Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Гипоталамо-амигдалярные механизмы регуляции активности висцеросенсорных нейронов ядра одиночного пучка продолговатого мозга

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Гипоталамо-амигдалярные механизмы регуляции активности висцеросенсорных нейронов ядра одиночного пучка продолговатого мозга"

АКАДЕЛ1ИЯ НАУК АРМЕНИИ

ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ ИМЕНИ Л. А. ОРБЕЛИ

На правах рукописи

КАЗАРЯН ЛУНЕ АКОПОВНА

УДК <П2.82(> + (> 12.89+« 12.Г.7К

ГИПОТАЛАМО-АМИГДАЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ ВИСЦЕРОСЕНСОРНЫХ НЕЙРОНОВ ЯДРА ОДИНОЧНОГО ПУЧКА ПРОДОЛГОВАТОГО МОЗГА

03.00.13 — физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Грепан — 1000

АКАДЕМИЯ НАУК АРМЕНИИ ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ ИМЕНИ Л. А. ОРБЕЛИ

На правах рукописи

КАЗАРЯН НУНЕ АКОПОВНА

УДК 612.826+612.89+612.576

ГИПОТАЛАМО-АМИГДАЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ ВИСЦЕРОСЕНСОРНЫХ НЕЙРОНОВ ЯДРА ОДИНОЧНОГО ПУЧКА ПРОДОЛГОВАТОГО МОЗГА

03.00.13 — физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ереван — 1990

Работа выполнена в Институте физиологии им. Л. А. Орбелн АН Армении -> Ереванском ордена Трудового Красного Знамени Государственном университете

Научный руководитель:

академик АН Армении

доктор медицинских наук, профессор

О. Г. БАКЛАВАДЖЯН

Официальные сппоисг.ты:

доктор медицинских наук, профессор М. В. ХАНБАБЯН доктор биологических наук Л. Р. МАНВЕЛЯН

Ведущая организация —

Кафедра нормальной физиологии Ереванского медицинского института

Защита состоится « — шзд г. в ^ с

на заседании специализированного совета по физиологии человека и жнвотны: (Д 005.09.01) в Институте физиологии им. Л. А. Орбелн АН Армении (375028 Ереван, ул. братьев Орбелн, 22).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологи им. Л. А. Орбелн АН Армении.

Автореферат разослан г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат медицинских наук

К. Г. БАГДАСАРЯН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Структуры лимбического мозга получают мощную афферептацию и принимают участие в регуляции функции внутренних органов. В научной литературе появляются все новые морфологические и неГфофизиологические данные, которые выявляют новые аспекты интегративпой функции лимбической системы и определяют ее место в деятельности целого мозга.

В многочисленных исследованиях показано, что раздражение различных ядерных образований гипоталамуса, миндалевидного комплекса и висцерального поля лимбической коры, т. е. трех ос-ювных структур лимбического мозга, вызывает изменение дыхания, системного артериального давления, деятельности сердца, моторики и секреции желудочно-кишечного тракта и др. (Вальдман А. В., 1969; Беллер Н. Н„ 1979; Баклаваджяп О. Г., 1981, 1983; Kaada, 1951; Gellhom, 1957; Hess, 1957; Redate, Gellhorn, 1958; Gloor, 1960; Unas, I960; Peiss, 1965; Calaresu et al, 1975). Данные этих исследований свидетельствуют об участии структур лимбического мозга з формировании вегетативных, сомато-моторных, нейроэндокрнн-1ых и эмоциональпо-мотивациопных ко.мпопентов сложных иове-хепческих реакций организма.

Участие лимбических структур мозга в механизме координации шсцеросоматических функций предполагает наличие па его нейро-iax широкой конвергенции впсцеросоматическнх афферентных сиг-шлов. Сенсорные свойства «висцеральных» нейронов лимбического ^ оз г а изучены в ряде работ (Черниговский В. Н.. 1967; Мусящи-сова С. С., Черниговский В. Н., 1973; Беллер Н. Н„ 1979; Аветисян Э. А., 1989). Очевидно, поступление висцеросоматических аф-'ререитпых сигналов к этим нейронам контролируется feed-back механизмом влияния лимбических структур на висцеросенсорные ней-юиы первого центрального реле соответствующей висцеральной ффереитной системы.

В связи с этим определенный интерес для пас представляют вязн лимбических структур с висцеросенсорпой афферентной си-темой продолговатого мозга. Известно, что висцеральные аффе-еиты блуждающего нерва в большинстве своем оканчиваются в

каудальной области ядра солптарного тракта (ЯСТ) продолговатого мозга (Kalia Mesulam, 1980). Обширные связи этой области со многими структурами центральной нервной системы свидетельствуют о том, что она участвует не только в формировании ваго-ва-гальпых рефлексов, по и в реализации супрабульбарного контроля вегетативных механизмов продолговатого мозга. В этом отношении особый интерес представляет собой вопрос о нейронной организации гнпоталамо-солитарпой системы регуляции висцеральных функций.

Благодаря широкому применению гистоморфологических; аутс-радиографических методов была установлена прямая проекция гипоталамуса и центрального .ядра амигдалы к структурам вагусного комплекса продолговатого мозга, в частности к нейронам ЯСТ (Гу-ревич М. И., Карцева А. Г., 1984; Карцева А. Г., 1985; Saper, 1976; Ricardo, Kol), 1978; Akmayev, 1981; Hosoya, Matsuchita, 1981).

Однако в литературе имеются лишь отрывочные электрофизио-логнческие сведения о функциональной характеристике связи структур лимбического мозга с нейронами ЯСТ продолговатого мозга (Ciriello, Calaresu, 1980; Nosaka, 1984). Нет данных о возможности реализации нисходящего разряда некоторых отделов гипоталамуса и центрального ядра миндалины на первичные и вторичные «ва-гусиые» висцеросенсорные нейроны ЯСТ. Не выяснена сравнитель ная характеристика влияния различных разделов гипоталамуса i центрального ядра мш/далины на эти идентифицированные нейро иы. Не проведены микроэлектрофизиологические исследования пс выяснению характера и степени конвергенции нисходящих разря дов структур задней и передней областей гипоталамуса па внсце росепсорные нейроны ЯСТ.

Настоящие исследования посвящены изучению всех этих воп росов, важных для понимания механизмов регуляции структурам! лимбического мозга вегетативных функций организма. -

Целью исследования явилось микроэлектрофизиологическо изучение нисходящего влияния гипоталамических и амигдалярпы структур лимбического мозга на висцеросенсорные нейроны пер вичного вагусного реле в области ядра солнтарного тракта.

Основные задачи исследования.

]. Исследование особенностей реакций нейронов каудально области ЯСТ при одиночной, парной и частотной стимуляции inei' ного отдела блуждающего нерва. Идентификация первичных и втс ричпых висцеросепсорпых нейронов и Ауб —В и С «вагуспых» nei ронов ЯСТ.

2. Изучение реакций висцеросенсорных идентифицировании Нейронов ЯСТ на, одиночное, парное и частотное раздражение за;

пелатеральиого, переднелатеральпого и паравеитрикулярпого отделов гипоталамуса.

3. Исследование влияния одиночной, парной и частотной стимуляции центрального ядра амнгдалы на вагусные» нейроны ЯСТ.

4. Изучение конвергентных свойств «вагуспых» нейронов ЯСТ при стимуляции различных структур гипоталамуса.

Научная новизна. В работе впервые выявлена наибольшая реактивность идентифицированных «вагуспых» нейронов ЯСТ на раздражение заднего гипоталамуса по сравнению с передним, пара-вептрикулярным отделами гипоталамуса и центральным ядром миндалины. Показано, что гппоталамо-солитарпые и амнгдало-со-литарные разряды реализуются моно- олнго- и полиснпаптическн. При раздражении заднего гипоталамуса выявлены антидромные реакции небольшой популяции «вагуспых» солитарпых нейронов, что свидетельствует о мопосинаптической проекции этих нейронов в область заднего гипоталамуса.

При изучении реактивности входных, первичных и вторичных «загусных» нейронов ядра солнтарпого тракта на раздражение гипоталамуса установлено, что гипоталамофугальные сигналы модулируют активность как первичных, так и вторичных нейронов. Установлено, что нисходящий разряд исследованных лимбическнх структур ориентирован на Аул—В и преимущественно па С нейроны вагусной афферентной системы ЯСТ.

При исследовании характера реакции нейронов ЯСТ при стимуляции гипоталамуса и центрального ядра миндалины установлено, что большая часть «вагуспых» нейронов характеризуется фа-зическнм типом ответов при стимуляции гипоталамуса, и топическим — при стимуляции центрального ядра миндалины. Выявлена широкая конвергентная емкость висцеросепсорных нейронов ЯСТ при стимуляции заднего, переднего, паравеитрикулярпого отделов гипоталамуса. Установлено преимущественно однонаправленное влияние структур заднего и переднего отделов гипоталамуса на актпзность «вагуспых» нейронов ЯСТ.

Основные положения, выносимые на защиту

1. При сравнительном исследовании реакции «вагуспых» висцеросепсорных нейронов ЯСТ па раздражение заднего, переднего, паравеитрикулярпого ядер гипоталамуса и центрального ядра миндалины выявлена наиболее высокая реактивность на раздражение заднего гипоталамуса (82,4%).

2. При стимуляции как заднего, так и передних ядер гипота-лзпуса н амнгдалы регистрируются преимущественно возбудительные реакции с преобладанием фазноспецифического типа ответов

при раздражецин гппоталамических структур и топического — при стимуляции центрального ядра миндалины.

3. Нисходящий разряд как гипоталамуса, так и амигдалы ориентирован преимущественно к солитарным висцеросеисориым единицам тина Сив меньшей степени к нейронам А у.-,—В типа. Влияние гппоталамических структур и центрального ядра миндалины реализуется как па первичных, входных, так и преимущественно вторичных «вагуспых» нейронах ЯСТ.

4. Данные о частотной характеристике и цикла восстановления реакции солитарных висцеросепсорных нейронов при тетапнческом и парном раздражении заднего, передних ядер гипоталамуса и центрального ядра амигдалы указывают па возможную мопо- и олигосппаптическую активацию небольшой популяции «вагуспых» нейронов и о преимущественной полисииаптическрй реализации влияния лимбнческих структур на висцеросепсорные нейроны ЯСТ.

5. Конвергенция нисходящих разрядов заднего и переднего гипоталамуса па одних и тех же нейронах ЯСТ характеризуется преимущественно паттерном возбудительных реакций при раздражении как заднего, так и переднего гипоталамуса.

Научно-практическое значение работы. Выяснение электроф!'.-зиологической характеристики идентифицированных нейронов ядра солитарного тракта как при стимуляции висцеральных аффереитов блуждающего нерва, так и гппоталамических ядер и центрального ядра миндалины углубляет пашп представления о функциональной характеристике нейронной организации ЯСТ и механизмах регуляции структурами лимбического мозга ряда висцеральных функций.

Данные исследований являются необходимой теоретической основой для понимания клеточных механизмов, регулирующих влияние гипоталамуса и миндалины на вегетативные функции продолговатого мозга. Полученные данные о нейронных механизмах регулирующего влияния лимбической системы па висцеросепсорные нейроны продолговатого мозга являются важными для выяснения патогенеза вегетативных дисфункций центрального геиеза, для диагностики и терапии ряда висцеральных нарушений. Они могут быть использованы при дальнейшей разработке проблемы центральной организации висцеральных функций, которая является одним из основных направлений современной нейрофизиологии.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены на:

— VI Всесоюзной конференции по физиологии вегетативной нервной системы. Дилижап, 1986;

— IV съезде Армянского физиологического общества. Ереван, 1987.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 3 научных работах.

Объем н структура диссертации. Диссертация изложена па 152 страницах машинописи. Состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, трех глав результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и списка литературы, включающего 256 источников информации (60 на русском языке и 196 на иностранных языках). Диссертация иллюстрирована 35 рисунками и 3 таблицами.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Эксперименты проведены па 120 взрослых кошках весом 2,5— 3 кг, анестезированных смесыо хлоралозы и пембутала (40 и 5— 10 мг/кг соответственно внутрнбрюшинпо). Производилась трахеотомия для подключения искусственного дыхания. Для обездвижения животных вводился 10% раствор дитилипа в дозе 1 мл/кг. Производилась оперативная подготовка животных: удалялся кож-ио-мышечный покров и обнажались кости черепа. При помощи бормашины производилась трепанация черепа в области проекций гипоталамуса и амнгдалы, удалялась твердая мозговая оболочка. В исследуемые области вводились раздражающие электроды по коор-шпатам атласа Джаспера и Аймои-Марсана (Jasper-Ajnion Marsan 1954; Snaider, Nimer, 1961).

Для введения микроэлектродов в область ядра солитариого гракта удалялась затылочная кость, часть мозжечка п обнажалось аио IV желудочка, которое заливалось теплым вазелиновым мас-пом.

У животных в шейной области обнажался вагосимпатический :твол, блуждающий нерв отделялся от симпатического нерва и Зрался па лигатуру. Затем нерв покрывался теплым раствором вазелина 30—40°С и вновь погружался в свое ложе до фиксации жи-зотпого в стереотаксе. После фиксации животного нерв брался на Знполярнын раздражающий электрод с межэлектродным расстоянием 3 мм.

Исследование нейропальион активности в ядре солитариого гракта производилось стеклянными микроэлектродами с диаметром копчика 1—2 мк и сопротивлением 3—5 MOM, заполненными I M раствором лимоннокислого калия, которые вводились по координатам атласа Граптыня (1963). Индифферентный электрод помещался в лобной кости. Потенциалы предварительно усиливались 1 регистрировались с экрана двухлучевого осциллографа.

Для микроэлектродной регистрации использовался выносной ;атодный повторитель, который помещался в непосредственной бли-

зости от исследуемого объекта. Визуальное наблюдение проводилось двухлучевым осциллографом С 1—69. Регистрация проводилась с экрана двухлучевого осциллографа С 1 —18 посредством фоторегистратора ФОР-1. Для измерения амплитуды и длительности Сигналов использовался прямоугольный калибровочный сигнал осциллографа с частотой 100—50 Гц, со ступенчато изменяющейся амплитудой 100, 250, 500 мкв.

Стимуляция шейного отдела блуждающего нерва производилась прямоугольными импульсами длительностью 0,1—0,5 мс и частотой 0,25 Гц посредством стимулятора с радиочастотным выходом. Применялась также парная стимуляция с межстимульпым интервалом 2—100 мс. Частотная стимуляция осуществлялась сериями импульсов частотой 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100 Гц в течение 4—5 сек. Гипоталамус и .амнгдалу раздражали одиночными, парными и частотными стимулами таких е параметров. Стимуляция как шейного отдела блуждающего нерва, так и соответствующих отделов гипоталамуса и миндалины производилась посредством стимулятора-ЭСУ-2.

В конце эксперимента для определения локализации кончика электроды производилось электролитическое разрушение исследуемых структур мозга анодным током силой 2 мА, длительностью 8—Юс.

Статистическая обработка результатов исследований проводилась по методу Ойвина И. А. (1960). '

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Электрофизиологическое исследование реакции висцеросенсорных нейронов ядра солитарного тракта на раздражение заднелатерального гипоталамуса

Известно, что ядро солитарного тракта (ЯСТ) является первым и основным переключающим звеном афферентной сигнализации, поступающей по блуждающему нерву в центральную нервную систему (Альтова, 1971; Porter, 1963; Norgreen, 1978; Kalia, Welles, 1980). В ряде гистохимических, гистоморфологическнх и электрофизиологических исследований показана прямая связь между ЯСТ и гипоталамусом (Гуревич М. И., Карцева А. Г., 1984; Дорошенко, Майский, 1985; Saper, 1976; Ciriello, Calaresu, 1980; Akmayev, 1981; Hosoya, Matsncliita, 1981; Terrebery, Neafsey, 1983; Nosaka, 1984; Van der Kooy etal, 1984; Kannan, Yamashila, 1985).

Для выяснения функциональной характеристики гнпоталамог солитариых взаимоотношений в данной серии экспериментов изучены особенности реакции висцеросенсорных нейронов ЯСТ на одц-

точное, парное, частотное раздражение заднелатеральпой области ^плоталамуса.

На начальном этапе исследований проводилась идентификация «вагусиых» нейронов каудальной области ЯСТ. При раздражении элуждающего нерва возбудительные ответы «вагусиых» единиц подразделялись на две группы: коротколатептные (4—19 мс) и-цлипиолатентиые (20—70 мс) реакции. Исходя из критерия латентного периода реакции на раздражение блуждающего нерва нейроны ЯСТ условно были подразделены на Ауг>—В (4—19 мс) и (20— 70 мс) С тины. Для функциональной идентификации «вагусиых»-нейронов первого и последующих реле афферентной системы блуждающего нерва в ЯСТ применялись методики парной и ритмической стимуляции нерва. При этом предполагалось, что входные, иерзнчпые нейроны, т. е. нейроны первого реле способны воспроизводить частоту раздражения не менее 20 в сек п при парном эаздражении цикл восстановления тест ответа должен быть не бо-чее 10 мс.

Из 114 идентифицированных «вагусиых» нейронов па стимуляцию заднего гипоталамуса отвечали 86 нейронов (75,44%) возбудительным типом реакции, 8 нейронов (7,02%) —тормозным типом реакции, а 20 нейронов (17,54%) являлись ареактнвнымп.

Установлено, что из 80 внсцеросепсорпых нейронов с фазно--:пецифическим типом возбудительных реакций па стимуляцию заднего ядра гипоталамуса отвечали 23 Ау,;—В и 57 С нейронов.

Из 42 внсцеросепсорпых нейронов ЯСТ, идентифицированных как первичные и вторичные нейроны при парном и частотном раздражении блуждающего нерва, па стимуляцию заднего гипоталамуса реагировало 10 первичных н 32 вторичных нейрона. Анализ патентных периодов возбудительных реакций ндентнфицировап-пых нейронов ЯСТ при стимуляции заднего ядра гипоталамуса выявил наличие трех типов ответов: коротколатептные (4—9 мс) — 4,58+0,45, средпелатентпые (10—19 мс) — 11±0,33 и длнннола-гентные (20—70 мс)—51,6+5,3 (12, 41, 27 нейронов соответственно).

Для изучения электрофнзиологнческих свойств солптарпых нейронов, реагирующих па раздражение заднего гипоталамуса, применялись частотная и парная стимуляция. Так, из 62 «вагусиых» нейронов ЯСТ, испытанных на частотное раздражение заднего гипоталамуса, 51 единица (82,2%) воспроизводили частоту до 10 в сек., 8 единиц (13%) повторяли частоту раздражения 20 и 50 в сек., 3 единицы (4,8%) воспроизводили частоту 100 в сек. Сложность «вагусиых» нейронов ЯСТ воспроизводить частоту 1 —10' з сек., очевидно, свидетельствует об олиго-полнсинаптической реализации гипоталамо-солитарцого разряда. Высокая лабильность.

нейронов, способных воспроизводить частоту 20 и 50 в сек., очевидно, свидетельствует о моиосинаптической активации этих нейронов. Реакции трех нейронов, повторяющих частоту 100 в сек. и характеризующихся постоянным латентным периодом ответа, очевидно, являлись антидромными. Аитидромиость ответов определяли, исходя из двух критериев: стабильный латентный период, воспроизводимость реакции при высокой частоте раздражения. Третий критерий — коллизия антидромного спайка ортодромным потенциалом действия — не был использован, так как все три нейрона оказались фоновомолчащими.

Применяемая нами парная стимуляция покапала, что из 33 испытанных нейронов ЯСТ 6 единиц (18,2%) характеризовались циклом восстановления тест ответов до 10 мс, 11 единиц (33,3%) до 20 мс и 16 единиц (48,5%) выше 20 мс. Короткий цикл восстановления тест-ответа в интервале до 10 мс является также одним из критериев моиосинаптической реализации влияния заднего гипоталамуса на висцеросепсорпые нейроны ЯСТ.

Изучение характера возбудительных реакций солитарных нейронов выявило преобладание фазноспецифических типов ответов (93%) на стимуляцию заднелатерального гипоталамуса.

Таким образом, на основании анализов латентных периодов реакции- «вагусиых» нейронов на стимуляцию заднего гипоталамуса, а также исходя из функциональной характеристики этих реакций— воспроизводимости высоких частот и короткого цикла восстановления— можно предположить, что нисходящее влияние заднелатерального гипоталамуса на нейроны ЯСТ осуществляется .moho-, олиго- и полисипаптическими путями.

2. Реакции висцеросенсорных нейронов ЯСТ на стимуляцию переднего и паравентрикулярного ядер гипоталамуса

При исследовании реактивности висцеросенсорных нейронов ЯСТ на раздражение переднего гипоталамуса установлено, что из 166 исследованных нейронов 89 единиц (53,61%) реагировали возбудительным типом реакции, 7 единиц (4,22%)—торможением, а 70 единиц (42,17%) оказались ареактпвными. Возбудительные ответы нейронов ЯСТ были в основном физического типа (85 единиц), с фазой начального возбуждения и вторичного торможения. Из 85 «вагусиых» нейронов, отвечающих фазноспецифическим типом возбудительных реакций па стимуляцию переднелатерального гипоталамуса 25 единиц были идентифицированы как Ау.->—В и 60 единиц как С нейроны. При сравнительном анализе реактивности первичных и вторичных «вагусиых» нейронов установлено, что па стимуляцию переднего гипоталамуса из 21 единицы реагировали •4 первичных и 17. вторичных нейронов. 10

Возбудительные ответы нейронов ЯСТ па стимуляцию перед-(его ядра гипоталамуса подразделялись на коротколатентпые 4—9 мс) — 5,18±0,61, средне- (10—19 мс) — 11,3±0,41 и длинно-гатентиые реакции (20—70 мс)—33,55+2,41 (10, 34 и 41 нейрон оответственпо).

Исследовались также эффекты как ритмической, так и парной тимуляции переднелатерального ядра гипоталамуса. Из 66 «ва-усиых» нейронов, испытанных на частотное раздражение гипота-[амуса, 61 единица (92,4%) воспроизводила частоту 1 —10 в сек., 1 единицы (6,1%) —20 в сек., а 1 единица (1,5%) —50 в сек. При зучепин цикла возбудимости при парной стимуляции переднего ппоталамуса показано, что из 41 «вагусного» нейрона 5 единиц 12%) характеризовались циклом восстановления тест ответов до 0 мс, 14 единиц (34%) до 20 мс, а 22 единицы (54%) выше 20 мс. 1аииые о функциональной характеристике реакции «вагусных» ейропов ЯСТ па частотное и парное раздражение переднего гипо-аламуса свидетельствуют о возможности мопо- и, преимущест-епно, олиго- и полисннаптической реализации нисходящего раз-яда переднего гипоталамуса на внсцеросенсорпые нейроны ЯСТ.

В многочисленных гистоморфологнческих, гистохимических и лектрофизпологических исследованиях (Дорошенко, Майский, 985; Nilaver et al, 1980; Sawclienko, Swanson, 1982) получены дан-ые о прямой связи паравеитрикулярного ядра гипоталамуса с ейропамн ЯСТ. В связи с этим в данной серии экспериментов поучена характеристика реакций «вагусных» солитарных нейронов а раздражение паравеитрикулярного ядра.

Установлено, что из 145 единиц 49 (33,8%) отвечали возбуди-ельпым типом реакций, 13 единиц (9%) —торможением, а 83 едн-ицы (57,2%) были ареактивными. Небольшое количество нейро-ов — 7 единиц —имели тоническое учащение, а 6 единиц — тони-еское урежение фоновой активности. Определено, что из 42 «ва-успых» нейронов, отвечающих фазноспецифическнм типом возбу-ительных реакций па раздражение паравеитрикулярного ядра 15 ейропов были идентифицированы как Ауо— В и 27 нейронов как С. 1о латентному периоду реакций выявлены трн типа ответа: корот-олатентные (4—9 мс)—6,5±1, средиелатентпьге (10—19 мс) — 3,3±1,07, и длишюлатентные (20—70 мс) — 29±1,9 (4, 9, 29 ней-онов соответственно).

В ходе экспериментов исследовалась способность нейронов ЯСТ оспроизводить вызванные разряды в соответствии с частотой разд-ажепия паравеитрикулярного ядра гипоталамуса. Из 45 «вагус-ых» нейронов, испытанных fia частотное раздражение, 43 единицы 96%) воспроизводили частоту 1 —10 в сек., и всего 2 единицы 4%) повторяли стнмулсвязанными ответами частоту 20 в сек. Из

18 «вагусных» нейронов, тестируемых на парное раздражение па-равентрикулярпого ядра, 5 единиц (28%) характеризовались циклом восстановления тест ответов до 10 мс, 3 единицы (17%) —до 20 мс и 10 единиц (55%) более 20 мс.

Реактивность солитарных нейронов при раздражении как переднего, так п паравентрикулярпого ядер гипоталамуса составила 57,8%, 42,7% соответственно. Процентное соотношение фазповоз-будительных реакций для вышеуказанных ядер составило 95,5%, 85,7% соответственно.

Определенный интерес для нас представляют данные о конвергенции нисходящих разрядов заднего, переднего и паравентрикулярпого ядер па одних и тех же «вагусных» нейронах ЯСТ. Установлено, что из 45 исследуемых нейронов 5 единиц (11%) оказались конвергентными и реагировали на стимуляцию всех трех ядер гипоталамуса. Нейроны ЯСТ проверялись па конвергенцию импуль. сов от заднего и переднего ядер гипоталамуса. Установлено, чтс из 91 нейрона 31 единица (34%) оказалась конвергентной. При исследовании конвергентных свойств висцеросепеорпых нейронов прг раздражении паравентрикулярпого и переднего ядер гипоталамусе установлено, что из 59 нейронов 35 (59%) оказались конвергентными. Выявлено также наличие конвергенции сигналов от паравен трикулярного и заднего ядер гипоталамуса. Однако конвергенциг сигналов из этих двух структур на «вагусных» нейронах ЯСТ оказалась менее выраженной. Так, из 49 нейронов всего лишь 7 еди ниц (14%) явились конвергентными.

3. Реакции висцеросенсорных нейронов ЯСТ при стимуляции центрального ядра миндалины

Центральное ядро миндалины имеет прямые проекции к ядр; солитарпого тракта продолговатого мозга, о чем свидетельствуе' ряд гистохимических исследований (Hopkins, Hosilege, 1978; Ricae do, Koh, 1978; TakencJii, Malsuchima, ¡983).

В данной серии экспериментов изучена характеристика реак ции висцеросенсорных нейронов ЯСТ при одиночной, парной, час тотной стимуляции центрального ядра миндалевидного комплекса

Исследование показало, что из 140 «вагусных» нейронов, не пытанных на раздражение центрального ядра, 73 нейрона (52% реагировали возбудительным типом реакции, из них 33 единицг (45%) имели фазпоспецифический возбудительный тип реакции, ; 40 единиц (55%) реагировали тоническим учащением фоновой ак тпвности. Тормозным типом реакции реагировали 24 единиц!: (17%), из которых 20 нейронов (83%) реагировали с тонически? урежением фоновой активности. Ареактивными оказались 43 еди

ницы (31 %•). Таким' образом, паттерн реакции большинства нейронов ЯСТ характеризовался тоническим типом ответов (60 единиц).

Установлено также, что из 33 идентифицированных нейронов с фазноспецифпческим типом реакции на стимуляцию центрального ядра отвечали 10 Ауг, —В и 23 С нейрона. При анализе латентных периодов возбудительных ответов идентифицированных нейронов на стимуляцию миндалины выявлены три типа реакции: корот-колате.чтные (4—9 мс) —7.5+1,58, среднелатеитпые (10—19 мс) — 12,25+1,28 п длиннолатентные (20—70 мс) — 37,2+ 1,95 (12, 8 53 единиц соответственно).

Показало, что па стимуляцию центрального ядра миндалины из 59 «загусиых» нейронов, испытанных на частотное раздражение, все единицы (100%) воспроизводили частоту стимуляции от 1—10 в'сек. Ответы «вагусных» нейронов ЯСТ на тетапическую стимуляцию 20 и более в сек. не наблюдалось. Результаты парной стимуляции показали, что из 45 идентифицированных нейронов 1 единица (2%) характеризовалась циклом восстановления тест ответоз до 10 мс, 13 единиц (29%) до 20 мс и 31 единица (69%) выше 20 мс.

Реактивность солнтарных нейронов при раздражении центрального ядра миндалины составила 69,3%.

Обсуждение результатов

При исследовании особенностей влияния гипоталамических структур и центрального ядра миндалины на висцеросенсорпые нейроны ЯСТ была выявлена высокая реактивность солнтарных нейронов па стимуляцию заднего гипоталамуса (82,4%) по сравнению с остальными образованиями. Реактивность при раздражении переднего, паравентрикулярного ядер и центрального ядра миндалины составила 57,8%, 42,7%, 69,3% соответственно. Эти данные свидетельствуют о локализации фокуса максимальных реакций «вагусных» нейронов в заднем гипоталамусе. В области заднего гипоталамуса локализуется фокус максимальной актпвпости гипоталамических нейронов и при раздражении ядра солитарпого тракта (Баклаваджян О. Г. и др., 1984). Очевидно, вагогипоталамическая рефлекторная дуга замыкается в основном в области заднего гипоталамуса. Эти данные не согласуются с представлением ряда авторов (Гельгори, Луфборроу, 1966, Hess, 1957) о локализации парасимпатических центров в переднем гипоталамусе.

Изучение характера реакций нейронов ЯСТ па раздражение гипоталамических ядер и центрального ядра миндалины показало, что 75,44% нейронов отвечали возбудительным типом реакции па стимуляцию заднего, .53,61 % — переднего, 33,8% пяравентрикуляр-

*ГЗ

■ пого ядер н 52% на стимуляцию центрального ядра миндалины Эти данные свидетельствуют о том, что гипоталамическое и амиг-далярное звенья кольцевой гипоталамо-солитарпой и амигдало-со-литарной системы оказывают преимущественно положительное влияние па активность нейронов ЯСТ. Выявлено преимущественнс однонаправленное влияние и отсутствие реципрокного характера реакций «вагусиых» солитарных нейронов на раздражение передних и задних гипоталампческих ядер. Нами установлено, что при стимуляции заднего гипоталамуса из общего числа возбудительных реакций (86 единиц) фазносиецнфнческим типом отвечали 80 единиц (93%), переднего — 95,5% (85 из 89 единиц), иаравентри-кулярного 85,7% (42 из 49 единиц) ядер гипоталамуса и 45% (33 из 73 единиц) центрального ядра миндалины. Предполагается, что фазическин тип реакций связан с возбуждением аксосомати-ческих, атонический-—аксодендритических синапсов (Фарбер, Вол. кова, 1970; Дубровская, 1972). Следовательно, надо полагать, что Елияпие гипоталамуса па нейроны ЯСТ осуществляется в основном синапсами аксосоматнческого типа, а миндалины — аксодепдрити-ческого. Синапсы аксосоматнческого типа обеспечивают преимущественно пусковые, а аксодеидритнческого — модулирующее влияние.

Исходя нз критерия латентного периода реакций на раздражение блуждающего нерва, нейроны ЯСТ условно были подразделены па Ауб—В и С тины. Большая часть афферентов блуждающего нерва принадлежит к числу иемнелизироваипых С волокон и небольшая часть — к топкомиелпиизированным АУо—В волокнам (Дурпняп, 1965; Солтанов, 1975; Ай051пи е! а1, 1957; Ме1, 1970). Около 80% афферентных проводников блуждающего перва составляют немнелинизированные С волокна со скоростью проведения 0,8—1,2 м в сек (Ме1, 1970). В связи с этим понятно, почему в наших исследованиях реактивными на раздражение структур гипоталамуса и миндалины оказалось больше С, чем Аул—В нейронов ЯСТ. Так, при раздражении заднего, переднего, паравентрикуляр-пого ядер гипоталамуса и миндалины было обнаружено следующее соотношение Avл—В и С нейронов: 23 Ау-,— В и 57 С, 25 Ауо—В и 60 С, 15 АУ6—В и 27 С, 10 Ау.-, —В и 23 С нейрона соответственно.

В зависимости от частотной характеристики и цикла восстановления реакции висцеросенсорных нейронов ЯСТ на раздражение блуждающего перва «вагусные» нейроны идентифицированы как первичные и вторичные. Установлено, что нисходящий гппоталамн-ческнй и амигдалярпый разряд реализуется как на первичные и чаще всего па вторичные «вагусные» нейроны ЯСТ.

Полученные нами данные о воспроизводимости ответов на высокую частоту раздражения и о коротком цикле восстановления \4

тест-ответов дают основание предполагать, что нисходящий разряд, гипоталамических ядер и центрального ядра миндалины реализуется как мопо- и олнго-, так и полпснпаптическп. Процент мопосн-паптпческих реакций почти одинаков при раздражении различных гнпоталамическнх структур, и реакция всего одного нейрона амиг--далы соответствует критерию моносннаптиеской реализации разрядов.

Исследование нейронов ядра солнтарногс тракта на конвергенцию разрядов от переднего и заднего ядер гипоталамуса показало, что конвергентные «вагуспые» нейроны в основном реагировали однонаправленио с паттерном возбудительных реакций, что> свидетельствует об отсутствии рецнпрокных влияний заднего и переднего гипоталамуса на солитарпые нейроны конвергентного типа..

ВЫВОДЫ

1. При изучении реакции «вагусных» нейронов ядра солмтар-пого тракта на раздражение заднего, переднего, паравептрпкуляр-ного ядер гипоталамуса и центрального ядра миндалины выявлена: высокая реактивность нейронов ЯСТ при стимуляции заднего гипоталамуса (82,4%). Реактивность «вагусных» нейронов при раздражении переднего и паравентрикулярного ядер составляет 57,8%) ir 42,7% соответственно, при раздражении амигдалы — 69,3%.

2. Установлено, что большая часть нейронов ЯСТ характеризуются возбудительной реакцией физического типа при стимуляции задпелатерального переднего и паравентрикулярного ядер гипоталамуса (93%, 95,5%, 85,7%), 62% соответственно) н топического типа при раздражении центрального ядра амигдалы (55%).

3. «Вагуспые» нейроны ЯСТ подразделены условно па нейроны \ уп —В и С типов и показано, что при стимуляции гипоталамуса и амигдалы реагируют больше С, чем Ауо—В нейроны.

Так, при стимуляции заднего гипоталамуса процентное соотношение Ayo —В и С нейронов составляет 28,7% и 71,3%, переднего гипоталамуса — 29,4% и 70,6%. паравентрикулярного гипоталамуса— 35,7% и 64,3%, и центрального ядра амигдалы — 30,3% и 69,7% соответственно.

4. На основании латентных периодов начального разряда возбудительные реакции «вагусных» нейронов ЯСТ при стимуляции гнпоталамическнх структур и миндалины подразделены па три группы: коротколатептные, средпелатентпые и длинполатентные.

Некоторые коротколатептные реакции с небольшой флюктуацией латентного периода, повторяющие частоты раздражения 20 и 50 в сек и характеризующиеся коротким циклом восстановления гест-ответов при парном раздражении лимбических структур в ип-

-•тервалах до 10 мс, указывают па возможную моно- и олигосинап-тическую активацию небольшой популяции «вагусных» нейронов.

5. Техникой частотного и парного раздражения блуждающего нерва идентифицированы первичные (водные) и вторичные «вагус-ные» нейроны ЯСТ и установлено, что нисходящий гипоталамо-со-литарпый и амигдало-солитарные разряды ориентированы как г первичным, так и преимущественно к вторичным нейронам ЯСТ.

6. Установлена низкая частота воспроизведения разрядов при стимуляции миндалины (10 Гц) и высокая — при стимуляции гипо-таламических ядер (20 Гц и более) «вагусиыми» нейронами ЯСТ.

При сравнительном исследовании цикла восстановления реакции «вагусных» нейронов при парном раздражении заднего, передних ядер гипоталамуса и центрального ядра амигдалы установлено, что при стимуляции гнпоталамическнх структур реакции небольшой популяции солитарных нейронов характеризуются коротким циклом восстановления тест-ответов (до 10 мс).

7. Установлена конвергенция нисходящих разрядов заднего переднего и паравентрикулярпого ядер гипоталамуса на «вагусных» нейронах ЯСТ. Показано, что реакции конвергентных нейронов являются преимущественно однонаправленными возбудительного типа при раздражении как задних, так и передних структур типоталамуса.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Электрофизиологическая характеристика висцеросенсорных нейронов ядра солитарпого тракта при раздражении передпелате-рального гипоталамуса. IV съезд Арм. физиол. общества, Ереван, 1987, с. 10—11 (соавт. Ф. А. Адамян, С. Г. Саркисян).

2. Электрофизиологическая характеристика висцеросенсорных нейронов ядра солитарпого тракта при раздражении задпелатераль-ного гипоталамуса. Бнол. ж. Армении, 1990, № С, с. 453—45£ (соавт. Ф. А. Адамян, О. Г. Баклаваджян).

.3. Электрофизпологическая характеристика висцеросенсорных нейронов ядра солитарпого тракта при раздражении переднего латерального гипоталамуса. Ученые записки ЕГУ, 1990, А1> 2 (174) с. 121 — 125 (соавт. Ф. А. Адамян).