (Новосибирск, 2007); на 3-м съезде фармакологов России «Фармакология – практическому здравоохранению» (Санкт-Петербург, 2007); на заседании Фармакологического общества Санкт-Пе­тербурга (2007); на Российской научно-практической конференции с международным участием «Головная боль 2007» (Москва, 2007); на заседании

- 7 -


проблемной комиссии №10 (фармакология) СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова от 12.11.2007, протокол № 11. .

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов работы, результатов собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы. Материал изложен на 156 страницах, содержит 24 рисунка и 26 таблиц. Список литературы включает 255 источников, в том числе 20 работ отечественных и 235 работ иностранных авторов.


^ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ


Операционная подготовка и регистрация нейрональной активности. Для проведения исследований использовалась модифицированная нами экспериментальная модель краниоваскулярной боли (Goadsby P.J., Edvinsson L., 1993). Работа выполнена в острых опытах на 72 наркотизированных уретаном (1,2-1,5 г/кг, в/б) курарезированных самцах крыс линии Вистар массой 250-400 г. Операционная подготовка включала в себя катетеризацию бедренных вены и артерии, трахеостомию, краниотомию и ламинэктомию на уровне С1. Затем животное фиксировали в стереотаксе, переводили на ИВЛ и накладывали на ТМО стимулирующие биполярные электроды. Поиск нейронов осуществлялся на уровне каудальной части продолговатого мозга и первого сегмента цервикального отдела спинного мозга на расстоянии от 0,0 до 3,5 мм каудальнее obex и от 1,5 до 2,5 мм латеральнее средней линии на глубине от 0,2 до 1,3 мм от поверхности мозга, что соответствует области расположения спинномозгового ядра тройничного нерва у крыс. Регистрация активности нейронов спинномозгового ядра производилась внеклеточно с помощью изолированных лаком вольфрамовых микроэлектродов («Science Products GMBH», Германия) с диа­метром кончика 2-5 мкм и сопротивлением 8-12 МОм. Погружение мик­роэлектрода в ткань мозга осуществлялось с помощью электронного манипулятора (МП-2, Россия) с шагом 4 мкм.

Отбор нейронов для исследования производился по наличию ответов на ипсилатеральное электрическое и механическое раздражение твердой мозговой оболочки в области верхнего сагиттального синуса и реакции на тактильную стимуляцию (поглаживание стеклянной палочкой) кожи морды в области глазницы, переносицы, верхней губы, лба и виска на стороне поиска. Электрическое раздражение твердой мозговой оболочки проводи-

- 8 -


лось одиночными прямоугольными импульсами тока силой 0,5-1,0 мА и длительностью 0,25 мс с помощью электростимулятора ЭСУ-2. Механическое раздражение твердой мозговой оболочки осуществлялось с помощью набора тестовых волосков Фрея разной толщины с нагрузкой 3-5 г. Отводимая микроэлектродом нейрональная активность после необходимого усиления и оцифровки (AD-32, Россия) подавалась в персональный компьютер Pentium IV.

Мониторинг и анализ активности исследуемых нейронов, а также управление электрической стимуляцией твердой мозговой оболочки осуществлялись в режиме реального времени с помощью специальной компьютерной программы Spikes 1.3 (Пантелеев С.С., 2001), позволяющей при произвольном определении порогов амплитуды разрядов нейронов выделять из суммарной записи до трех спайковых последовательностей одновременно с раздельным построением перистимульных гистограмм для каждой из них. Оценка фоновой и вызванной нейрональной активности производилась по перистимульным гистограммам с пре- и постстимульной эпохами анализа соответственно, длительностью 250 мс каждая. Гистограммы накапливались по двадцати последовательным реализациям электрического раздражения с частотой следования стимулов около 0,3 Гц.

^ Фармакологические средства и обработка данных. Влияние вальпроата натрия («Депакин», «SANOFI», Франция) на фоновую и вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов спинального ядра тройничного нерва оценивалось в дозах 25, 50, 100 и 200 мг/кг, влияние баклофена («ICN», США) – в дозах 2,5, 5, 10 и 15 мг/кг. Изучаемые вещества разводили ex tempore в 1 мл физиологического раствора и вводили внутривенно медленно в течение 1 мин. Выводы о влиянии веществ на нейрональную активность делали на основании сравнения полученных через 5, 10, 15, 20, 30 и 45 минут после окончания их инфузии данных с исходными значениями до введения препаратов и с данными контрольной группы.

В серии экспериментов по определению нейрохимического механизма действия вальпроата и баклофена сначала вводили антагонисты ГАМК-рецепторов. В качестве блокатора ГАМК-А рецепторов использовали бикукуллин («ICN», США) в дозе 1 мг/кг; для блокады ГАМК-Б рецепторов использовали 5-аминовалериановую кислоту («ICN», США) в дозе 25 мг/кг. Указанные средства разводили ex tempore в 0,3 мл физиологического ратвора и вводили внутривенно медленно в течение 30 секунд за 10 минут до введения изучаемых препаратов.

- 9 -


Для изучения влияния периферической сенситизации на фоновую и вызванную активность нейронов спинального ядра тройничного нерва использовали химическое раздражение dura mater (Burstein R. et al., 1998). Для этого на поверхность твердой мозговой оболочки наносили так называемый «воспалительный суп» – смесь водных растворов гистамина, серо­тонина и капсаицина («ICN», США, 10^-2 М). После двухминутной экспозиции излишки «супа» удаляли ватным тампоном, а последующую запись фоновой и вызванной электрическим раздражением верхнего сагиттального синуса нейрональной активности производили через стандартные промежутки времени после аппликации «супа».

Первичная обработка данных осуществлялась с помощью специально разработанной компьютерной программы SpikesHist3 (Пантелеев С.С., 2001). Для последующей статистической обработки и графического оформ­-

ления результатов экспериментов использовали программный пакет «Origin 7.5». Определение значимости полученных результатов производили с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA), апостериорного критерия Тьюки и Т-теста Стьюдента. В таблицах и графиках данные представлены как среднее значение ± SEM.

^ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ


Характеристика фоновой и вызванной электрической стимуляцией твердой мозговой оболочки активности нейронов тройничного комплекса и их изменения под влиянием периферической сенситизации. Из 144 зарегистрированных нейронов спинального ядра тройничного нерва (СЯТН), обладающих фоновой активностью в виде аритмических разрядов с частотой 8,651,06 имп/с, 72 клетки (50%) отвечали увеличением частоты спайков в 3-8 раз, как на ипсилатеральную механическую стимуляцию морды в области глазницы, переносицы, верхней губы, лба и виска, так и на электрическую и механическую стимуляцию твердой мозговой оболочки (ТМО).

Одиночное электрическое раздражение ТМО, как правило, вызывало у нейронов СЯТН двухфазный ответ. Первая (ранняя) фаза ответной реакции нейрона возникала непосредственно после предъявления электрического стимула и состояла из относительно короткого, продолжительностью около 20 мс, разряда, состоящего из 2-5 спайков, со средней частотой следования 143,3±12,1 имп/с. Латентный период разрядов в этой фазе ответа составлял в среднем 11,9±0,17 мс. Вторая (поздняя) фаза ответа

- 10 -


представляла собой паттерн нейрональной активности длительностью 70-100 мс с частотой разрядов в среднем 39,0±3,6 имп/с и латентным периодом порядка 34,2±0,8 мс. Общая продолжительность реакции нейронов СЯТН на электрическое раздражение твердой мозговой оболочки не превышала 150 мс (рис. 1).



Рис. 1. Осциллограмма реакции нейрона на одиночное электрическое раздражение твердой мозговой оболочки (верхнее окно) и суммарная перистимульная гистограмма ответов этого нейрона (нижнее окно) после 20 одиночных стимулов.

По оси абсцисс – время в мс, 0 – момент раздражения; по оси ординат – число спайков в бине, бин равен 1 мс.


Была изучена динамика фоновой и вызванной активности нейронов СЯТН при повторном предъявления электрического раздражения ТМО через равные (5-10 минут) промежутки времени в течение 45 минут. Показано, что повторяющаяся электрическая стимуляция ТМО не приводила к существенным изменениям как фоновой, так и вызванной активности нейронов спинального ядра тройничного нерва, двухфазный характер ответных реакций которых также оставался неизменным.

Кратковременная предварительная аппликация «воспалительного супа» на поверхность ТМО приводила к стойкому увеличение фоновой нейрональной активности в среднем на 85,411,3 % и вызванной электрической стимуляцией ТМО активности нейронов в среднем на 49,07,8 %, причем увеличение вызванной активности происходило преимущественно за счет роста второй фазы нейрональных ответов (рис. 2).

Таким образом, повторяющаяся электрическая стимуляция ТМО не приводит к значимым изменениям фоновой и вызванной активности и не

- 11 -


меняет двухфазный характер ответов нейронов СЯТН. Сенситизация рецепторов сосудов ТМО сопровождается выраженным увеличением фоновой активности и ответов нейронов СЯТН.




а) б)


Рис 2. Распределение средних частот фоновой (а) и вызванной (б) активности нейронов в условиях периферической сенситизации в сравнении с контролем.

По оси абсцисс – время в минутах до (0) и после (5-45) дуральной аппликации «воспалительного супа» или физраствора (обозначения на графике); по оси ординат – частота разрядов нейронов в % к исходному значению. * и ** - изменения достоверны при Р < 0,05 и Р < 0,01, соответственно, по сравнению с контролем.


^ Влияние баклофена и вальпроата на фоновую и вызванную электрической стимуляцией ТМО активность нейронов СЯТН. Было изучено влияние баклофена и вальпроата на фоновую и вызванную электрической стимуляцией ТМО активность 60 нейронов СЯТН.

Баклофен во всем диапазоне исследуемых доз (от 2,5 до 15 мг/кг) равноэффективно угнетал фоновую активность нейронов СЯТН (рис. 3, а). В дозах 2,5, 10 и 15 мг/кг баклофен дозозависимо тормозил вызванную электрическим раздражением ТМО активность нейронов СЯТН (рис. 3, б), причем вторая фаза ответов угнеталась более выражено по сравнению с первой (рис. 4, а-б). В дозе 5 мг/кг препарат вызывал двухфазное изменение амплитуды ответов нейронов СЯТН, т. е. обладал активирующее-тормоз­ным эффектом.

Нейрохимический анализ показал, что предварительное введение антагониста ГАМК-А рецепторов бикукуллина не влияло на угнетающее действие баклофена на фоновую и вызванную электрическим раздражением ТМО активность нейронов СЯТН, тогда как предварительное назначение

- 12 -


антагониста ГАМК-Б рецепторов 5-аминовалериановой кислоты (5-АВК) практически полностью отменяло этот эффект.



а)

б)





Рис. 3. Влияние баклофена на фоновую (а) и вызванную электрическим раздражением ТМО (б) активность нейронов СЯТН.

По оси абсцисс – время в минутах до (0) и после (5-45) введения баклофена в различных дозах или физраствора (обозначения на графике); по оси ординат – частота разрядов нейронов в % к исходному значению до введения препарата. * и ** – изменения достоверны при Р < 0,05 и Р < 0,01, соответственно, по сравнению с контролем.


Вальпроат в диапазоне доз 50-200 мг/кг тормозил, а в дозе 25 мг/кг усиливал фоновую активность нейронов СЯТН (рис. 5, а). В дозе 25 мг/кг вальпроат практически не изменял, а в дозах 50-200 мг/кг дозозависимо угнетал вызванную электрическим раздражением ТМО активность нейронов СЯТН (рис. 5, б), причем аналогично баклофену его тормозное влияние реализовалось преимущественно за счет угнетения второй фазы ответов. Однако вальпроат в дозах 100 и 200 мг/кг в большей степени по сравнению с баклофеном в дозах 10 и 15 мг/кг угнетал первую фазу ответов нейронов на электрическое раздражение ТМО (см. рис. 4, в-г).

Предварительное введение бикукуллина или 5-АВК в равной степени ослабляло, но не отменяло угнетающее влияние вальпроата как на фоновую, так и на вызванную активность нейронов СЯТН.


- 13 -




(а) (б) (в) (г)


Рис. 4. Влияние баклофена и вальпроата на фазы нейрональных ответов.

По оси абсцисс – время в минутах до (0) и после (5-45) введения препарата; по оси ординат – частота разрядов нейронов в % к исходному значению до введения препарата. Черные столбики – первая фаза, белые столбики – вторая фаза. На (а) – влияние баклофена в дозе 10 мг/кг и на (б) – в дозе 15 мг/кг; на (в) – влияние вальпроата в дозе 100 мг/кг и на (г) – в дозе 200 мг/кг. * и ** – изменения достоверны при Р<0,05 и Р < 0,01, соответственно, по сравнению с исходными значениями до введения препарата.



а)

б)





Рис. 5. Влияние вальпроата на фоновую (а) и вызванную электрическим раздражением ТМО (б) активность нейронов СЯТН.

По оси абсцисс – время в минутах до (0) и после (5-45) введения вальпроата в различных дозах или физраствора (обозначения на графике); по оси ординат – частота разрядов нейронов в % к исходному значению до введения препарата. * и ** – изменения достоверны при Р < 0,05 и Р < 0,01, соответственно, по сравнению с контролем.


- 14 -


Таким образом, внутривенное введение баклофена и вальпроата в целом сопровождается угнетением фоновой и вызванной электрическим раздражением ТМО активности нейронов тройничного комплекса.

^ Обсуждение результатов. Исследованные нами нейроны по своим физиологическим характеристикам являются конвергентными нейронами «широкого динамического диапазона», так как имеют висцеральные и соматические афферентные входы и активируются как ноцицептивными, так и неповреждающими стимулами. Известно, что на клетках этого типа, локализованных в вентролатеральной области каудального ядра тройничного нерва, оканчиваются тонкие миелинизированные А-дельта и немиелинизированные С-волокна (Burstein R. et al., 1998). Ранее на сегментарном уровне ЦНС было показано, что одновременное раздражение обоих типов этих волокон проявляется двумя ответными реакциями нейронов глубоких пластин задних рогов спинного мозга – ранней (коротколатентный ответ на стимуляцию А-дельта волокон) и поздней (длиннолатентный С-ответ) (Игнатов Ю.Д. и соавт., 1994). Учитывая эти данные, мы полагаем, что зарегистрированная в наших экспериментах двухфазная ответная реакция нейронов тройничного комплекса является следствием проведения –

ноцицептивной информации по разным типам нервных волокон. Так, первая фаза ответа отражает, вероятно, ортодромную стимуляцию электрическим током А-дельта волокон с высокой скоростью проведения импульса.

Вторая фаза ответа, скорей всего, может быть объяснена проведением но­цицептивной информации с более низкой скоростью по С-волокнам. Это предположение согласуется с мнением других авторов (Burstein R. et al., 2005).

Нами показано, что повторные предъявления электрического раздражения ТМО не приводили к существенным изменениям как фоновой, так и вызванной активности в течение 45 минут исследования и не меняли двухфазный характер ответов нейронов СЯТН. Полученные нами результаты свидетельствуют о стабильности структуры ответов и об устойчивости нейронов к возникновению феномена взвинчивания, что в целом согласуется с данным других ученых (Bolton S. et al., 2005).

Согласно современным представлениям, ключевую роль в патогенезе первичных цефалгий играет периферическая и центральная сенситизация. Предполагается, что именно центральная сенситизация, т. е. стойкое повышение возбудимости нейронов СЯТН, определяет некоторые особенности клинической картины мигрени, например, развитие аллодинии и лежит в основе механизма хронизации головных болей.

- 15 -


Нами впервые показано, что периферическая сенситизация приводит к выраженному и длительному увеличению не только фоновой, но и вызванной электрическим раздражением ТМО активности нейронов СЯТН. Эти изменения подтверждают принципиальную возможность индукции гипервозбудимости нейронов тройничного ядра биологически активными веществами, действующими в пределах их рецептивных полей на ТМО, что, по мнению большинства авторов, лежит в основе развития центральной сенситизации (Yamamura H. et al., 1999; Goadsby P.J., 2005).

Мы полагаем, что угнетающее влияние баклофена на фоновую и вызванную электрическим раздражением ТМО активность нейронов СЯТН связано с его прямым пост- и пресинаптическим ГАМК-Б миметическим

действием, что подтверждается результатами нейрохимического анализа и соответствует литературным данным (Андреев Б.В., 1988). Особенность влияния баклофена в дозе 5 мг/кг на вызванную активность нейронов СЯТН, заключающаяся в двухфазном изменении ответной реакции, при котором первоначальное усиление нейрональных ответов сменялось их выраженным угнетением, может быть связана со способностью баклофена модулировать как тормозную, так и возбуждающую передачу в тригеминоваскулярной системе благодаря его пресинаптическому действию (Chen Q., Pan H.L., 2006). Выявленное нами неравнозначное влияние больших доз баклофена на фазовую структуру нейрональных ответов, при котором препарат в большей степени угнетает вторую фазу по сравнению с первой,

может быть объяснено его тормозным действием на проведение болевой информации преимущественно по С-волокнам.

Нами показано, что влияние вальпроата на фоновую и вызванную активность нейронов СЯТН в равной мере реализуется через опосредованную ГАМК активацию как ГАМК-А, так и ГАМК-Б рецепторов. Этим можно объяснить основные эффекты препарата. Так, выявленное нами увеличение фоновой активности под действием вальпроата в дозе 25 мг/кг может быть следствием парадоксального активирующего ГАМК-А-за­ви­симого действия малых доз ГАМК (Bracci E., Panzeri S., 2006). С увеличением дозы происходит инверсия эффекта, что сопровождается постепенным угнетением фоновой активности нейронов СЯТН. По сравнению с баклофеном угнетающее дозозависимое влияние вальпроата на вызванную активность нейронов выглядит более плавным, что, по-видимому, также можно объяснить его непрямым влиянием на оба подтипа ГАМК-рецепторов. Аналогично баклофену, вальпроат сильнее угнетает вторую фа­­зу ответов нейронов по сравнению с первой. Однако, сравнивая влияние

- 16 -


обоих препаратов на фазовую структуру ответов, мы обнаружили, что в больших дозах вальпроат по сравнению с баклофеном оказывает более вы­раженное угнетающее влияние на первую фазу ответов. Исходя из пред­ставлении о генезе фаз ответа нейронов можно предположить, что вальпроат оказывает большее по сравнению с баклофеном тормозное влия­ние на проведение ноцицептивной информации по А-дельта волокнам, при этом его действие на вторую фазу реакции, соответствующую активации С - волокон, практически одинаково с действием баклофена.

Таким образом, анализ влияния вальпроата и баклофена на фоновую и вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов спинального ядра тройничного нерва позволил выявить некоторые особенности их механизмов действия.


ВЫВОДЫ


1. Типичный ответ нейрона спинального ядра тройничного нерва на одиночное электрическое раздражение твердой мозговой оболочки представляет собой двухфазную реакцию, состоящую из короткого начального разряда (первая фаза), соответствующего активации А-дельта волокон, и следующего за ним более продолжительного разряда (вторая фаза), соответствующего активации С-волокон тройничного нерва, что свидетельствует о вовлечении обоих типов афферентных волокон в проведение ноцицептивной информации в тригеминоваскулярной системе. Характер этой реакции не меняется при повторном предъявлении электрического раздражения.

2. Периферическая сенситизация рецепторов твердой мозговой оболочки смесью гистамина, серотонина и капсаицина сопровождается воз-

растанием амплитуды ответов нейронов спинального ядра тройничного нерва на электрическое раздражение твердой мозговой оболочки, что говорит о развитии в тригеминоваскулярной системе гипералгезии, и стойким увеличением фоновой активности указанных нейронов, свидетельствующими о развитии центральной сенситизации. При этом усиление вызванной активности происходит, прежде всего, за счет увеличения второй фазы нейрональных ответов, что говорит о преимущественной активации афферентных С-волокон тройничного нерва.

3. Баклофен в диапазоне исследованных доз угнетает фоновую активность нейронов спинального ядра тройничного нерва. В дозах 2,5, 10 и 15 мг/кг баклофен тормозит ответы нейронов спинального ядра тройничного

- 17 -


нерва на электрическую стимуляцию твердой мозговой оболочки, но в дозе 5 мг/кг баклофен оказывает двухфазное активирующее-тормозное влияние на их вызванную активность. Ингибирующее влияние баклофена в дозах 2,5, 10 и 15 мг/кг на вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов тройничного комплекса проявляется в основном за счет угнетения второй фазы нейрональных реакций, что говорит о преимущественном торможении проведения ноцицептивной информации по С-волокнам.

4. Вальпроат в дозе 25 мг/кг усиливает, а в дозах 50-200 мг/кг дозозависимо угнетает фоновую активность нейронов спинального ядра тройничного нерва. Во всем диапазоне исследованных доз вальпроат дозозависимо тормозит ответы указанных нейронов на электрическую стимуляцию твердой мозговой оболочки.

5. Ингибирующее влияние вальпроата в дозах 25, 100 и 200 мг/кг на вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов тройничного комплекса проявляется аналогично действию баклофена в преимущественном угнетении второй фазы нейрональных реакций. Однако вальпроат в дозах 100 и 200 мг/кг в большей степени по сравнению с баклофеном в дозах 10 и 15 мг/кг угнетает первую фазу ответов нейронов на электрическое раздражение твердой мозговой оболочки, что говорит о его более выраженном тормозном влиянии на проведение ноцицептивной информации по А-дельта волокнам.

6. Угнетающее влияние вальпроата на активность нейронов спинального ядра тройничного нерва в равной степени ослабляется, но не устраняет

ся предварительным введением как ГАМК-А антагониста бикукуллина, так и блокатора ГАМК-Б рецепторов 5-аминовалериановой кислоты. В то же время тормозный эффект баклофена на активность указанных нейро-

нов на фоне действия 5-АВК, но не бикукуллина, полностью отсутствует. Таким образом, реализация угнетающего эффекта вальпроата на фоновую и вызванную электрическим раздражением твердой мозговой оболочки активность нейронов спинального ядра тройничного нерва одинаково зависит от функционального состояния как ГАМК-А, так и ГАМК-Б рецепторов. Угнетающее влияние баклофена на фоновую и вызванную активность нейронов тройничного комплекса реализуется через ГАМК-Б рецепторы и не зависит от функционального состояния ГАМК-А рецепторов.


- 18 -


^ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ


1. Экспериментальную модель краниоваскулярной боли рекомендуется использовать для скрининга различных химических веществ с целью выявления у них потенциальной антимигренозной активности.

2. Углубленное изучение нейрохимических и нейрофизиологических механизмов действия лекарственных средств с доказанной клинической эффективностью в лечении первичных головных болей рекомендуется проводить на указанной модели в условиях сенситизации.

3. Целесообразно производить поиск лекарственных препаратов, обладающих антицефалгическим эффектом, среди средств, влияющих на обмен ГАМК.


^ Список работ, опубликованных по теме диссертации


1. Картус Д.Е., Соколов А.Ю., Лубенец Д.Г. Усовершенствованная модель краниоваскулярной боли // Тез. докл. 2-й Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием «Санкт-Петербургские научные чтения-2002». – СПб., 2002. – С. 98-99.

2. Пантелеев С.С., Соколов А.Ю., Картус Д.Е. Реакции нейронов ядра тройничного нерва на электрическое раздражение верхнего сагиттального синуса головного мозга крысы // Тез. докл. 3-й Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем», посвященной 175-летию со дня рождения Ф.В. Овсянникова. – СПб., 2003. – С. 244-245.

3. Пантелеев С.С., Соколов А.Ю., Картус Д.Е., Амелин А.В., Игнатов Ю.Д. Реакции нейронов спинномозгового ядра тройничного нерва на элек­трическое раз

дражение твердой мозговой оболочки головного мозга крысы // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. – 2004. – Т. 90, №1. – С. 3-10.

4. Пантелеев С.С., Соколов А.Ю. Реакции нейронов ядра тройничного нерва на электрическое раздражение сенсорных структур сосудов головного мозга крысы // Сборник статей «Проблемы интеграции функций в физиологии и медицине» (к 100-летнему юбилею присуждения Нобелевской премии И.П. Павлову). – Минск, 2004. – С. 288-290.

5. Panteleev S.S., Sokolov A.Y., Kartus D.E., Amelin A.V., Ignatov Y.D. Responses of neurons in the spinal nucleus of the trigeminal nerve to electrical stimulation of the dura mater of the rat brain // Neuroscience and Behavioral Physiology. – 2005. – Vol. 35, №5. – P. 555-559.

- 19 -


6. Тарасова С.В., Амелин А.В., Соколов А.Ю., Тумелевич Б.Ч., Мятлева М.И., Ендальцева С.М., Туманова Г.Н. Топирамат, вальпроат, габапентин и карбамазепин при лечении хронической ежедневной головной боли // Тез. докл. Российской

научно-практической конференции с международным участием «Хронические болевые синдромы». – Новосибирск, 2007. – С. 23.

7. Амелин А.В., Тарасова С.В., Соколов А.Ю., Тумелевич Б.Ч., Мятлева М.И., Ендальцева С.М., Туманова Г.Н. Эффективность разных антиконвульсантов при хронической ежедневной головной боли // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. – 2007. – Т. 107, №1. – С. 23-27.

8. Амелин А.В., Тарасова С.В., Соколов А.Ю., Тумелевич Б.Ч., Мятлева М.И. Антиконвульсанты при хронической ежедневной головной боли // Журнал «Боль». – 2007. – № 1. – С. 7-11.

9. Соколов А.Ю., Амелин А.В., Игнатов Ю.Д., Пантелеев С.С. Влияние баклофена и вальпроата на фоновую и вызванную активность нейронов спинального ядра тройничного нерва на модели краниоваскулярной боли // Медицинский академический журнал. – 2007. –Т.7, №4. – С.31-39. .

10. Соколов А.Ю., Амелин А.В., Игнатов Ю.Д., Пантелеев С.С. Механизмы действия ГАМК-позитивных препаратов на модели экспериментальной головной боли // Психофармакология и биологическая наркология. Специальный выпуск. – 2007. – Т. 7, часть 2. – С. 1957.

11. Соколов А.Ю., Амелин А.В., Игнатов Ю.Д., Пантелеев С.С. Механизмы действия баклофена и вальпроата на модели краниоваскулярной боли // Тез. докл. Российской научно-практической конференции с международным участием «Головная боль 2007». – М., 2007. – С.158.


Автор выражает благодарность профессору А.В. Амелину за помощь в обсуждении результатов исследования и к.б.н. Е.В. Вербицкой за помощь в статистической обработке экспериментальных данных.