Физиологии национальной академии наук беларуси удк 612.337:612.338:612.898:6
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ» УДК 612.337:612.338:612.898:612.71.28 РУТКЕВИЧ Светлана Александровна МЕХАНИЗМЫ СЕГМЕНТАРНОЙ ИНТЕГРАЦИИ ИНТЕРОЦЕПТИВНЫХ И ЭКСТЕРОЦЕПТИВНЫХ РЕФЛЕКТОРНЫХ РЕАКЦИЙ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 физиология Минск, 2009 Работа выполнена на кафедре физиологии человека и животных Белорусского государственного университета Чумак Анатолий Георгиевич доктор Научный биологических наук доцент, заведующий руководитель кафедрой физиологии человека и животных Белорусского государственного университета Солтанов Владимир Всеволодович доктор Официальные биологических наук профессор, член оппоненты:корреспондент НАН Беларуси, заведующий лабораторией физиологии афферентных систем ГНУ «Институт физиологии НАН Беларуси» Песоцкая Яна Анатольевна кандидат биологических наук доцент, доцент кафедры физиологии и биохимии Белорусского государственного университета физической культуры УО государственный Оппонирующая «Белорусский медицинский университет» организация – Защита состоится 18 декабря 2009 года в 1000 часов на заседании совета по защите диссертаций Д 01.36.01 при ГНУ «Институт физиологии НАН Беларуси» (220072, г. Минск, ул. Академическая 28, тел. 284-18-47, факс:
284-16-30, e-mail: [email protected]) С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии НАН Беларуси.
Автореферат разослан « 18 » ноября 2009 года Ученый секретарь совета по защите диссертаций кандидат биологических наук В.М. Рубахова © Институт физиологии НАН Беларуси, К настоящему времени известно множество молекул разной химической природы, действующих в центральной нервной системе, относящихся к нейромедиаторам или нейромодуляторам, вовлеченных в формирование гиперрефлексии и висцеральной боли [Дж. Николс и др., 2003]. Среди всевозможных претендентов на роль посредников внесинаптического [Dowson, Snyder, 1994;
D. M. Kullmann, 1998;
E.S. Vizi, 2000;
А.В. Семьянов, 2003;
B. Lendvai, E.S, Vizi, 2008] сигнального взаимодействия афферентных, промежуточных и симпатических преганглионарных нейронов (СПН) в спинном мозге (СМ) наиболее предпочтительным выглядит монооксид азота (NO) в силу своих уникальных диффузионных свойств и отсутствия выраженных рецепторов в плазмолемме [S. Moncada, 1993;
С.А. Поленов, 1998;
E.S. Vizi, 2008]. Учитывая данные о том, что NO причастен к осуществлению глутаматергической передачи сигналов в мозге, а также доказанный факт локализации NO-синтаз в глицинергических и ГАМК ергических нейронах [А.Ю. Беспалов, Э.Э. Звартау, 2000;
В.А. Кульчицкий, А.А. Зайцев, Я.А. Песоцкая, 2002], можно полагать, что нитрергические процессы могут служить ключевым звеном в процессах возбуждения и торможения симпатических нейронов, вовлекаемых в реакции, афферентным звеном которых служат разнообразные центростремительные проводники.
Это в полной мере может относиться и к проблемам нейрохимического обеспечения интероцептивных рефлексов [Л.В. Филиппова, А.Д. Ноздрачев, 2007]. Классические представления о собственных и сопряженных рефлексах [В.Н. Черниговский, 1985], целостной интероцептивной реакции организма [И.А. Булыгин, 1959, 1980], построенной на взаимодействии афферентных сигналов на ганглионарном, сегментарном и надсегментарном уровнях [И.А. Булыгин, ВВ. Солтанов, 1973;
И.А. Булыгин, В.Н. Калюнов, 1974;
В.В. Солтанов, 1989, В.А. Кульчицкий, 1993, 1998] на принципах саморегуляции вегетативных функций [В.В. Солтанов, 1994, 2007] сохраняют свое значение. Согласно многочисленным публикациям, среди СПН только незначительная доля (не более 20%) обладает фоновой активностью [В.И. Скок, А.Я. Иванов, 1989;
S.A. Deuchars et all, 2005]. Остальные относятся к «молчащим», составляющим «подпороговую кайму» для симпатических рефлексов, возбуждаемых только сильными афферентными сигналами [В.Н. Калюнов, 1984, 2009;
А.Г. Чумак, 2003]. Эти эфферентные нейроны представляются во многих отношениях малоизученными, поскольку существует известная трудность их возбуждения в условиях эксперимента и трудоемкость подведения к ним разнообразных химических препаратов.
Вместе с тем именно «молчащие» эфферентные симпатические нейроны обеспечивают формирование «фазических» симпатических реакций, как регуляторных, так и ноцицептивных по функциональной направленности.
Познание нейрохимических механизмов их активации может служить ключевым звеном в понимании таких пока слабо исследованных состояний организма, как висцеральная боль и являться основой для разработки соответствующих корригирующих подходов, включая фармакологические или немедикаментозные [В.С. Улащик, 2008, 2009;
M. Zimmermann 2009].
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Связь работы с крупными научными программами, темами Диссертация выполнена в рамках научно-исследовательских работ, проводившихся на кафедре физиологии человека и животных биологического факультета Белорусского государственного университета, по плановой теме «Исследование нейрохимических механизмов регуляции вегетативных функций на уровне спинного мозга» (№ госрегистрации 20063182, 2007-2010) в рамках программы ГКПНИ «Современные технологии в медицине». В основу работы, кроме того, положены материалы, полученные при выполнении совместных с Институтом физиологии им. А.А. Богомольца (Киев, Украина) проектов, поддержанных Белорусским и Украинским республиканскими фондами фундаментальных исследований «Центральные и периферические механизмы влияния монооксида азота на эффективность использования кислорода тканями» (№ госрегистрации 20052170, 2005-2007), «Роль оксида азота в реакциях сердечно-сосудистой системы при действии стрессовых агентов и гипергликемии» (№ госрегистрации 20071655, 2007-2009), «Роль оксида азота в реакциях сердечно-сосудистой системы у животных, адаптированных к физической нагрузке» (№ госрегистрации 200991897, 2009-2011), а также по гранту «Роль монооксида азота в реализации висцеро-висцеральных и сомато висцеральных защитных рефлексов» конкурса проектов аспирантов Белорусского государственного университета (№11, 2007).
Цель и задачи исследования Цель работы – определить вклад NO-ергических процессов в полимедиаторное обеспечение симпатических и соматических рефлекторных реакций, вызванных активацией афферентных проводников тонкой кишки, кожи и мышц, на спинальном уровне.
Для достижения цели были поставлены следующие основные задачи:
1. Исследовать условия и параметры активации и торможения фоново «молчащих» эфферентных симпатических нейронов, формирующих активность в нервах брюшного аортального сплетения, при возбуждении афферентных проводников в составе брыжеечного, большеберцового и кожного нервов.
2. Установить влияние доноров монооксида азота и ингибиторов NO-синтазы при их интратекальном введении на формирование тонической центробежной активности и реализацию рефлекторных ответов в нервах брюшного аортального сплетения.
3. Определить участие глутамата, гамма-аминомасляной кислоты и глицина в процессах сегментарного формирования спонтанной и рефлекторно вызванной импульсации в симпатических эфферентных волокнах брюшного аортального сплетения.
4. Изучить влияние раздражения афферентных волокон кишки, кожи и мышц на реализацию моносинаптического Н-рефлекса до и после введения в спинномозговую жидкость NO-активных препаратов и нейроактивных аминокислот.
Объект и предмет исследования. Объект исследования – тонкий и толстый кишечник, эфферентные и афферентные волокна висцеральных и соматических нервов крысы. Предмет исследования – рефлекторные интеро и экстероцептивные реакции, процессы потенциации висцеральных рефлексов, моносинаптический Н-рефлекс.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту Рефлекторная активация фазических (фоново неактивных) 1.
эфферентных симпатических нейронов, формирующих отростки в проводниках брюшного аортального сплетения, происходит в результате интеграции сигналов в нервных центрах от соматических (кожных) и висцеральных (брыжеечных) центростремительных проводников, зависит от частоты стимулов и основана на тетанической потенциации рефлекторных ответов. Потенциация рефлекторных реакций вызывается совместной тетанизацией АВ и С-волокон (1-80) Гц и вовлечением в процесс возбуждения дополнительной группы эфферентных волокон по механизму висцеро-висцерального и сомато-висцерального рефлекса с нерегулярным скрытым периодом. Активирующее либо ингибирующее влияние сомато висцеральной рефлекторной реакции на висцеро-висцеральную определяется последовательностью вовлечения афферентных систем.
Монооксид азота, глутамат, гамма-аминомасляная кислота и 2.
глицин вовлечены в сегментарные процессы активации и угнетения интернейронов и симпатических преганглионарных нейронов, формирующих активность в эфферентных волокнах брюшного аортального сплетения. На сегментарном уровне монооксид азота участвует в нейронных процессах, которые определяют тоническую активность симпатических эфферентных проводников брюшного аортального сплетения. Монооксид азота является сигнальной молекулой нейрохимических механизмов в спинном мозге для активации фоново «молчащих» симпатических эфферентных нейронов при осуществлении интероцептивных и экстероцептивных рефлекторных ответов, влияющих на функции органов малого таза.
Супрамаксимальное раздражение висцеральных и соматических 3.
афферентных входов оказывает модулирующее влияние на реализацию моносинаптического рефлекторного ответа (Н-рефлекса). В условиях действия доноров и предшественников монооксида азота, а также ингибиторов NO-синтазы на спинальном уровне происходит ослабление модуляторных влияний от афферентных систем.
Личный вклад соискателя Все экспериментальные исследования, статистическая обработка данных, подготовка иллюстративного материала и оформление рукописи диссертации выполнены лично соискателем. Научным руководителем предложена тема диссертации, ее методическое решение, оказана консультативная помощь при постановке целей и задач работы, обсуждении полученных результатов. В диссертацию не включены результаты исследований соавторов научных работ.
Апробация результатов диссертации Основные результаты исследования представлены в виде докладов и обсуждены на следующих конференциях и съездах: международная школа семинар молодых ученых «Изучение ноцицепции от периферии до ствола мозга» (Киев, Украина, 4-7 июня 2006 г.);
XI съезд Белорусского общества физиологов (Минск, 21-22 сентября 2006 г.);
международная научная конференция «Медико-биологические аспекты действия физических факторов» (Минск, 24-25 октября 2006 г.);
научно-практический семинар «Гуманное обучение специалистов медико-биологического профиля» (Минск, 14-15 ноября 2006);
международная конференция «Сигнальные механизмы регуляции физиологических функций», приуроченная к 85-летию со дня основания кафедр физиологии БГУ и БГМУ (Минск, 30 ноября- декабря 2007);
научно-практическая конференция «Адаптационные механизмы регуляции функций организма при мышечной деятельности» (Минск, БГУФК, 16 апреля 2008 г.);
международная научная конференция «Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем" и VIII съезд Белорусского общественного объединения фотобиологов и биофизиков (Минск, 25-27 июня 2008 г.);
III Международная научная конференция «Ксенобиотики и живые системы» (Минск, БГУ, 22– октября 2008 г.);
международная конференция «Проблемы регуляции висцеральных функций» (Минск, 23-24 октября 2008 г.);
VII Всероссийская конференция с международным участием, посвященная 160-летию со дня рождения И.П. Павлова «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 29 сентября-2 октября 2009 г.).
Опубликованность результатов исследования По материалам диссертации опубликовано 36 работ. Из них 12 статей в научных журналах, входящих в перечень ВАК Республики Беларусь;
6 в сборниках научных статей;
18 – тезисы докладов и материалы конференций.
4 научные работы опубликованы без соавторов. В 14 работах соискатель является первым автором. Общий объем опубликованных материалов по теме диссертации составляет 6,9 авторских листа (из них соискателю принадлежит – 4,8).
Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 155 страницах (основной текст — страницы);
она состоит из введения, общей характеристики работы, обзора литературы, описания методов, результатов собственных исследований ( главы), обсуждения результатов, заключения, списка литературы, который включает 329 источников (86 на русском и 243 на английском языках) и списка публикаций соискателя (36 работ). Работа иллюстрирована рисунками и содержит 3 таблицы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования Эксперименты проведены на 220 взрослых наркотизированных белых крысах массой 200-350 г в условиях «острого опыта», с учетом положений, предусмотренных Европейской конвенцией и существующим проектом закона Республики Беларусь о гуманном обращении с лабораторными животными, о чем доложено на проходившем в Минске семинаре «Гуманизация обучения специалистов медико-биологического профиля» [С.А. Руткевич, Т.П. Шухно, 2006] и международной школе-семинаре молодых ученых «Изучение ноцицепции от периферии до ствола мозга» [S.A. Rutkevich, 2006]. Для наркоза использовали тиопентал натрия, уретан в смеси с нембуталом или только уретан, влияние которых на активность афферентного, центрального и эфферентного звена симпатических рефлексов у различных животных минимально на фоне надежного наркотического действия [А.В. Вальдман, 1976]. Выполняли лапаратомию, проводили препаровку нервов, в спинномозговой канал вводили силиконовый катетер.
Регистрировали фоновую и вызванную стимуляцией чувствительных волокон в составе брыжеечного нерва (n. mesentericus), подкожного нерва бедра (n. saphenus) и большеберцового (n. tibialis) импульсную активность в эфферентных волокнах брюшного аортального сплетения. Стимуляцию афферентных волокон указанных нервов осуществляли «одиночными» стимулами (1 мс, 5 В, 0,1 Гц) и с частотой 1-80 Гц. Комплекс приборов состоял из усилителей переменного и постоянного тока (производство ИТМО НАНБ), стимулятора ЭСУ-2 и ЭСЛ-2 (Завод точных приборов) осциллографа С1-83, компьютера “Pentium-III”. Сигналы регистрировали и анализировали посредством программ “Input”, “Inputwin”, разработанных в Институте физиологии НАН Беларуси член-корреспондентом, профессором В.В. Солтановым, старшим научным сотрудником О.А. Азевым и программистом, ведущим инженером В.Е. Бурко.
Для анализа физиологических критериев нервно-мышечной возбудимости использовали способ регистрации вызванных ответов (Н рефлекса и М-ответа) мышцы (mm. plantaris) при электростимуляции иннервирующего ее нерва (n. plantaris medialis) у крыс [S.M. Ho et all, 2002;
И.Н. Плещинский, и др. 2004]. С целью исследования процессов интеграции афферентных сигналов от чувствительных волокон разной функциональной принадлежности, реализующихся в сегментарных мотонейронах, регистрацию Н-ответов осуществляли на фоне супрамаксимальной ритмической электростимуляции (1 мс, 5В, 10 Гц) n. mesentericus, а также n. saphenus и n. tibialis (на контрлатеральной стороне). Протокол стимуляции заключался в вызове и регистрации Н-ответов отдельно в течение 1 минуты, одновременно с тетанизацией указанных нервных стволов в продолжение 1 минуты, и в воспроизведении рефлекса Хоффмана после прекращения обусловливающей электростимуляции в течение 1 минуты.
Инфузию фармакологических препаратов в субарахноидальное пространство уровня Th8-Th13 спинного мозга выполняли методом интратекального введения [D. Lewi et all., 2004;
С.А. Руткевич и др., 2009].
Растворы вводили с помощью микрошприца (0,5 мкл, «Hamilton», США).
NO-активные фармакологические препараты (Sigma Chemical США) применяли в дозах, заимствованных из литературы [T. Yamamoto, D.Spanswick et all., 1994;
N. Shimoyama, 1995;
K.E. Brack et all., 2007]:
биологический предшественник NO — L-аргинин, неселективные ингибиторы синтазы NO (КФ 1.14.13.39) — L-NAME (NG-Nitro-L-arginine methyl ester, метиловый эфир N-нитро-L-аргинина), L-NNA (NG-Nitro-L arginine, N-нитро-L-аргинин), химический донор NO — SNP (sodium nitroprusside, нитропруссид натрия). Левовращающие энантиомеры нейроактивных аминокислот (глутамат натрия, глицин и ГАМК), вводили в тех концентрациях, которые характерны для спинномозговой жидкости животных и человека [С.А. Савельев, Н.Б. Саульская, 2006;
Y. Wang et all.
2007], а также с учетом существующих представлений о концентрациях этих лигандов в синаптической щели [Дж. Николлс и др., 2003], создаваемых в момент их экзоцитоза из пресинаптической мембраны. В качестве контрольных растворов использовали: изотонический NaCl, и искусственная спинномозговая жидкость (ИСМЖ). Состав последней заимствован из литературы [S.A. Deuchars, et all. 2005].
Средствами стандартных компьютерных программ осуществляли усреднение показателей по серии, определяли достоверность изменений с помощью t-критерия Стьюдента и однофакторного дисперсионного анализа Использовали разработанные в литературе формулы (ANOVA).
[П.Ф. Рокицкий, 1961].
Электрофизиологический анализ активности симпатических эфферентных проводников брюшного аортального сплетения в процессе электростимуляции афферентных волокон кишки, кожи и мышц В составе нервных ветвей брюшного аортального сплетения, как это описано в литературе (В.В. Солтанов, 1994), имеются эфферентные волокна, следующие по стенкам брюшной аорты к органам малого таза. В первой серии исследования были идентифицированы центробежные волокна в исследуемых нервных стволах, по функциональной принадлежности относящиеся к сосудодвигательным. Подтверждением этому служат факты о констрикции артериол толстой кишки, зарегистрированные с помощью цифровой фотокамеры при реализации висцеро-симпатической и сомато симпатической рефлекторной реакции, вызываемой стимуляцией брыжеечного нерва и подкожного нерва бедра. При этом воздействии, кроме того, выявлены реакции эффекторов, иннервируемых ветвями брюшного аортального сплетения, в частности, миометрия матки у самок и семявыносящего протока у самцов.
В последующих сериях опытов проанализированы условия возбуждения эфферентных волокон, обусловливающих указанные физиологические эффекты. Установлено, что раздражение супрамаксимальными (5 В, 1 мс) стимулами брыжеечных или соматических нервов вызывало в ветвях брюшного аортального сплетения минимальные по выраженности, компактные, длящиеся несколько десятков миллисекунд рефлекторные ответы без тормозной фазы. Латентные периоды их варьировали в зависимости от стимулируемого нервного ствола (120±20 мс при активации проводников брыжеечного нерва, 167±9 мс и 2±1,3 с соответственно в случае раздражения большеберцового и подкожного нерва бедра) и не изменялись при случайном предъявлении нескольких десятков стимулов, что свидетельствовало о стабильном количестве вовлеченных в рефлекторную реакцию афферентных, промежуточных и эфферентных нейронов в дуге рассматриваемого полисинаптического рефлекса.
При стимуляции афферентных проводников ритмическими стимулами отмечены изменения вызванных реакций, выраженные в увеличении амплитуды и частоты потенциалов каждого последующего ответа по мере продолжения стимуляции. К 7–10-му стимулу наступало прекращение роста.
Степень тетанической потенциации ответов, оцененная по частоте и амплитуде («площади» в машинных единицах, м.е.) составила 40% к 9-10-му ответу (663,1±58,6 м.е.) по сравнению с первым (471,6±45,4 м.е.) при частоте раздражения афферентных проводников, равной 1 Гц. Тетанизация (10 с) висцерального и соматических нервных стволов с разными частотами имела следствием появление в ветвях брюшного аортального сплетения последовательности эфферентных импульсов высокой амплитуды, не синхронизированных с отдельными стимулами, с непостоянным латентным периодом, составившим в разных пробах величину 270-1500 мс после начала высокочастотной тетанизации чувствительных проводников групп Авг, В и С, и длительным последействием. Во всех опытах, в ходе которых тестировались частоты 1;
5;
10;
20;
50 и 80 Гц, выявлено усиление центробежной импульсации в нервах брюшного аортального сплетения (таблица 1). Активацию фазических эфферентных симпатических единиц вызывало раздражение афферентов как брыжеечного, так и соматических нервов – подкожного нерва бедра и большеберцового. Как оказалось, в соматических нервах присутствовали Ав (порог 0,3±0,1 В, скорость проведения 40,3±3,1 м/с), А (порог 0,3–0,7 В, скорость проведения 17,5–5, м/с), В-волокна (порог 0,6–0,7 В, скорость 3,2 – 5,5 м/с) и проводники группы С- с порогом активации 0,7–0,8 В и скоростью от 0,8–1,1 м/с и менее. В брыжеечных нервах документировано присутствие только С-афферентов (порог 0,9±0,2 В скорость 1,1±0,2 м/с).
Таблица 1 – Изменение частоты импульсной активности (имп/с) в эфферентных волокнах брюшноаортального сплетения в процессе ритмической электростимуляции (1мс, 5 В,) висцеральных и соматических афферентных волокон (X±Sx;
n=12).
Условия Частота следования стимулов регистрации 1 Гц 10 Гц 20 Гц 80 Гц Стимуляция n. mesentericus Фон 20,6±3,3 25,3±4,2 30±3,8 31,2±4, Стимуляция 34,4±5 74,5±3,4 *** 79,6±6,1 *** 67,5±6,2 *** Последействие 25,6±4,9 56,2±5,9 *** 69,8±8,4 *** 56,1±4,7 *** Стимуляция n. saphenus Фон 18,7±4,7 20,8±4,5 24,8±4,2 26,4±4, Стимуляция 29,7±4,8 61,6±11,2** 68,3±13** 63,4±5,9** Последействие 32,6±8,6 53,6±5,9** 62,3±10,1** 55,2±5,2** Стимуляция n. tibialis Фон 22±4 26±4,4 26,7±3,2 28,8±4, Стимуляция 65,5±5,5*** 74,3±11,8*** 67,7±15,4*** 68,3±11,5*** Последействие 46,3±3* 63,5±12,9*** 59,7±12,8*** 59,3±12,4*** Обозначения: фон частота импульсации до раздражения афферентных волокон;
стимуляция частота импульсации в процессе электростимуляции афферентных волокон;
последействие частота импульсации в течение первых 20-ти секунд после прекращения воздействия. *, **, *** достоверное изменение показателя при уровнях значимости P0,05;
P0,01;
P0,001 соответственно (анализ двух выборочных совокупностей по Стьюденту и ANOVA).
Поскольку порог рефлекторной активации фоново неактивных эфферентных нейронов, формирующих отростки в нервных ветвях брюшного аортального сплетения, составил 0,8 – 1,2 В, то ответственными за его реализацию следует признать афферентные волокна групп АдВ и С или С в составе стимулируемых нервов. Стимуляция висцеральных и соматических нервов, наряду с рефлекторным усилением симпатической эфферентной импульсации, сопровождалась тахикардией (частота сердечных сокращений при стимуляции висцеральных С-афферентов возрастала от 327±9 до 345±10 систол/мин, при раздражении соматических чувствительных проводников – до 384±13 систол/мин, Р0,05), активацией флексоров, как признаками ноцицептивной реакции. В примененных методических условиях биполярное отведение импульсации от целого нервного ствола позволяло улавливать только синхронную активность определенного множества эфферентных нервных проводников. Увеличение амплитуды и длительности рефлекторных ответов, их потенциация и поддержание высоковольтной центробежной активности, поддающейся количественной оценке, определяемое на протяжении 2 минут после прекращения стимуляции, свидетельствовали о том, что по мере тетанического раздражения афферентных проводников группы С в соответствующих нервах возбуждалась популяция прежде неактивных эфферентных симпатических нейронов из существующей «подпороговой каймы». Одновременное или последовательное возбуждение афферентных волокон в составе брыжеечных или соматических нервов выявило различное протекание рефлекторных реакций. Синхронная стимуляция центростремительных проводников брыжеечных и большеберцовых нервов приводила к достоверно большей реакции, чем их изолированное возбуждение. Последовательное раздражение проводников в составе брыжеечных и большеберцовых или подкожных и большеберцовых нервов сопровождалось дополнительным усилением импульсации фазических эфферентных симпатических волокнах брюшного аортального сплетения. Количественно совместная активация по частоте составила 35–40% от изолированной висцеро-висцеральной или сомато висцеральной рефлекторной реакции.
Изменение очередности стимуляции нервных стволов выявило иное протекание висцеро-висцеральных и сомато-висцеральных рефлекторных процессов (рисунок 1).
а б На электронейрограммах (а): 1 тоническая эфферентная импульсная активность, 2,3,4 импульсация во время стимуляции n. mesentericus, 3 во время стимуляции n. saphenus, 5 активность сразу после выключения стимулятора. На графике (б):
изменение частоты осцилляций в процессе одновременной стимуляции упомянутых нервов. Фон первые 20 с;
интервал 1 период стимуляции n. mesentericus, интервал 2 – n.saphenus. * – достоверное изменение частоты импульсации в период 2 по сравнению с периодом 1 (P0,05).
Рисунок 1 – Влияние ритмической (1 мс, 5 В, 10 Гц) электростимуляции n. saphenus на развитие процесса рефлекторной активации в нервных ветвях брюшного аортального сплетения, вызванного тетанизацией (1 мс, 5 В, 10 Гц) афферентных волокон n. mesentericus.
Электростимуляция n. saphenus «вторым номером» в процессе тетанизации брыжеечного или большеберцового нерва приводила к развитию не усиления симпатической импульсации, а ее торможения. Дополнительная активация кожных афферентных волокон (1 мс, 5 В, 10 Гц) уже в первую секунду после воздействия вызывала уменьшение частоты эфферентной импульсации (на 35-45 %;
n=9;
P0,001), достигая в ряде опытов уровня фона (рисунок 1 а).
Анализ порогов, зарегистрированных эффектов показал, что за симпатоингибирующие реакции ответственно возбуждение афферентных АдВ и C проводников (порог соответственно 0,3;
0,7 и 1,0 В).
В основе рассмотренных закономерностей, несомненно, лежат события, связанные с процессами нейропластичности. Одним из ее проявлений может рассматриваться вовлечение в деятельное состояние популяций «молчащих» фазических нейронов, регистрируемое при сильном (ноцицептивном) воздействии на чувствительные волокна кишки, кожи и мышц. Таким образом, по данным главы 3 установлено, что интенсивная стимуляция функционально разных афферентных волокон, приводит к реализации рефлекторных реакций в симпатических эфферентных проводниках брюшного аортального сплетения, импульсация которых, в свою очередь, адресована гладким мышцам сосудов и органов малого таза.
Влияние нейроактивных фармакологических препаратов на сегментарное формирование тонической и вызванной импульсации в волокнах брюшного аортального сплетения Интратекальное введение L-глутамата натрия к нижним грудным сегментам спинного мозга (Th8-Th13) в концентрациях 10-610-3 Моль/л объемом 0,02 мл сопровождалось увеличением частоты тонической СЭИ нервов брюшного аортального сплетения, начиная со 2-ой минуты после инъекции. Эффект усиления СЭИ был достоверным, начиная с 6-ой минуты и длился по 15-ую минуты при введении аминокислоты 10-3 Моль/л. Частота увеличивалась от 23,9±1,8 имп/с (фон) до 25,1±2,1 имп/с (контроль, P0,05) до 34,7±2,9 имп/с (опыт, n=12;
P0,05). Рост ЧСС от 352±11 до 404±10 систол/мин (n=9;
P0,05) выявлен к 10-й минуте. Тетанизация (1 мс, 5 В, 10 Гц) висцеральных и соматических афферентных волокон, на 5-ой 15-ой минутах после введения аминокислоты, не сопровождалась изменением рефлекторно вызываемых реакций. Они регистрировались в той же интенсивности, что и при введении ИСМЖ.
Напротив, введение глицина и ГАМК (2Ч10-3 Моль/л в растворе ИСМЖ объемом 0,02 мл) под оболочки СМ, было причиной преходящего угнетения тонической активности. После введения глицина частота СЭИ падала от 21,9±3,9 имп/с до 6,8±2,8 имп/с (P0,001, n=6) к 10-ой минуте, а к 18-20-ой минутам возвращалась к фоновым значениям. В другой серии опытов инъекция ГАМК вызывала снижение частоты тонической импульсной активности до 23,5±1,5 имп/с (P0,01;
n=5) по сравнению с исходной (31,5±1,2 имп/с). Рефлекторная активация эфферентных волокон на 5 минуте после инъекции глицина практически полностью подавлялась. При стимуляции n. mesentericus максимальная частота эффекта, составившая в контроле 63,0±12,4 имп/с, к 5-й минуте после интратекальной инфузии составила только 14,3±5,4 имп/с (P0,05;
n=6). Эффект потенциации ответов на раздражение n. saphenus ингибировался до 17,9±7,2 имп/с против 54,8±10,4 имп/с в фоне и 48,3±9,8 имп/с после введения ИСМЖ (P0,05;
n=6). Аналогично, ГАМК в ликворе СМ также снижала рефлекторный эффект. На 5-ой минуте после введения максимум рефлекторного роста СЭИ составил 44,3±3,8 имп/с (P0,05;
n=7) против 70,1±8,0 имп/с в фоне при активации висцеральных афферентов. Возбуждение кожных афферентов давало рост частоты СЭИ до 43,7±6,5 имп/с (P0,05;
n=7), а не до 57,9±9,3 имп/с в фоне и 62,3±9,6 имп/с в контрольной серии. Таким образом, в проведенных исследованиях получены результаты, свидетельствующие о вовлечении ГАМК- и глицинергических нейрохимических механизмов в регуляцию тонической и рефлекторно обусловленной импульсации в тех висцеро-симпатических и сомато-симпатических нейронных контурах, которые активируются в процессе моделирования висцеральной и соматической боли.
В следующей серии экспериментов осуществляли введение в ликвороносное пространство нитропруссида натрия (свежеприготовленного) в концентрациях 10-6, 10-5 Моль/л объемом 0,01 мл (n=8), что сопровождалось значимым увеличением частоты тонической активности в эфферентных волокнах брюшного аортального сплетения уже на 2-3-ей минутах. Частота тонической СЭИ при этом достигала 32,3±1,3 имп/с (10-6 Моль/л;
P0,05) и 35,8±3,5 имп/с (10-5 Моль/л;
P=0,03) по сравнению с исходным уровнем (24,8±1,7 имп/с) и активностью после введения растворов ИСМЖ (25,9±1,3 имп/с) или инактивированного раствора донора NO (26,0±2,8 имп/с). В ответ на тетанизацию (1 мс, 5 В, 10 Гц) афферентных волокон брыжеечного и подкожного нерва бедра СЭИ возрастала до 80,9±2,5 имп/с (P=0,03) и 71,6±2,1 имп/с (P=0,002) соответственно, по сравнению с контролем (71,5±2,5 имп/с и 61,6±1,5 имп/с).
Установлено также, что после инфузии L-NAME (60 мкг в объеме 0,02 мл;
n=9) и L-аргинина (80 мкг в объеме 0,02 мл;
n=8) под оболочки спинного мозга к Th8-Th13 сегментам, изменялся характер тонической и фазической СЭИ в эфферентных волокнах брюшного аортального сплетения.
После впрыскивания L-NAME наблюдалось снижение частоты тонической импульсации, к 40 минуте от 27,0±3,2 до 17,5±1,1 имп/с;
P0,001). Введение L-аргинина, напротив, влекло за собой рост частоты спонтанной СЭИ в эфферентных волокнах. На пике реакции она составила к 40 минуте 32,3±2,3 имп/с при фоновом значении 25,1±2,9 имп/с, (P0,01). Через минут после начала действия ингибитора NO-синтазы рефлекторный эффект на стимуляцию кишечных афферентов был снижен, достигая только 17,3±2,7 имп/с (P0,001;
n=9) против исходного уровня в 67,6±5,7 имп/с (рисунок 2). Реакция, инициированная стимуляцией кожных афферентов, угнеталась в меньшей степени, но разница эффектов также была значимой:
48,6±3,2 имп/с до введения препаратов и 32,8±5,8 имп/с через 45 минут после введения ингибитора (P=0,03;
n=9).
а б 1 до электростимуляции афферентных волокон, 2 в процессе тетанизации, 3 в первые 10 с после отмены воздействия. * значимое изменение частоты по сравнению с соответствующим столбцом исходного уровня и после введения искусственной спинномозговой жидкости (ИСМЖ) при P0,03 (по Стьюденту).
Рисунок 2 – Изменение прироста частоты импульсной активности в проводниках брюшного аортального сплетения, вызванного тетанизацией (1 мс, 5 В, 10 Гц) афферентных волокон n. mesentericus (а) и n. saphenus (б) до и после интратекального введения ИСМЖ (n=17), L-NAME (60 мкг;
n=9) и L-аргинина (80 мкг;
n=8).
Через 40 минут после инфузии L-аргинина в ликвороносное пространство СМ произошло усиление ответа фазических эфферентов брюшного аортального нерва на стимуляцию чувствительных волокон как брыжеечного до 82,8±3,2 имп/с (P=0,03;
n=8), так и подкожного нерва бедра до 59,8±3,1 имп/с (P=0,03;
n=8). Приведенные результаты свидетельствуют о вовлечении монооксида азота в процессы формирования как тонической, так и рефлекторно обусловленной импульсации в эфферентных волокнах брюшного аортального сплетения. Его действие в рассматриваемых пробах оказалось симпатоактивирующим.
В экспериментах с соаппликацией ингибитора синтазы NO и медиаторных аминокислот получены данные о том, что инъекция глутамата (10-3 Моль/л в 0,02 мл) в спинномозговой ликвор через 30-35 минут после интратекального введения ингибитора NO-синтазы L-NAME (60 мкг;
20 мкл;
n=5) не вызывала обнаруженного прежде усиления тонической СЭИ в проводниках брюшного аортального сплетения. Частота импульсации на фоне действия ингибитора находилась в диапазоне 14,4 ±2,7 имп/с (в фоне 24,1±2,1;
Р0,05), а после введения глутамата была в пределах 18,5±5,7 имп/с на 2-7 минутах после инфузии и 17,4±2,7 имп/с на 16-20 минутах после введения соли аминокислоты. Вместе с тем, в данных методических условиях была выявлена трансформация рефлекторной реакции на раздражение брыжеечных афферентных проводников. Через 40 мин после интратекальной инфузии ингибитора синтазы NO частота импульсации при реализации кишечно-симпатического рефлекса (28,6±9,1 имп/с;
n=5;
) была достоверно (P0,05) ниже исходных значений (78,4±12,6 имп/с). Повторение пробы через 5 минут после инъекции в ликвор раствора глутамата натрия обнаружило частичное восстановление интероцептивного рефлекса с кишки, вызванного стимуляцией ее афферентных проводников. Прирост частоты (53,4±8,1 имп/с;
n=5;
P0,05), по сравнению с той же рефлекторной реакцией на фоне действия только L-NAME был статистически достоверным.
Интратекальное введение тормозных медиаторов (ГАМК и глицин;
160 мкг в 0,02 мл ИСМЖ) в ликвор через 40 минут после введения L-NAME в той же дозе не вызывало снижения частоты спонтанных осцилляций, обнаруженного в опытах с введением только ГАМК или глицина (2Ч10-3 Моль/л в 0,02 мл ИСМЖ). Тетанизация афферентных волокон кишки, проведенная через минут после впрыскивания глицина или ГАМК, в условиях ингибирования синтазы NO, сопровождалась некоторым восстановлением рефлекторной реакции. Прирост частоты (соответственно до 37,9±4,1 и 45,7±5,2 имп/с;
n=5;
P0,05), по сравнению с реакцией после введения только L-NAME (28,2±5,5 имп/с) был значимым.
Таким образом, приведенные результаты свидетельствуют о взаимодействии ГАМК и глицин-ергических нейрохимических механизмов с нитрергическими при торможении интероцептивных рефлекторных реакций.
Участие нитрергических механизмов в регуляции возбудимости сегментарных мотонейронов при рефлекторной активации «молчащих» эфферентных нейронов спинного мозга В сериях опытов выясняли влияние обусловливающей ритмической (1 мс, 5 В, 10 Гц) электростимуляции висцеральных афферентных волокон (n. mesentericus) и соматических афферентных волокон (n. saphenus и n tibialis контрлатерально) на реализацию Н-ответов в mm. plantaris крысы.
Выявлено, что амплитуда Н-ответов, реализующихся на фоне ритмической стимуляции n. mesentericus и n. tibialis угнеталась на 20-50% (P0,05) относительно исходных значений (рисунок 3 а). Раздражение кожных афферентных волокон n.saphenus в процессе регистрации Н-ответов, позволило выявить иной тип интерференции сигналов. Отличительной особенностью реализации Н-ответов на фоне электростимуляции подкожного нерва бедра являлось не угнетение амплитуды, а ее потенцирование (на 25-27%;
P0,05), по сравнению с вызываемыми изолированно. После введения под оболочки спинного мозга нейроактивных аминокислот (L-глутамата, 10-3 Моль/л;
глицина и ГАМК, 2Ч10-3 Моль/л в 0,02 мл), установлено, что амплитуда и пороги Н-ответов, реализуемых без кондиционирующей стимуляции чувствительных волокон, через 5-30 минут после введения аминокислот, как и после введения ИСМЖ, значимо не отличалась от исходных значений. Ритмическая (1 мс, 5 В, 10 Гц) электростимуляция брыжеечного и большеберцового нервов через 5 минут после инъекции аминокислот приводила к изменению эффекта. На фоне раздражения проксимального фрагмента брыжеечного нерва, выявлено значимое увеличение амплитуды (на 60-70 %) после инфузии ГАМК (P=0,04;
n=6) и глицина (на 46-58 %;
P=0,01;
n=6). Через 5 минут после введения L-глутамата натрия в ликвороносное пространство (Th8-Th13) спинного мозга проведение теста с ритмической стимуляцией брыжеечного нерва выявило значимое снижение амплитуды Н-ответа на 34 % (P0,05) от уровня до введения аминокислоты и после введения ИСМЖ (рисунок 3).
Динамика Н-ответов при ритмической электростимуляции большеберцового нерва во всех сериях была аналогичной описанной.
а б 1 исходная амплитуда Н-ответов, 2 на фоне тетанизации афферентных волокон, 3 в течение 1 минуты после прекращения обусловливающего воздействия. * статистически значимое (P0,05;
по Стьюденту и ANOVA) изменение амплитуды в столбце 2 по сравнению с данными столбца 1 в пределах серии;
# статистически значимое (P0,05) изменение амплитуды по сравнению с соответствующим столбцом исходного уровня и после введения искусственной спинномозговой жидкости (ИСМЖ).
Рисунок 3 – Изменение амплитуды Н-рефлекса, вызываемого изолированно и на фоне ритмической (1 мс, 5 В, 10 Гц) стимуляции n.mesentericus (а) и n.saphenus (б) до введения растворов и через 1 час после интратекальной инфузии ИСМЖ (0,02 мл), L-NAME (60 мкг в 0,02 мл ИСМЖ;
), L-NNA (50 мкг в 0,02 мл ИСМЖ) и L-аргинина (80 мкг в 0,02 мл ИСМЖ).
Регистрация Н-ответов одновременно с ритмической стимуляцией подкожного нерва бедра через 5 минут после введения аминокислот, также выявила снижение их амплитуды. Оно было наиболее выраженным после интратекального введения L-глутамата натрия (на 30% относительно исходных значений;
P0,05;
n=5) и несколько менее выраженным (на 20 % ниже, чем до введения растворов;
P0,05;
n=4) после введения ГАМК.
Интратекальное введение ингибитора NO-синтазы L-NNA (n=6) и L-аргинина (n=7) сопровождалось достоверным (P0,01) увеличением порогов возникновения Н-рефлекса от 1,3±0,1 В в фоне до 1,8±0,1 В после введения L-NNA и до 1,6±0,1 В после введения L-аргинина и снижением амплитуды на 30% (P0,05) через 1 час после введения ингибитора фермента и на 40% (P0,05) через 1 час после введения L-аргинина. Тест с ритмической стимуляцией висцеральных афферентных волокон через 1 час после инъекции L-NNA в ликвороносное пространство нижних грудных сегментов спинного мозга не выявил значимого изменения амплитуды Н-ответов по сравнению с исходными величинами и реакцией после введения ИСМЖ (рисунок 3 а). В группе животных, которым под оболочки спинного мозга вводили L-аргинин, тест с обусловливающей стимуляцией брыжеечного нерва, реализуемый через 1 час после инфузии (рисунок 3 а), вызвал достоверное снижение амплитуды Н-ответа на 50% по сравнению с исходным и после инъекции ИСМЖ значениями, а также на 38 % по сравнению с соответствующими величинами после введения ингибитора (P0,02). Регистрация Н-ответов на фоне кондиционирующего раздражения кожных афферентных волокон, спустя 1 час после введения NO-активных препаратов (рисунок 3 б) выявила снижение их амплитуды.
После введения L-аргинина в ликвор эффект был на 40 % ниже, чем после введения L-NAME;
P=0,003;
n=5). В количественном выражении снижение амплитудного показателя относительно исходных значений составило 38-39 % после аппликации L-NAME (P0,001;
n=5) и 62-63 % после применения L-аргинина (P0,001).
Полученные данные, таким образом, свидетельствуют об участии NO-ергических механизмов в реализации моносинаптического Н-рефлекса.
Результаты указывают на существенный вклад NO-ергических нейрохимических процессов в полимедиаторную реализацию висцеро висцеральных, висцеро-соматических и сомато-висцеральных рефлекторных реакций.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Реакции фазических эфферентных симпатических волокон в ветвях брюшного аортального сплетения, вызываемые стимуляцией афферентных проводников группы С тонкой кишки, кожи и совместным Aвг, B и С-афферентов мышц задней конечности, характеризуются длительным последействием, вариативным латентным периодом, отражая активацию фоново неактивных эфферентных симпатических нейронов.
Электростимуляция соматических А,В и С афферентных проводников на фоне раздражения висцеральных сопровождается угнетением фазической, но не тонической симпатической эфферентной импульсации, что свидетельствует об активации симпатоингибирующих систем в данных методических условиях [2, 4, 8, 13, 20-24, 26, 28, 31].
2. Монооксид азота вовлечен в процессы формирования как тонической, так и рефлекторно вызванной импульсации эфферентных волокон брюшного аортального сплетения крысы. Ингибитор NO синтазы L-NAME, введенный интратекально, снижает частоту тонической (от 27,0±3,2 до 17,5±1,1 имп/с;
P0,001) и рефлекторно вызванной активности (от 48,6±3,2 имп/с до 32,8±5,8 имп/с при активации кожных и от 67,6±5,7 имп/с до 17,3±2,7 имп/с;
P0,001 – брыжеечных афферентных волокон). Субстрат NO синтазы L-аргинин провоцирует симпатоактивирующий эффект (по частоте импульсации тонической от 25,1±2,9 имп/с до 32,3±2,3 имп/с, P0,01, и фазической от 67,6±5,7 имп/с до 82,8±3,2 имп/с, P=0,03, на стимуляцию чувствительных волокон брыжеечного нерва и от 48,6±3,2 имп/с до 59,8±3,1 имп/с, P=0,03 – подкожного нерва бедра) [3, 5, 8, 10-17, 20, 21, 23 25, 27, 30-36].
3. Тоническая активность эфферентных волокон брюшного аортального сплетения дозозависимо (10-6–10-3 Моль/л) потенцируется интратекальным введением L-глутамат натрия (от 23,9±1,8 имп/с до 34,1±2,8 имп/с при введении 10-4 Моль/л) на фоне положительного хронотропного эффекта (от 352±11 до 404±10 систол/мин). Действие тормозных аминокислот глицина и гамма-аминомасляной кислоты (2Ч10-3 Моль/л, 0,02 мл) в ликворе спинного мозга проявляется в ингибировании тонической и вызванной активности эфферентных волокон в составе нервов брюшного аортального сплетения [3, 6, 7, 18, 29, 33, 34, 36].
4. Реализация моносинаптического Н-рефлекса при кондиционирующем раздражении афферентных волокон брыжеечного и большеберцового нерва характеризуется снижением, а подкожного нерва бедра – его потенцированием. Интратекальное действие тормозных аминокислот уменьшает рефлекторные эффекты, а глутамата их усиливает или инвертирует эффект раздражения кожных чувствительных волокон [1, 19, 23].
5. Введение в спинномозговой ликвор ингибиторов синтазы NO (L-NAME, L-NNA) и L-аргинина снижает (на 30-50%) амплитуду Н-ответов, вызываемых отдельно и при обусловливающей стимуляции висцеральных и соматических афферентных волокон. Полученные данные свидетельствуют об участии монооксида азота в модуляции возбудимости мотонейронов [23].
Рекомендации по практическому использованию результатов Результаты диссертационного исследования применяются в учебном процессе на кафедре физиологии человека и животных БГУ в рамках спецкурсов «Автономная нервная система», «Сравнительная физиология», «Практикум по специализации» (Акт о практическом использовании результатов исследования в учебном процессе и методические указания к лабораторным занятиям курса «Практикум по специализации» прилагаются).
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СОИСКАТЕЛЯ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в научных журналах Белоенко, Е.Д. Изменение биоэлектрической активности мышц 1.
бедра при повреждениях менисков коленного сустава и парциальной менискэктомии / Е.Д. Белоенко, О.И. Шалатонина, О.Л. Эйсмонт, С.А. Руткевич // Ортопедия, травматология и протезирование. – 1998. – № 2. – С.75-78.
2. Rutkevich, S.A. Activation of Latent Efferent Sympathetic Fibers in Viscero-visceral Reflex Circle under Conditions of Visceral Pain in Rats / S.A. Rutkevich, A.G. Chumak //J. Neurophysiology – 2006. – Vol. 38, №4. – С.368-369.
Руткевич, С.А. Глутамат- и NO-ергические нейрохимические 3.
механизмы вовлечены в синаптическую пластичность симпатических спинальных механизмов / С.А. Руткевич, А.Г. Чумак // Труды Белорусского государственного университета. Серия «Физиологические, биохимические и молекулярные основы функционирования биосистем. – 2007.– Т.2.– C.65–77.
Руткевич, С.А. Возбуждающие и тормозные влияния 4.
соматических афферентных волокон на активность фазических симпатических эфферентных нейронов / С.А. Руткевич, А.Г. Чумак // Вестник Белорусского государственного университета. Серия 2. – 2008. – №1.– С.59–63.
Чумак, А.Г. Вклад NO-ергических процессов в формирование 5.
тонической импульсации симпатических эфферентных волокон при моделировании гипергликемии / А.Г. Чумак, В.Ф. Сагач, С.А. Руткевич, К.М. Люзина, Г.Т. Маслова / Новости медико-биологических наук. – 2008. – № 1–2. – С.55–61.
Каравай, Т.В. Вклад тормозных аминокислот в формирование 6.
симпатической эфферентной импульсации на уровне спинного мозга / Т.В. Каравай, С.А. Руткевич, А.Г. Чумак / Труды Белорусского государственного университета. Серия «Физиологические, биохимические и молекулярные основы функционирования биосистем». – 2008. – Т.3, Ч.1. – С.22– 29.
Руткевич, С.А. Роль нейроактивных аминокислот в 7.
межклеточном взаимодействии нейронов заднего рога спинного мозга / С.А. Руткевич, Т.В. Каравай, А.Г. Чумак / Труды Белорусского государственного университета. Серия «Физиологические, биохимические и молекулярные основы функционирования биосистем».– 2008. – Т.3, Ч..1. – С.30–42.
Руткевич, С.А. Особенности импульсации симпатических 8.
эфферентных волокон брюшно-аортального нерва после интратекального введения субстрата и ингибитора NO-синтазы / С.А. Руткевич, С.А. Поленов, А.Г. Чумак, В.А. Кульчицкий. Бюллетень / экспериментальной биологии и медицины. – 2009. – Т. 147, №3. – С.249–254.
Руткевич, С.А. Активация и угнетение импульсации фоново 9.
«молчащих» эфферентных симпатических нейронов в дуге сомато висцерального и висцеро-висцерального рефлексов / С.А. Руткевич, Т.В. Каравай, А.Г. Чумак / Весцi НАН Беларусi. Сер. мед. навук. – 2009. – №1. – С.77-84.
Каравай, Т.В. Интратекальное действие L-аргинина на активность 10.
симпатических эфферентных волокон / Т.В. Каравай, С.А. Руткевич, А.Г. Чумак // Вестник Белорусского государственного университета. Серия 2.
– 2009. – №1.– С. 66-69.
Чумак, А.Г. Участие NO-ергических механизмов в модуляции 11.
импульсной активности висцеральных нервов в условиях гипергликорахии / А.Г. Чумак, К.М. Люзина, Т.В. Каравай, С.А. Руткевич // Журнал Гродненского государственного университета. – 2009. – № 2. – С.38-41.
Чумак, А.Г. Спинномозговые нитрергические механизмы 12.
вовлечены в формирование тонической симпатической импульсации при гипертермии / А.Г. Чумак, В.Ф. Сагач, Л.Н. Шаповал, С.А. Руткевич, Т.П. Шухно // Новости медико-биологических наук. – 2009. – № 1-2. – С.19 24.
Статьи в сборниках Чумак, А.Г. Конвергенция афферентных влияний от кожи и 13.
кишечника на фоново «молчащих» симпатических эфферентных нейронах / А.Г. Чумак, С.А. Руткевич // «Нейрогуморальные механизмы регуляции функций в норме и патологии». Сборник статей, посвященный 100-летию со дня рождения акад. И.А. Булыгина. – Минск, 2007. – С.192-197.
Руткевич, С.А. Влияние интратекально введенного донора 14.
монооксида азота на импульсацию эфферентов брюшноаортального сплетения у крысы в условиях гипертермии / С.А. Руткевич, А.Г. Чумак // «Сигнальные механизмы регуляции физиологических функций» Сборник трудов международной конференции, приуроченной к 85-летию со дня основания кафедр физиологии БГУ и БГМУ. – Минск, 2007. – С.314-317.
Руткевич, С.А. Влияние глутамата и монооксида азота на 15.
сегментарное формирование тонической импульсации симпатических эфферентов брюшно-аортального нерва крысы / С.А. Руткевич, А.Г. Чумак // «Сигнальные механизмы регуляции физиологических функций». Сборник трудов международной конференции, приуроченной к 85-летию со дня основания кафедр физиологии БГУ и БГМУ. – Минск, 2007. – С.221-223.
Чумак, А.Г. Полиморфность симпатических эффектов, 16.
вызываемых введением лигандов свободнорадикальной и NO-ергической природы в спинномозговой ликвор / А.Г. Чумак, Т.В. Каравай, С.А. Руткевич, К.М. Люзина // Сборник научных трудов «Функциональные системы организма в норме и при патологии». – Минск, 2008. – С.365-371.
Полюхович, Г.С. Вклад монооксида азота в механизмы 17.
нарушений сердечного ритма, вызванных перегреванием организма / Г.С. Полюхович, В.Ф. Сагач, Г.Т. Маслова, С.А. Руткевич, Т.П. Шухно, В.Б. Казакевич, А.Г. Чумак // Сборник научных трудов «Функциональные системы организма в норме и при патологии». – Минск, 2008. – С.156-162.
Руткевич, С.А. Влияние нейроактивных аминокислот на 18.
формирование тонической и фазической симпатической эфферентной импульсации в нервах брюшно-аортального сплетения крысы / С.А. Руткевич //Сборник трудов «Проблемы регуляции висцеральных функций». – Минск, 2008. – С.181-186.
Статьи в материалах конференций и тезисы докладов Шалатонина, О.И. Профилактика дегенеративного остеоартроза / 19.
О.И. Шалатонина, С.А. Руткевич, О.Л. Эйсмонт // IX Sympozjum Polskiego Towarzystwa Osteoartrologii i Polskiej Fundacji Osteoporozy III Krakowskie Sympozjum Osteoporozy. Streszczenia Prac. (abstracts). Krakow, 1997. - P.222.
Чумак, А.Г. Влияние нитропруссида натрия на потенциацию 20.
ответов симпатических эфферентных волокон в брюшноаортальном нерве крысы / А.Г. Чумак, С.А. Руткевич // Тезисы докладов XI съезда Белорусского общества физиологов. – Минск, 2006. – С.163.
Чумак, А.Г. Влияние монооксида азота на функционирование 21.
нервных сетей формирующих ритмику симпатических эфферентных волокон / А.Г. Чумак, С.А..Руткевич, Т.П. Шухно // Материалы международного симпозиума «Активные формы кислорода, азота и хлора в регуляции клеточных функций в норме и при патологии». – Гродно, 2006 – Ч.2.– С. 179-184.
Руткевич, С.А. Методологические подходы к изучению 22.
механизмов боли и соблюдение принципов биоэтики при работе с экспериментальными животными / С.А. Руткевич, Т.П. Шухно // Сборник трудов научно-практического семинара «Гуманное обучение специалистов медико-биологического профиля». – Минск, 2006. – С.76-77.
Руткевич, С.А. Эффекты тетанической электростимуляции 23.
афферентных волокон в составе нервных стволов и их зависимость от монооксида азота / С.А. Руткевич, Л.Н. Семейко, Г.С. Полюхович, А.Г. Чумак // Материалы международной научной конференции «Медико биологические аспекты действия физических факторов». – Минск, 2006. – С.263-266.
Руткевич, С.А. Влияние донора монооксида азота на феномен 24.
«взвинчивания» симпатических висцеральных эфферентов, вызванный ноцицептивной стимуляцией / С.А. Руткевич, А.Г. Чумак // Международная научная конференция «Лекарственные средства и биологически активные соединения». – Гродно, 2007. – C.141-143.
Чумак, А.Г. Активность тонических симпатических эфферентных 25.
волокон и реперфузионные нарушения сердечного ритма у крыс при введении NО-активных препаратов / А.Г. Чумак, Г.С. Полюхович, С.А. Руткевич // «Механизмы функционирования висцеральных систем»:
V Всероссийская конференция с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения академика В.Н. Черниговского. – Санкт-Петербург, 2007. – С.346-347.
Руткевич, С.А. Рекрутирование висцеральных симпатических 26.
эфферентов в процессе ритмической стимуляции разных афферентных входов / С.А. Руткевич // «Механизмы функционирования висцеральных систем»: V Всероссийская конференция с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения академика В.Н. Черниговского,. – Санкт-Петербург, 2007.– С.274-275.
Каравай, Т.В. Висцеральные симпатические эффекты 27.
интратекального введения нитропруссида натрия / Т.В. Каравай, С.А. Руткевич, К.М. Люзина, А.Г. Чумак // Сборник трудов 5-ой международной научно-практической конференции «Дисфункции эндотелия.
Экспериментальные и клинические исследования». – Витебск, 2008. – С.69 73.
Сидоренко, А.В. Влияние излучения терагерцового диапазона на 28.
импульсацию в висцеральных нервах и ритмограмму сердца крысы / А.В. Сидоренко, С.А. Руткевич, А.Г. Чумак // Сборник статей международной научной конференции и VIII съезда Белорусского общественного объединения фотобиологов и биофизиков «Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем». – Минск, 2008. – C.327-329.
Руткевич, С.А. Модуляция тонической и фазической 29.
симпатической эфферентной импульсации в нервах брюшно-аортального сплетения крысы нейроактивными аминокислотами / С.А. Руткевич // Сборник трудов VI Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 50-летию открытия А. М. Уголевым мембранного пищеварения «Механизмы функционирования висцеральных систем». – Санкт-Петербург, 2008. – С.179.
Чумак, А.Г. Вклад монооксида азота в симпатические кишечные 30.
рефлексы на сегментарном уровне / А.Г. Чумак, Т.В. Каравай, С.А. Руткевич, К.М. Люзина // Сборник трудов VI Всероссийской конференции с международным участием, посвященная 50-летию открытия А. М. Уголевым мембранного пищеварения «Механизмы функционирования висцеральных систем». – Санкт-Петербург, 2008 – С.220.
Руткевич, С.А. Активация симпатических эфферентов 31.
брюшноаортального нерва, вызванная стимуляцией висцеральных и соматических входов / С.А. Руткевич, Т.В. Каравай, А.Г. Чумак // Материалы международной научно-практической конференции «Адаптационные механизмы регуляции функций организма при мышечной деятельности». – Минск, 2008.– С.191-195.
Руткевич С.А Афферентная и эфферентная импульсация в 32.
висцеральных нервах в условиях ингибирования NO-синтазы / С.А. Руткевич, Т.В. Каравай, К.М. Люзина // Научные труды II Съезда физиологов СНГ. – Москва-Кишинев, 2008. – С.131.
Чумак, А.Г. Сегментарные механизмы энтеральных 33.
симпатических рефлексов / А.Г. Чумак, С.А. Руткевич, Т.В. Каравай // Научные труды II Съезда физиологов СНГ. – Москва-Кишинев, 2008. – С.133-134.
Руткевич, С.А. Участие глутамата и монооксида азота в 34.
формировании активности симпатических эфферентов брюшноаортального нерва крысы / С.А. Руткевич, А.Г. Чумак // Ж. «Нейронауки: теоретические и клинические аспекты» (материалы ІV конференции Украинского общества нейронаук).– Донецк, 2008 –– Том. 4, №1. – С.56.
Чумак А.Г. Высокие дозы «инактивированного» нитропруссида 35.
натрия искажают физиологические эффекты при внутрикишечном и интратекальном введении / А.Г. Чумак, К.М. Люзина, С.А. Руткевич, Т.В.
Каравай // Сборник трудов III Международная научная конференция «Ксенобиотики и живые системы». – Минск, 2009. – С.152-155.
Руткевич, С.А. О вовлечении глутамата и NO в сегментарное 36.
формирование тонической и фазической эфферентной симпатической активности в нервах брюшно-аортального сплетения / С.А. Руткевич / «Механизмы функционирования висцеральных систем». Тезисы докладов VII Всероссийской конференции с международным участием, посвященная 160-летию со дня рождения И.П. Павлова. – Санкт–Петербург, 2009. – С.
376-377.
РЭЗЮМЭ Руткевiч Святлана Аляксандраэна Механiзмы сегментарнай iнтэграцыi iнтэрацэптыэных i экстэрацэптыэных рэфлекторных рэакцый Ключавыя словы: iнтэра- i экстэрацэптыэныя рэфлекторныя рэакцыi, патэнцыяцыя вiсцэральных рэфлексаэ, монааксiд азоту.
Мэта работы вызначыць уклад NO-эргiчных працэсаэ у полiмедыяторнае забеспячэнне сiмпатычных i саматычных рэфлекторных рэакцый, выклiканых актывацыяй аферэнтных праваднiкоэ тонкай кiшкi, скуры i мышц, на спiнальным узроэне.
Метады даследавання. Электрафiзiялагiчныя, фармакалагiчныя.
Выкарыстаная апаратура. Узмацняльнiк пераменнага i пастаяннага току, электрастымулятары ЭСУ-2 и ЭСЛ-2, стэрэатаксiс СЭЖ-3, асцылограф С1 83, аналага-лiчбавы пераэтваральнiк, кампьютар “Pentium-III”.
Атрыманыя вынiкi i iх навiзна. Атрыманы новыя дадзеныя аб дачыненнi NO-эргiчных нейрахiмiчных працэсаэ да рэалiзацыi вiсцэра сiмпатычных i самата-сiмпатычных узбуджаючых i тармазных рэфлекторных рэакцый на эзроэне спiннога мозгу. Упершыню атрыманы эксперыментальныя пацвярджэннi эзаемадзеяння глютамата, ГАМК, глiцына i монааксiда азоту э ажыццяэленнi полiмедыяторнага кантролю эзбудлiвасцi сегментарных мотанейронаэ ва эмовах кандыцыянiруючага дзеяння вiсцэральных i саматычных аферэнтных сiстэм.
Рэкамендацыi па выкарыстанню. Вынiкi даследвання выкарыстоэваюцца э навучальным працэсе на кафедры фiзiялогii чалавека i жывел БДУ. Акрамя таго, дадзеныя могут служыць абгрунтаваннем для распрацоэкi электрафiзiялагiчных спосабаэ карэкцыi станаэ, злучаных з вiсцэральным або саматычным болем.
Галiна выкарыстання. навукова-даследчыя лабараторыi, тэарэтычны курс па нармальнай фiзiялогii, фiзiялогii атаномнай нярвовай сiстэмы ВНУ медыцынскага i бiялагiчнага профiлю.
РЕЗЮМЕ Руткевич Светлана Александровна Механизмы сегментарной интеграции интероцептивных и экстероцептивных рефлекторных реакций Ключевые слова: интеро- и экстероцептивные рефлекторные реакции, потенциация висцеральных рефлексов, монооксид азота.
Цель исследования определить вклад NO-ергических процессов в полимедиаторное обеспечение симпатических и соматических рефлекторных реакций, вызванных активацией афферентных проводников тонкой кишки, кожи и мышц, на спинальном уровне.
Методы исследования: электрофизиологические фармакологические.
Использованная аппаратура: усилители переменного и постоянного тока, стимуляторы ЭСУ-2 и ЭСЛ-2, стереотаксический прибор СЭЖ-3, осциллограф С1-83, аналого-цифровой преобразователь, компьютер “Pentium-III”.
Полученные результаты и их новизна: Получены новые данные о причастности NO-ергических нейрохимических процессов к реализации висцеро-симпатических и сомато-симпатических возбуждающих и тормозных рефлекторных реакций на уровне спинного мозга. Впервые получены экспериментальные подтверждения взаимодействия глютамата, ГАМК, глицина и NO в осуществлении полимедиаторного контроля возбудимости сегментарных мотонейронов в условиях кондиционирующего действия висцеральных и соматических афферентных систем.
Рекомендации по использованию: Результаты диссертационного исследования применяются в учебном процессе на кафедре физиологии человека и животных БГУ. Данные могут служить обоснованием для разработки электрофизиологических способов коррекции состояний, связанных с висцеральной или соматической болью.
Область применения: научно-исследовательские лаборатории, теоретический курс по нормальной физиологии, физиологии автономной нервной системы в ВУЗах медицинского и биологического профиля SUMMARY Rutkevich Sviatlana Aliaksandrauna Mechanisms of interoceptive and exteroceptive reflex reactions segmentary integration Key words: intero- and exteroceptive reflex reactions, visceral reflexes potentiation, nitric monoxide.
Research aim to define contribution of NO-ergic processes in polymediator maintenance of spinal sympathetic and somatic reflex reactions caused by activation of small intestine, skin and muscles afferent fibers.
Research methods: electrophysiological, pharmacological.
Equipment used: variable and a direct current amplifiers, stimulators EES- and LES-2, стереотаксический device SEZH-3, oscillograph С1-83, analogue digital converter, computer "Pentium-III".
The received results and their novelty: For the first time participation NO ergic spinal neurochemistry mechanisms in realisation of exciting and inhibition vistsero-sympathetic and somato-sympathetic reflex reactions is established.
Experimental acknowledgement of interaction glutamic aside, GABA, glicine and nitric monoxide in polymediator control of spinal motoneurons excitability under visceral and somatic afferent fibers electrostimulation is confirmed.
Recommendations on application: Findings of investigation are used in studies at the Department of Physiology Belorussian State University. The obtained results can serve as a basis for working out of electrophysiological ways of visceral or somatic pain correction.
Field of application: research laboratories, a theoretical course on normal physiology, physiology of autonomic nervous system in higher education of medical and biological profile