Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование механизмов ингибирования ноцицептивных сенсорных единиц кожи местными анестетиками

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Исследование механизмов ингибирования ноцицептивных сенсорных единиц кожи местными анестетиками"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.В. ЛОМОНОСОВА

'О

^ ' —— - -о

со а_

Биологический факультет

сг?

^ На правах рукописи

БОРОВИКОВА Людмила Владимировна

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ИНГИБИРОВАНИЯ НОЦИЦЕПТИВНЫХ СЕНСОРНЫХ ЕДИНИЦ КОЖИ МЕСТНЫМИ АНЕСТЕТИКАМИ

03.00.13 - физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологичеких наук

Москва - 1995

Работа выполнена в Институте экспериментальной кардиологии Кардиологического научного центра РАМН

Научный руководитель: ведущий научный сотрудник

кандидат биологических наук С.В.Рсвенко Официальные оппоненты:

доктор биологичеких наук, профессор И.М.Родионов кандидат физико-математических наук Е.Н.Тимин

Ведущее учреждение:

Институт общей патологии и патологичекой физиологии

РАМН

Защита диссертации состоится 1995 г. в

/К аСОа

на заседании специализированного совета Д. 053. 05. 35 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899 г.Москва, Ленинские горы, МГУ, биологический факультет, ауд........

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан 4. . 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

кандидат биологических наук Б.А.Умароза

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

^/ааьышдцассдедоеания.

Первичным звеном болевой рецепции у человека (или, применительно к животным, ноцицепции, т.е. восприятия вредоносных раздражений) в коже являются высокопороговые полимодальные сенсорные единицы (ноцицепторы). Такие сенсорные единицы состоят из афферентного А-дельта- или С-аксона, его центральных и периферических разветвлений. Поскольку высокопороговые С-аксониые сенсорные единицы кожи обладают чувствительностью к механическому и тепловому воздействию их также называют С-механо-термочувствительные единицы (СМТ-единицы).

Со времени открытия СМТ-единиц (Bessou, Perl, 1969) накоплены обширные данные, характеризующие их возбуждение при действии механических, тепловых и химических раздражителей (обзоры: Лиманский, 1989; Bovie, Perl, 1975; Zimmerman, 1979; Lynn, 1984; Besson, Chaouch, 1987; Cervero, 1994; Handwerker, 1994). Напротив, механизмы ингибирования этих сенсоров изучены в значительно меньшей степени. Понимание механизмов ингибирования СМТ-единиц расширило бы наши представления о путях регулирования их разрядов и могло бы привести к созданию новых способов местного обезболивания.

Традиционное местное обезболивание основано на полной блокаде нервного проведения по аксонам путем применения местных анестетиков в относительно высоких концентрациях (2-10%), что нередко сопровождается отрицательными побочными эффектами. Ряд таких эффектов можно избежать с помощью избирательной ("дифференциальной") мэстной анестезии, которая приводит к подавлению болевого ощущения при сохранении тактильной, тепловой и проприоцептивной модальностей. Современные методы дифференциальной местной анестезии основаны на применении местных анестетиков в низких концентрациях (10"3-10"i>M) (Abram, Yaksh, 1994;

Barlett, Hutaserani, 1961; Brose, Cousins, 1991; Chabal et al, 1992; Devor et al, 1992; Tanelian, Brose, 1991; Wiesenreld-Hallin, Lindblom, 1935). При этом остаются неясными механизмы, ведущие к обезболиванию, поскольку местные анестетики в применяемых низких концентрациях неполностью блокируют проведение нервных импульсов. Возможно, что мишенью действия местных анестетиков в этом случае является тканевой отдел полимодальных С-аксонных сенсорных единиц. Эта гипотеза находит подтверждение в новых данных о свойствах СМТ-единиц.

В 1980-е годы было обнаружено возбуждение ноцицепторов кожи человека при механическом и термическом раздражении, не приводящее к возникновению болевых ощущений (Van Hees, Gybels, 1981; 1985). В нашей лаборатории было • показано существование субноцигенного возбуждения СМТ-единиц химическими стимулами, которое характеризуется низкой частотой (<2Гц) (Ермишкин, 1989; Ревекко, 1988; Селектор, 1938). Существование субноцигенного возбуждения СМТ-единиц теоретически допускает дифференциальную местную анестезию особого рода, основанную на подавлении ноцицептивных высокочастотных разрядов ноцицепторов без угнетения низкочастотных разрядов. Для этой цели могли бы служить блокаторы возбудимых мембран с частотно-зависимым (более строго, стимулозависимым) эффектом, усиливающимся с повышением частоты возбуждения (стимуляции) мембраны. Такие агенты следует искать, о первую очередь, среди местных анестетиков и сердечных антиаритмиков, многие из которых являются стимулозависимыми блокаторами ионных каналов возбудимых мембран (Ходоров и др., 1976; Strichartz, 1973; Courtney, 1975; Hille, 1977).

Применительно к С-аксонам действие местных анестетиков изучали лишь на их проводниковой части, где стимулозависимое ингибиролание наблюдали только при высокой (нехарактерной для возбуждения ноцицепторов) частоте электрической стимуляции (выше 40 Гц: Courtney, 1985; Fink. Cairns. 1987). Эти данные привели к представлению о

незначительной роли стимулозависимого угнетения в регуляции разрядов ноцицепторов в реальных условиях и, соответственно, об отсутствии заметного вклада • стимулозависимого угнетения ноцицепторов при местном обезболивании (Fink, Cairns, 1987). Наша работа привела к прямо противоположным выводам.

В 1989 г. была обнаружена нечувствительность тканевого отдела (к которому относят свободные нервные окончания и претерминальный участок аксона - "termination") С-аксонных сенсорных единиц к тетродотоксину (ТТХ) при механическом раздражении кожи крысы (Kirchhoff et al, 1989). Это позволяет предполагать, что в отличие от проводникового участка, в тканевом отделе СМТ-единиц имеется значительная фракция ИХ-резистентных Ыа-канапов. Поскольку такие каналы отличаются особыми кинетическими характеристиками от ТТХ-чувствительных каналов (Koerber et al, 1988; Jeftlnija, 1992), это могло бы отразиться на эффективности их стимулозависимого ингибирования. Не исключено, что препараты стимулозависимого действия могли бы более эффективно действовать на тканевой отдел СМТ-единиц.

Для проверки этой гипотезы мы выбрали два местных анестетика -лидокаин и N-пропилаймалин, принадлежащих к двум основным классам аминных блокаторов ионных каналов возбудимых мембран и обладающих выраженным стимулозависимым механизмом действия на №-кэнапы перехватов Ранвье (Заборовская, Ходоров, 1980; Courtney, 1980).

Цель исследования: изучить механизмы ингибирования тканевого отдела С-аксонных полимодальных сенсорных единиц кожи кошки местными анестетиками и выяснить принципиальную возможность дифференциального местного обезболивания путем избирательного угнетения высокочастотных разрядов ноцицептавных сенсорных единиц.

Для этого необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать ингибирующее действие тетродотоксина на механическую и тепловую чувствительность ноцицептивных сенсорных

единиц кожи кошки и выяснить, обладает ли тканевой отдел СМТ-единиц резистентностью к блокирующему эффекту тетродотоксина.

2. Установить, способны ли местные анестетики, подводимые к тканевому отделу полимодальных С-аксонных сенсорных единиц, изменить структуру ответов, вызываемых ноцигенными механическими и тепловыми воздействиями, без полного угнетения их активности.

3. Определить вклад тонического и стимулозависимого механизмов действия местных анестетиков в ингибирование тканевого отдела СМТ-единиц и выявить возможность длительного подавления высокочастотных разрядов на основе стимулозависимого механизма при сохранении разрядов низкой частоты.

4. Сравнить действие нейтрального третичного местного анестетика лидокаина и четвертичного перманентно заряженного - Ы-пропилаймзлина на С-аксонные полимодапьнис сенсорные единицы и выявить отличительные черты эффектов этих соединений.

Впервые на коже кошки показана низкая чувствительность тканевого отдела СМТ-единиц к блокирующему действию тетродотоксина при тепловом и механическом раздражении, что свидетельствует о наличии в кожном участке СМТ-единиц особого типа натриевых каналов -тетродотоксин-резистентных.

Впервые проведено исследование тонического и стимулозависимого механизмов ингибирования тканевого отдела ноцицептивных сенсорных единиц кожи кошки местными анестетиками.

Впервые показана высокая эффективность стимулозависимого ингибирования тканевого отдела СМТ-единиц местными анестетиками при их раздражении естественными (механическими и тепловыми) ноцигенными стимулами, что приводит к подавлению высокочастотных ноцицептивных разрядов.

Впервые показана принципиальная возможность существенного ограничения возбуждения высокочастотных ноцицептивных разрядов с

помощью местных анестетиков стимулозависимого действия без полного угнетения активности СМТ-единиц.

Впервые предложен новый способ дифференциальной местного обезболивания, основанный на регуляции разрядов СМТ-единиц местными анестетиками в зависимости от активности этих единиц и приводящий к подавлению высокочастотных ноцицептианых разрядов при сохранении низкочастотных ответов.

Впервые обнаружено, что сердечный антиаритмик Ы-пропилаймалин намного эффективнее угнетает ноцицептивные сенсорные единицы, чем традиционный анестетик лцдокаин, что позволяет предположить возможность применения соединений аймалинового ряда для местного обезболивания.

Результаты проведенного исследования углубляют и расширяют существующие представления о свойствах натриевых каналов тканевого отдела СМТ-единиц кожи кошки, о способах регулирования их разрядов, а также о механизмах действия местных анестетиков.

Эффективное ингибирование высокочастотных разрядов ноцицептивных сенсорных единиц путем стимулозависимого действия местных анестетиков на их тканевой отдел указывает на принципиально новый подход к дифференциальной местной анестезии. Неполное угнетение возбудимости сенсорных единиц при длительной местной анестезии позволит сохранить нервную связь пораженного органа с ЦНС. Полученные новые сведения будут важны для фармакологов и клиницистов, занимающихся направленным поиском новых эффективных средств и методов обезболивания.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Всесоюзной конференции "Физиология рецепторов кожи" (Нижний Новгород, 1991), на 1-ой и 2-ой конференциях Российской ассоциации по изучению боли (Москва, 1993; Новгород, 1995), на 6-ом Российско-Американском симпозиуме по внезапной смерти (Москва,

1993); на 38-ой Ежегодной конференции Биофизического общества (Новый-Орлеан, 1994), на 17-ом и 18-ом ежегодных симпозиумах Европейской ассоциации по нейронаукам (Вена, 1994; Амстердам, 1995); на межлабораторном семинаре Института экспериментальной кардиологии КНЦ РАМН и на заседании кафедры Физиологии человека и животных биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов' исследования, изложения результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемой литературы.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты проведены на 67 кошках, наркотизированных хлоралозой (40 мг/кг) и уретаном (600 мг/кг). На задней конечности выделяли подкожный нерв (п. saphenus). Для достижения длительной работоспособности нерва со вскрытой оболочкой постоянно омывали отпрепарированный участок нерва оксигенированным раствором Кребса-Хеиселейта.

Тонкие прядки нервных волокон выделяли препаровальными иглами по стандартной методике (Paintal, 1958; Iggo, 1959). Электрические сигналы в нервных волоконах микропучка отводили монополярным платиновым электродом. Электрические сигналы усиливали, фильтровали полосовым фильтром в диапазоне 85-2000 Гц. Принадлежность аксонов сенсорных единиц к классу С определяли по скорости проведения импульсов. Для исследованных сенсорных единиц она составляла 0.7-2.1 м/с. Если тонкая нервная прядка содержала работающее С-волокно, приступали к поиску и идентификации рецепторных скончаний. Сенсорные единицы группы С относили к полимодальным СМТ-единицам, если они возбуждались лишь интенсивными механическими (выше 25 r/мм^) и тепловыми (выше 40°С) стимулами, наносимыми на рецепторный участок кожи (Bessou, Perl, 1969).

Механическое раздражение наносили калиброзанными волосками Фрея. Тепловой стимул подавали при помощи лампы с автоматически регулируемым накалом, что позволяло поддерживать заданную температуру на поверхности кожи в зоне рецептора. Для тепловой стимуля(«ии применяли линейно нарастающие и прямоугольные воздействия. Растворы исследуемых веществ вводили через канюлю в подкожную полость со стороны дермы под рецепторную зону СМТ-единицы. Достоверность различия средних величин параметров ответов в контроле и после аппликации местных анестетиков определяли по парному или групповому ^критерию Стьюдента.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Действие тетродотоксина на тканевой отдел СМТ-едкниц

При подведении ТТХ под кожу в рецепторную зону обнаружено, что этот нейротоксин в концентрации 10"6-Ю*5м практически не изменяет ответы СМТ-единиц на механические и тепловые раздражения (Табл.1).

Таблица 1. Блокирование СМТ-единиц и низкопороговых механо-

чувствительных А-бета-единиц тетродотоксином.

Концентрация ТТХ Кол-во исследованных СМТ-единиц Кол-во заблокированных СМТ-единиц Кол-во исследованных А-бета-единиц Кол-во заблокированных А-бета-единйц

10-6 М 7 0 4 4

10-5 М 7 1 4 4

ю-* м 7 3 4 4

Однако, при аппликации ТТХ в концентрации 10"^М на С-аксоны подкожногс нерва наблюдали полное ингибирование проведения нервных импульсов. Мы сравнили чувствительность тканевых отделов СМТ-единиц и низкопороговых механочувствительных А-бета-единиц при механическом раздражении (Табл.1). Оказалось, что кожный участок А-бета-

единиц блокируется ТТХ (10"6М) тогда, как активность С-единиц

7

сохраняется без изменений. Только при увеличении концентрации ТТХ до 10"4М у части СМТ-единиц (40%) наблюдали ингибирование механической и тепловой чувствительности. Таким образом, механизмы механического и теплового возбуждения СМТ-единиц кожи кошки характеризуются пониженной чувствительностью к действию тетродотоксина по сравнению с тканевым отделом А-бета-единиц. Такая низкая чувствительность кожного участка полимодальных сенсорных единиц, по-видимому, связана с преобладанием в этом участке особого класса Ыа-каналов - ТТХ-резистентных.

Эффекты лидокаина и М-пропилаймалииа на ткаизоой отдел СМТ-единиц, выявляемые линейно нарастающим тепловым воздействием

Сначала было исследовано ингибирующее действие местных анестетиков на тканевой отдел СМТ-единиц с помощью длительного одиночного теплового воздействия. Применение линейно нарастающего термического стимула позволило изучить поведение этих сенсорных единиц на фоне исследуемых блокаторов в широком диапазоне температур: от пороговых до заведомо вредоносных, а также выявить влияние этих соединений на структуру разрядов и на пороговую температуру. При таком воздействии частота разрядов медленно, практически линейно росла с увеличением температуры. Это позволяло наблюдать в ходе одиночного стимула действие лидокаина и МРА на разряды как низкой, так и высокой частоты.

В верхней части рис.1 представлена оригинальная запись ответа индивидуальной г.олимодальной . сенсорной единицы на линейно нарастающий стимул. Для всех ответов строили кривые локальной частоты (рис. 1В). В качастве основной характеристики ответов использовали максимальную локальную частоту (МЛЧ). Температурный порог СМТ-единицы оценивали путем аппроксимации линейного участка

нарастания локальной частоты разрядов до пересечения с горизонтальной осью.

А

Рис. 1. Ответ СМТ-единицы на линейно нарастающий термический стимул. А- нейрограмма ответа; Б - стимул; В - кривая локальной частоты; Тпор - пороговая температура.

Под действием МРА при низких температурах частота разрядов, возникающих при таком раздражении, практически не менялась (рис.2). При достижении локальной частоты 2 Гц происходило резкое угнетение частоты разрядов вплоть до полного подавления. Пороговая температура

ответа СМТ-единицы не менялась. В ходе линейно нарастающего термического раздражения на фоне лидокаина (рис.3) происходило не только снижение частоты разрядов, но и повышение пороговой температуры в среднем на 3°С.(п=24). При этом разряды с частотой выше 2 Гц были полностью ингибированы.

Рис. 2. Сравнение кривых локальной частоты ответов СМТ-единицы на линейно нарастающие термические стимулы в контроле и при действии МРА (0.01 %).

5Гц

5с

Контроль ! \

/ Л

)

/ \

Ли^окаин

; /

/

* 4

40.8" 43.2°

Рис. 3. Сравнение кривых локальной частоты ответов СМТ-единицы на линейно нарастающие термические стимулы в контроле и при действии лидокаина (0.1 %).

О

Отличие эффектов лидокаина и NPA обусловлено, по-видимому, различной липофильностью этих соединений. Лидокаин хорошо растворим в воде, но обладает слабой липорастворимостью. В концентрации 0.1 % он, вероятно, действует на генераторный участок сенсорных единиц, и с этим может быть связано изменение порога температурной чувствительности в то время, как липорастворимый NPA может проникать через оболочки нервов и действовать не только на генераторный, но и на претерминальный участок.

Таким образом, исследованные местные анестетики изменяют структуру ответов СМТ-единиц, подавляя высокочастотные и сохраняя низкочастотные разряды в ответ на линейно нарастающие тепловые воздействия. Преимущественное подавление высокочастотных разрядов позволяет предположить существование выраженного стимулозависимого компонента. Однако, вклад тонического и стимулозависимого механизмов в уменьшение частоты ответов можно выявить только при повторной стимуляции.

Действие лидокаина и N-пропилаймалина на тканевой отдел СМТ-единиц при повторчой механической и тепловой с имуляции

Мы применяли серию из 3 ноцигенных надавливаний волоском Фрея (50 г/мм2) с интервалом между стимулами 5 с и серию из 2 тепловых (50°С) ступенчатых раздражений длительностью 10 с и с межстимульным интервалом 30 с. Такие ноцигенные воздействия приводили к возникновению высокочастотных (10.3±1.5 Гц - МЛЧ при механическом раздражении и 6.0±0.8 Гц - МЛЧ при тепловом воздействие) разрядов. При ритмической ноцигенной механической (п=15) и термической (п=20) стимуляции в контроле не было выявлено достоверных отличий от стимула к стимулу по всем параметрам. Из данных литературы известно, что для кошки порог боли составляет 45°С, а тепловой порог возбуждения

СМТ-единиц - 42-43°С (Li, Morrow, 1985). В наших опытах среднее

значение частоты ответов на субноцигенное термическое раздражение (43°С) длительностью 10 с составило 1.8+0.2 Гц (п=18).

После регистрации контрольных ответов СМТ-единиц на серию механических или тепловых раздражений, мы вводили тестируемый раствор в полость к тканевому отделу СМТ-единицы и на фоне блокатора регистрировали ответы этой единицы при повторной механической и термической стимуляции. После продолжительной паузы лидокаин (0.1%) вызывал снижение частоты в ответе на первый механический стимул (в среднем до 4.1+1.0 Гц). Для оценки уровня тонического ингибирования применяли одиночные стимулы, наносимые после длительной паузы (5 мин). При нанесении повторных поцигенных стимулов с коротким межстимульным интервалом (5 с) наблюдали резкое снижение частоты ответов на ыорой (до 1.010.7 Гц) и третий (0.2+0.1 Гц) стимул в серии вплоть до полного подавления ответов на третий ноцигенный стимул. Аналогичные ответы СМТ-единицы наблюдали и при ноцигенной тепловой стимуляции. Таким образом, повторная ноцигенная стимуляция приводила к прогресивному снижению частоты разрядов СМТ-единиц на фоне лидокаина. Подобное изменение ответов СМТ-единиц наблюдали и после введения ЫРА (0.01%).

Характерную динамику изменений частоты ответов при повторной механической и термической стимуляции на фоне лидокаина (0.1%) показали ответы СМТ-единицы (рис.4). Видно, что продолжительные паузы (5 и 10 мин) приводили к частичному восстановлению ответов рецепторов на интенсивные (ноцигенные) раздражения. Стимулозависимое действие воспроизводилось в течение длительного промежутка времени. Это приводило к ингибированию нсцицепторов только при достаточно высокой частоте ответов, которое ослаблялось после паузы в стимуляции. Характерной чертой стимулозависимого механизма является зависимость степени ингибирования сенсорных единиц от частоты возбуждаемых разрядов в ответ на прикладываемые сшмулы, а также от применяемого протокола стимуляции.

МЛН ¡Гц), 1086 4 20-

А

1

А

I

А

1

20 25 30

Время (после впадения лидокаина) (мин)

МЛЧ (Гц)

4-

А к

А

30 40 50

Время (после пнедспия лидокаина) (мин)

Рис. 4. Динамика изменений максимальной локальной частоты ответов СМТ-единицы при ноцигенной механической (А) и тепловой (Б) стимуляции после введения лидокаина (0.1 %).

На рис.5А сопоставлены средние значения максимальной локальной

частоты (МЛЧ) ответов СМТ-единиц на серию из 3 ноцигенных

механических стимулов в контроле, при действии лидокаина ч МРА.

13

о

МЛЧ (Гц)

10-

I

I | - Контроль (п = 15) ШВ - Лидокаин (п - 7) И -ИРА(п- 15)

II

1 2 3

Номер стимула в серии

МЛЧ (Гц)

' ' - Контроль (п = 20) - Яипокаин (п = 12) £ ИИ-ЫРА(п=1В)

1-й стимул 2-й стимул

Рис. 5. Диаграммы сравнения средних значений МЛЧ ответов СМТ-единиц на серии, механических (А) и тепловых (Б) стимулов в контроле, при действии лидокаина и ЫРА.

* - р<0.01 по сравнению с соответствующим ответом в контрольной серии (групповой критерий Стьюдента); # - р<0.05 по сравнению с предшествующим стимулом (парный критерий Стьюдента); & - р < 0.05 по сравнению с ответами на субноцигенное раздражение (СР).

При действии ЫРА (0.01%) частота ответов на первый стимул после

паузы в среднем уменьшилась до 6.31+1.0 Гц (п=15). Нанесение второго

ноцигенного стимула через 5 с вызывало дальнейшее снижение частоты

до 2.1+0.8 Гц. Б ответ на третей стимул наблюдали практически полное

ингибирование активности (0.9±0.1 Гц). Таким образом, в ходе повторной механической стимуляции ингибирование разрядов СМТ-единиц резко усиливалось от стимула к стимулу.

Аналогичное изменение ответов СМТ-единиц наблюдали и при последовательных тепловых раздражениях на фоне действия лидокаина и NPA (рис.5Б). Тоническое ингибирование приводило к снижению частоты ответов полимодальных сенсорных единиц на ноцигенное термическое воздействие после продолжительного покоп, оставляя их, судя по частоте разрядов, ноцицепшвными: 2.4+0.4- Гц при действии лидокаина и 2.8±0.2 Гц при действии NPA. Нанесение повторного ноцигенного термического стимула через 30 с усиливало ингибирующее действие лидокаина или NPA на эти сенсорные единицы и частота ответов достоверно снижалась до субноцицептивного уровня. Таким образом, местные анестетики оказывают тоническое и стимулозависимое действие на тканевой отдел полимодальных С-единиц, которое вызывает изменение структуры разрядов в ответ на ноцигенные механические и прямоугольные тепловые стимулы.

Результаты проведенного исследования можно объяснить стимулозависимым действием местных анестетиков на ТТХ-резистентные Na-каналы тканевого участка СМТ-единиц. Действительно, связывание молекул местных анестетиков по стимулозависимому механизму с Na-каналами происходит только при их открытом или инактивированном состоянии после нанесения деполяризующего стимула на мембрану (Hille, 1976). Напротив, анестетики стимулозависимого действия обладают низким сродством к Na-каналам в состоянии покоя, поэтому в отсутствии стимуляции преобладает обратная реакция разблокирования каналов, что приводит к восстановлению возбудимых свойств мембраны. В соответствии с этим повышении частоты разрядов СМТ-единиц при увеличении силы стимула, а также нанесении повторых стимулов ведет к увеличению доли заблокированных анестетиками каналов, а длительная пауза приводит к разблокированию большей части каналов и,

соответственно, к восстановлению возбудимости СМТ-единиц. В рамках такого объяснения становится понятно, что стимулозависимое ингибирование более заметно проявляется при механической стимуляции (рис. 4, 5) по сравнению с тепловой, поскольку при механическом возбуждении СМТ-единиц частота разрядов достигает 10 Гц, что существенно превышает частоту ответов при тепловой стимуляции (5-6 Гц). Важно отметить, что стимулозависимое действие местных анестетиков на тканевой отдел СМТ-единиц отличается от действия этих соединений на С-аксоны. При аппликации анестетиков к С-аксонам стимулозависимые эффекты проявлялись лишь при частоте стимуляции 40 Гц и выше (Courtney, 1985) в то время, как при действии на тканевой отдел СМТ-единиц мы наблюдали стимулозависмое ингибирование при существенно более низкой частоте разрядов этих единиц (от 2 Гц). По-видимому, это различие связано с особыми свойствами Na-каналов тканевого отдела, с наличием в нем ТТХ-резистентных каналов. Для этого типа канала характерна медленная кинетика активации и инактивации (Jeftinija, 1992), что, по-видимому, отражается на характеристиках стимулозависимого действия местных анестетиков на эти каналы.

В последнее время в клинических исследованиях применяют низкие (10"3-10"5м) концентрации местных анестетиков, известных своим стимулозависимым механизмом действия на Ыа-каналы. Это позволило избирательно подавлять боль у пациентов при нейропатии и раке, не нарушая проведение по неповрежденным нервам (Abram, Yaksh, 1994; Barlett, Hutaserani, 1961; Brose, Cousins, 1991; Chabal et al, 1992; Devor et al, 1992; Tanelian, Brose, 1991; Wiesenfeld-Hallin, Lindblom, 198Ь). Наши данные позволяют предположить, что одним из возможных объектов действия этих препаратов могли бы быть тканевые отделы высокопороговых полимодальных С-аксонных сенсорных единиц, которые при этих заболеваэниях обладают спонтанной активностью даже в покое. При некоторых патологиях периферических нервов сохранение низкочастотных разрядов может иметь важное значение (Burchiel, 1984;

Оеуог, 1983; Оетог е1 а1, 1992; ^Ыд, 1984). Дифференциальная местная анестезия, основанная на подавлении ноцицептивных разрядов полимодальных С-аксонных сенсорных единиц, может оказаться полезной при лечении хронических болей, связанных с возросшей активностью этих сенсорных единиц.

Задача избирательного блокирования высокочастотных разрядов была ранее решена применительно к аритмиям на основе препаратов стимулозависимого действия, эффект которых зависит от частоты генерации ПД (НошЗедЬет, Кайипд, 1977). Наши данные показывают перспективность подобного подхода и при разработке новых путей дифференциальной местной анестезии.

ВЫВОДЫ

1. Тканевой отдел С-аксонных полимодапьных сенсорных единиц кожи кошки обладает резко сниженной чувствительностью к блокирующему действию тетродотоксина (10"6-10"5 М) при возбуждении механическими и тепловыми воздействиями, что свидетельствует о наличии в нем ТТХ-резистентных натриевых каналов.

2. При действии в низких концентрациях лидокаин (0.1 %) и Ы-пропилаймалин (0.01%) вызывают неполное ингибирование механической и тепловой возбудимости тканевого отдела полимодальных сенсорных единиц кожи кошки, изменяют структуру ответов СМТ-единиц, полностью устраняя или резко угнетая по частоте и длительности ноцицептивные разряды. В угнетающем действии этих анестетиков присутствует как тонический компонент, выявляемый в условиях редкой стимуляции (1 стимул в 5-10 мин), так и стимулозависимый, выявляемый при повторной (интервал 5-30 с) стимуляции.

3. Тоническое действие лидокаина и Ы-пропилаймалина в низких концентрациях (0.01-0.1%) приводит к снижению частоты ответов полимодальных сенсорных единиц н: редкие ноцигенные механические

или термические стимулы до 2-4 Гц, что не является достаточным для подавления ноцицептивных разрядов.

4. В результате стимулозависимого ингибирования ноцицептивных сенсорных единиц местными анестетиками частота ответов на повторные ноцигенные механические или тепловые раздражения рецепторного участка кожи снижается до уровня субноцицептивного возбуждения (ниже 2 Гц).

5. Третичный анестетик лидокаин, в отличие от четвертичного аминного соединения ЫРА, повышает пороговую . температуру полимодальных сенсорных единиц в среднем на 3°С, что свидетельствует о его преимущественном действии на генераторный участок тканевого отдела этих сенсорных единиц.

6. Стимулозависимое угнетение высокочастотных разрядов полимодальных сенсорных единиц указывает новый путь для достижения избирательной местной анестезии, при которой будет обеспечено подавление боли или снижение ее интенсивности при сохранении связи пораженных органов с ЦНС. Такой способ обезболивания может оказаться перспективным при необходимости длительной местной анестезии.

7. Тканевой отдел полимодальных С-аксонных сенсорных единиц кожи кошки обладает особыми свойствами, связанными с наличием в нем ТТХ-резистентных Ыа-каналов, что, по-видимому, лежит в основе выраженного проявления стимулозависимого механизма подавления ноцицептивных разрядов в физиологическом диапазоне частот возбуждения ноцицепторов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ревенко С.В., Байдакова Л.В., Ермишкин В.В., Мангушева Н.А., Селектор Л.Я. Изучение болевой рецепции в коже с помощью химических агентов // Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Физиология рецепторов кожи". - Нижний Новгород. - 1991. - с. 14.

2. Мангушева Н.А., Байдакова Л.В., Ревенко С.В. Зависимое от применения

ингибирование С-аксонных полимодальных сенсорных единиц кожи кошки лидокаином и н-пропилаймалином // Бюл. экспер. биол. и мед. -

1992. - т. 113. - N 3. - с.248-250.

3. Ревенко С.В., Байдакова Л.В., Ермишкин В.В., Мангушева Н.А., Селектор Л.Я. Изучение болевой рецепции ь коже с помощью химических агентов // Нейрофизиология. - 1992. - т. 24. - N 6. - с.517-529.

4. Байдакова Л.В., Валентини М.Л., Ермишкин В.В., Ревенко С.В. Стимуляционно-зависимое ингибирование болевых рецепторов кожи лидокаином и N-пропилаймалином при термическом раздражении // Тезисы докладов I конференции Российской ассоциации по изучению боли " Патофизиология и фармакология боли". - Москва: РАМН, РАИБ. -

1993. - с.167.

5. S.Revenko, L.Baidakova, V.Ermislikin, N. Mangusheva, M.Valentini. Lidocaine and N-propylajmatine as use-dependent, blockers of polymodal C-fiber nociceptors // Europ. J. Neurosci. - 1994. - stippl.7. - p.33.

6. S.Revenko, L.Baidakova, D.Borovikov, V.Ermishkin. Use-dependent rhythm transformation of heat response in feline C-fibei cutaneous nociceptors by lidocaine and N-propylajmaline // Enrop. J. Neurosci. - 19Э5. - suppl.8. -p.74.

7. Байдакова Л.В., Ермишкин В.В., Ревенко С.В. Стимулозависимое ингибирование высокочастотных разрядов болевых рецепторов как ориентир при поиске новых местных анестетиков // Тезисы докладов 2-й конференции Российской ассоциации по изучению ооли. - С-Пб.: СПбГМУ. - 1995. - с. 176-179.