Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Опиатчувствительное звено входных афферентных систем ноцицептивных сердечно-сосудистых рефлексов

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Опиатчувствительное звено входных афферентных систем ноцицептивных сердечно-сосудистых рефлексов"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.В.ЛОМОНОСОВА

Биологический факультет

а а

и н

На правах рукописи

1

I ^ . ; ! •-•• -

Белянцева Инна Анатольевна

ОПИАТЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ ЗВЕНО ВХОДНЫХ АФФЕРЕНТНЫХ СИСТЕМ НОЦИЦЕПТИВНЫХ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ РЕФЛЕКСОВ

03.00.13 - физиология человека и животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва • 1995

Работа выполнена в Институте Экспериментальной Кардиологии Кардиологического Научного Центра РАМН

Научный руководитель: ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук

Е.В. Лукошкова

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор И.М. Родионов доктор медицинских наук, профессор В. К. Решетняк

Ведущее учреждение: Институт фармакологии РАМН

Защита диссертации состоится "¿¿L" ¿-¿¿tfcct?^ t995 г. в '/^J^acoB на заседании специализированного совета Д 053.05.35 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук в Московском государственном университете им. Ломоносова по адресу: 119899 г.Москва, Ленинские горы, МГУ, биологический факультет, ауд. ш

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

Автореферат разослан " ¿У" 1995 г.

Ученый секретарь

специализированного совета, кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Предпосылки и актуальность исследования. Согласно классической концепции, рефлекторные дуги вазомоторных рефлексов переключаются в сосудодвигательном центре продолговатого мозга. Исследования нашей лаборатории (Хагатан, 1964; Сонина, 1971; Лукошкова, 1973, 1982; Хаютин и ссавт., 1977; Фроленкоз, 1S88) дали основание полагать, что такое переключение происходит в спинном мозге, а вазомоторный центр продолговатого мозга управляет соответствующими механизмами спинного мозга. Данная работа развивает эти представления: она посвящена изучению роли входных нейронных систем спинного мозга в реализации сомато-вазомоторных и сомато-кардиальных рефлексов, возникающих при ноцицептивных раздражениях.

Такие рефлексы входят в состав сложного комплекса оборонительных реакций на ноцицептивное воздействие (Sherrington, 1906). Весь этот комплекс регулируется совокупностью определенных образований ствола мозга - антиноцицептивной системой (АНЦС). Нейроны этой системы, посылая свои аксоны в дорсальные рога спинного мозга, управляют расположенными здесь нейронами, осуществляющими первичную переработку ноцицептивных афферентных сигналов (Сеченов, 1863; Сеченов, Пашутин, 1865; Вапьдман, Игнатов, 1976; Fields, Basbaum, 1978; Iggo, 1980; Willis, 1982; Калюжный, 1984; Yaksh, 1986; Besson, Chaouch, 1987; Лиманский, 1989; Игнатов, 1989; Besson, 1994). При активации АНЦС угнетаются ответы спинномозговых нейронов на ноцицептивные сигналы, вследствие чего подавляются спинномозговые и стволовые двигательные рефлексы, ослабляются потоки импульсов, восходящие в головной мозг, и болевые ощущения. Угнетение передачи ноцицептивных сигналов в дорсальных рогах спинного мозга опосредуется норадренергическими, серотонинер-гическими, дофаминергическими и знкефалинергическими нейронами

АНЦС (Dahlstrom, Fuxe, 1965; Akil, Mayer, 1972; Akil, Liebeskind, 1975; Hayes et al., 1977; Майский, 1983; Yaksh, 1986; Proudfit, 1992; Advokat, 1993).

В нашей лаборатории установлено, что подведение агонистов ад-ренергических рецепторов непосредственно к дорсальной поверхности спинного мозга резко ослабляет возбуждающее действие ноцицептивных залпов соматических А+С-афферентов на вазоконстрикторные нейроны, тогда как тормозное действие этих залпов сохраняется (Лукошкова, 1986; Карагулова, 1989; Lukoshkova et al., 1991). Это позволило сформулировать гипотезу, согласно которой входные нейронные системы спинного мозга играют ключевую роль в формировании сердечно-сосудистого компонента оборонительной реакции и, в то же время, подвергаются управляющим нисходящим воздействиям АНЦС (Lukoshkova et al., 1991).

Действие антиноцицептивной системы на нейроны дорсальных рогов опосредуется также и энкефапинергическими бульбо-спинальными нейронами. Такие нейроны, как и норадренергические, могли бы быть при-частны к осуществлению ноцицептивных сердечно-сосудистых рефлексов. Это предположение можно проверить, имитируя активное состояние эн-кефалинергических нейронов АНЦС путем подведения агонистов опиат-ных рецепторов непосредственно к дорсальным рогам спинного мозга. С этой целью целесообразно использовать морфин: при интратекальном введении он подавляет ощущение боли, а также ноцицептивные двигательные рефлексы (McCIaine et al., 1967) и генерализованный С-ответ симпатических нейронов (Sato et al., 1986). В то же время, при внутривенном введении морфин также подавляет ответы вазоконстрикторных нейронов на залпы соматических С-афферентов (Каверина и Розонов, 1971; Каверина и Бендиков, 1973; Ito et al., 1983) и уменьшает прессор-ные рефлексы, вызываемые этими залпами.

Цель работы: Выяснить, изменяются ли и как именно вазомоторные и кардиохронотропные рефлекторные реакции, вызываемые ноцицептив-

ными афферентными сигналами, при локальном действии морфина на входные нейронные системы спинного мозга. Установить механизмы изменения рефлексов, исследовав сомато-симпатические рефлекторные ответы.

Для этого необходимо было решить следующие задачи:

1. Сопоставить действие морфина при внутривенном введении и при непосредственном подведении к входным нейронным системам спинного мозга на прессорные рефлексы, рефлекторные разряды вазоконстриктор-ных и моторных нейронов, вызываемые залпами А+С-афферентов спи-нальных нервов.

2. Установить, действует ли морфин преимущественно на те из рефлекторных разрядов, которые в наибольшей степени причастны к генерации прессорного, кардиохронотропного и сгибательного рефлексов. Сопоставить изменения прессорных рефлексов и сомато-симпатических рефлекторных ответов при действии морфина, выяснить, ослабляет ли морфин при подведении его непосредственно к входным нейронным системам спинного мозга ноцицептивные прессорные рефлексы, и происходит ли это вследствие локального действия морфина или же его дистантного действия*.

3. Выяснить, как влияет морфин, подведенный к входным нейронным системам спинного мозга, на временную суммацию в центральных звеньях сомато-вазомоторного и защитного сгибательного рефлексов.

4. Установить, оказывает ли дапаргин, синтетический аналог опио-

*Под локальным подразумевается действие вещества непосредственно на входные нейронные системы, к которым оно подводится, а под дистантным - эффекты, которые не могут быть объяснены изменением передачи сигналов только в тех сегментах спинного мозга, к которым это вещество подведено.

идных нейропептидов, под веденный к входным нейронным системам спинного мозга, локальное действие на прессорные и кардиохроно-тропные рефлексы, и аналогично ли оно действию морфина.

Научная новизна:

1. Морфин и даларгин при непосредственном действии на входные нейронные системы спинного мозга резко угнетают ноцицептивные прессорные рефлексы. Такое действие морфина, а также даларгина, локально и обусловлено подавлением интернейронных систем дорсальных рогов, определяющих возбуждение вазоконстрикторных нейронов сигналами соматических С-афферентов. Интернейронные системы, определяющие тормозное действие сигналов соматических А- и С-афферентов на вазо-констрикторные нейроны, существенно не затрагиваются. Поэтому на депрессорные рефлексы морфин практически не действует.

2. Действуя на входные нейронные системы спинного мозга, морфин угнетает временную суммацию возбуждения, вызываемого залпами А+С-афферентов спинальных нервов. Это действие морфина специфично и является одним из механизмов, определяющих подавление длин-нолатентных рефлекторных разрядов вазоконстрикторных и моторных нейронов, а также ноцицетивных прессорных рефлексов.

3. Эффективность угнетающего действия морфина на рефлекторные разряды вазоконстрикторных нейронов и мотонейронов мышц-сгибателей, а также на прессорные рефлексы, вызываемые залпами спинальных А+С-афферентов, определяется количеством и частотой афферентных посылок.

4. При подведении к входным нейронным системам спинного мозга морфин, частично проникая в кровь, усиливает тоническую импульсацию сердечных парасимпатических нейронов, что вызывает уменьшение частоты сердцебиений и способствует усилению рефлекторной тахикардии,

возникающей при стимуляции афферентов спинальных нервов.

5. Даларгин вызывает существенно более сильное, нем морфин, локальное угнетение ноцицептивных прессорных рефлексов. Локальное действие даларгина, подведенного к сегментам 1_4-Э2, обусловливает также угнетение кардиохронотропных рефлексов, вызванных раздражением афферентов большеберцового нерва.

На защиту выносятся следующие положения:

Опиатчувствительные звенья входных нейронных систем спинного мозга: а) лричастны к формированию сосудистого и сердечного компонентов оборонительной реакции; б) могут быть мишенью для нисходящего управления сердечно-сосудистыми ноцицептивными рефлексами, осуществляемого энкефалинергическими нейронами антиноцицептивной системы.

Теоретическое и практическое значение. Участие опиоидергической передачи уже на уровне афферентных систем спинного мозга в осуществлении ноцицептивных прессорного и кардиохронотропного рефлексов позволяет полнее понять их механизмы, расширяя и углубляя представления о функционировании АНЦС. Новые сведения открывают возможности фармакологической коррекции рефлекторных сердечно-сосудистых реакций, которые могут возникать, в частности, при некоторых хирургических вмешательствах и способны приводить к опасным гемодинамическим нарушениям.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Межреспубликанской конференции "Химия и фармакология биологически активных веществ" (Волгоград, 1989); на VIII научной конференции ЦНИЛ Тбилисского ГИУВ "Центральная регуляция вегетативных функций" (Тбилиси, 1989); на VI Всесоюзном симпозиуме "Центральная регуляция кровообращения" (Ростов-на-Дону, 1991); на Учреди-

тельном конгрессе Международного патофизиологического общества (Москва, 1991); на VII Всемирном конгрессе по боли (Париж, 1993); на I конференции Российской Ассоциации по изучению боли "Патофизиология и фармакология боли" (Москва, 1993); на межлабораторном семинаре Института экспериментальной кардиологии КНЦ РАМН и на заседании кафедры Физиологии человека и животных биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова (Москва, 1994). Результаты работы отражены в 8 публикациях.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, изложения результатов (4 главы), обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты проведены на 86 слабонаркотизированных уретаном и хлора-лозой (500 и 30 мг/кг, в/в) и обездвиженных сукцинилхолин-хлоридом (150 мкг/кг-мин, в/в) кошках. Движения, а значит, и рабочая гиперемия скелетных мышц у таких животных отсутствуют. В таких условиях раздражение соматических нервов не приводит к сколько-нибудь значительному изменению минутного объема кровообращения (Kumada et al., 1975), так что рефлекторные реакции АД определяются в основном изменениями просвета резистивных сосудов. Давление в общей сонной артерии измеряли электроманометром, частоту сердцебиений - кардиотахометром; сигналы этих приборов регистрировали при помощи самописца КСПП-4.

Рефлекторные реакции вызывали электрической стимуляцией боль-шеберцового или лучевого нервов, большинство волокон которых - кожные афференты. Длительность и амплитуда стимулов, возбуждающих афферентные волокна группы А (0.1 мс, 3 В), или как А-, так и С-групп (1 мс, 15 В), выбраны в соответствии с данными Е.В.Лукошковой (1975).

Стимулы, применяемые для раздражения А+С-афферентов, являются заведомо ноцицептивными для наркотизированных животных. Известно, что одиночный залп кожных А-дельта афферентов вызывает у человека колющую боль (Bishop a. Landau, 1958), а одиночный залп С-афферентов - непереносимую, жгучую боль (Brindley, 1962). У слабонаркотизированных животных залпы спинальных А+С-афферентов способны вызвать такие компоненты оборонительной реакции как защитное сгибание конечности и прессорный рефлекс. При исследовании прессорных рефлексов частота стимулов обычно была 1-2 Гц, раздражение прекращали через 30-55 с, то есть после полного развития рефлекса.

Для изучения механизмов действия морфина на прессорные рефлексы регистрировали потенциалы действия в почечном нерве, который содержит в основном вазоконстрикторные волокна (Лукошкова, 1973). Для сопоставления вазоконстрикторных и двигательных ноцицептивных реакций регистрировали также потенциалы действия в одной из веточек седалищного нерва, иннервирующих либо полусухожильную, либо заднюю двуглавую мышцу бедра (далее эту веточку будем называть "мышечным нервом"). Потенциалы действия усиливали дифференциальным усилителем (pre-amp 113, PARC). С выхода усилителя сигнал подавался на когерентный накопитель (PARC 4202 или Disa 14G11) для усреднения ответов за 3-20 их последовательных реализаций. Усредненные ответы регистрировали на самописце (Watanabe WX4401) и вводили в память ЭВМ (Labtam 3015) для количественной оценки их средней амплитуды. Для раздражения в этих опытах обычно применяли короткие (не более 0.5 с) высокочастотные пачки стимулов (20-100 Гц).

Чтобы подобрать необходимые для выявления действия морфина параметры раздражения, в первой серии опытов исследовали его действие при внутривенном введении в дозах 0.02, 0.2, 2 и 3 мг/кг (26 животных). Интервал между последовательными введениями был не менее 30-

40 мин. Для подведения растворов морфина или даларгина к дорсальной поверхности спинного мозга вскрывали тела соответствующих позвонков. Обнажали сегменты L4-S2 (56 животных) или С6-Т1 (4 животных), в которые входят афферентные волокна раздражаемых нервов - большеберцо-вого и лучевого. Вскрытую часть спинного мозга тщательно оберегали от высыхания и охлаждения. На поверхность мозга помещали полоску ваты, пропитанную раствором исследуемого вещества или раствором Рингера.

В нашей лаборатории установлено, что распространение красителя Эванса синего, которым пропитана ватка, за пределы обнаженного участка мозга не превышает одного сегмента по вентральной поверхности мозга и 2-3 мм по его дорсальной поверхности (Карагулова, 1989). Согласно расчетам Е.В.Лукошковой (Lukoshkova et а!., 1991), падение концентрации с увеличением глубины проникновения вещества в спинной мозг оказывается очень резким и остается таким в течение длительного времени. Например, через 20 мин после аппликации концентрация морфина на глубине 2 мм оказывается более, чем на 5 порядков меньше, чем на поверхности спинного мозга. Морфин и даларгин вмешиваются в передачу ноцицептивной информации, действуя на опиатные рецепторы нейронов, расположенных как в поверхностных (I-II пластины), так и в глубоких - IV-V пластинах дорсальных рогов (Yaksh, 1981; Duggan, 1981; Willis, 1982; Basbaum a. Fields, 1984), что соответствует у кошек глубине 1-2 мм. Исходя из расчетов, можно ожидать, что минимально эффективная концентрация морфина гидрохлорида будет составлять около 0.5 мМоль, т.е. приблизительно 0.02%. Поэтому мы использовали 0.02, 0.1 и 0.5% растворы морфина. Даларгин применяли в концентрациях 0.02 и 0.1%. При таком способе подведения веществ возможно их проникновение в кровеносные сосуды в области аппликации и попадание с кровью в другие отделы ЦНС, т.е. не исключены дистантные эффекты веществ. Проявлением дистантного действия вещества является и изменение со-

стояния каких-либо отделов ЦНС как следствие его локального действия на нейроны тех сегментов спинного мозга, к которым оно подведено. Чтобы установить, является ли действие морфина или даларгина при аппликации в области сегментов 14-32 только локальным или, кроме того, проявляются дистантные эффекты, регистрировали также прессорные рефлексы с лучевого нерва. И напротив, при аппликации на сегменты С6-Т1 для выявления дистантных эффектов устанавливали, изменяются ли рефлексы с большеберцового нерва. В ряде опытов для проверки специфичности действия морфина внутривенно вводили налоксон в дозе 0.2 мг/кг. У 14 животных в тех же условиях, что и при аппликации морфина или даларгина, проводили контрольное испытание - замену прикрывавшей мозг полоски ваты с раствором Рингера на такую же полоску, пропитанную тем же раствором.

Достоверность различия средних величин, характеризующих изменение различных параметров при контрольных испытаниях и при нанесении на мозг веществ, а также до и после их воздействия, определяли по одностороннему критерию Сгьюдента.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Действие морфина при внутривенном введении

Низкочастотное раздражение. Одиночное раздражение большеберцового нерва, пороговое для возбуждения А-дельта афферентов, вызывало в почечном нерве разряд, называемый поздним А-ответом, и следующее за ним торможение тонической импульсации (рис.1). В условиях наркоза возбуждающее действие залпа С-афферентов выявляется в результате временной суммации (Хаютин, 1964). В данном опыте (рис.1) этому условию удовлетворило раздражение большеберцового нерва тре-

поздний А-ответ

1.2 В, 0.1 мс

тормозным компонент

15 В, 1 мс, 3x10

Л

С-ответ

20 мкВ

-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1А 1.6 С

Рис. 1 Типичная картина рефлекторных ответов в почечном нерве, вызываемых раздражением боль-шеберцового нерва. Интенсивность раздражения указана над нейрограммами. Вертикальные черточки - моменты нанесения стимулов. Каждая ней-рограмма - результат усреднения 10 реализаций. Частота следования стимулов - 0.2 Гц.

мя стимулами с интервалом 10 мс, вызвавшее появление генерализованного С-ответа (рис.1, нижняя запись).

В условиях наркоза именно тате мощные ответы при повторяющихся раздражениях вызывают прессорные рефлексы (рис.2,

верхние записи). Можно различить две фазы таких рефлексов: начальное относительно быстрое повышение ДД и его выход на плато. В дозе 2 мг/кг морфин снижал АД у всех кошек (в среднем на 28.7±4.0 мм.рт.ст., р<0.0001). При этом прессорные рефлексы увеличились на 14.6+4.1 мм.рт.ст. (р<0.01). Однако скорость начального рефлекторного повышения АД всегда снижалась. Дополнительная доза морфина - 3 мг/кг - вызывала резкое уменьшение как величины лрессорных рефлексов (на 13.0±3.5 мм.рт.ст., р<0.01), так и скорости нарастания АД. При этом фоновое АД чаще всего несколько повышалось относительно величины, сниженной после предыдущей дозы морфина. Налоксон полностью устранял все эффекты, вызванные морфином, что свидетельствует о рецепторной специфичности действия последнего.

Увеличение прессорных рефлексов, вызываемое морфином, не означает, что он усиливает возбуждающее действие афферентных сигналов на вазоконстрикгорные нейроны. Увеличение рефлексов может быть обу-

словлено рядом причин (табл.1).

ТАБЛИЦА 1

ИЗМЕНЕНИЯ ПРЕССОРНЫХ РЕФЛЕКСОВ ПРИ ВНУТРИВЕННОМ ВВЕДЕНИИ МОРФИНА

Возможные причины: Предполагаемый эффект:

1. Уменьшение противодействия рефлекторному позышению АД, оказываемого смнокаротидными и кар-диоаортальной зонами вследствие падения АД Увеличение прессорных рефлексов и скорости их нарастания

2. Затруднение проторения С-ответа при длительном ритмическом раздражении Уменьшение скорости нарастания прессорных рефлексов

3. Снижение мощности С-ответа ва-зоконстрикторных волокон на каждый стимул Уменьшение прессорных рефлексов и скорости их нарастания

При действии морфина в дозе 2 мг/кг оно связано, скорее всего, со значительным снижением АД. В результате этого должно уменьшиться противодействие повышению АД, которое оказывают синокаротидные и кардиоаортальная зоны. У кошек при АД ниже 80 мм.рт.ст. импульсация их рецепторов почти прекращается (!.апс)дгеп, 1952). Соответственно, чем больше снижается давление, тем сильнее могут увеличиваться прес-сорные рефлексы. Их увеличению сопутствует, как уже отмечено, снижение скорости повышения АД, а потому возрастает время, в течение которого рефлекс достигает плато (рис.2). Это может определяться ослаблением центральной временной суммации возбуждения, вызываемого повторяющимися залпами С-афферентов, т.е. затруднением проторения С-ответов. На рис.2 (средние записи) видно, что С-ответ в исходном состоянии становится максимальным уже после третьего стимула (площадь,

занимаемая С-ответами, зачернена). Морфин в дозе 2 мг/кг, как и ожидалось, значительно удлинил процесс проторения С-ответов. Вместе с тем, площадь, соответствующая усредненному С-ответу, при редком (один раз в 5 с, 20 реализаций) сверхмаксимальном раздражении боль-шеберцового нерва тремя стимулами с интервалом 10 мс уменьшилась лишь на 20% (нижние записи). Это не противоречит сказанному выше,

220 180 140 100 60

до введения

ММ РТ;СТ. ........

Морфин 2 мг/кг----------т3чклг/кг

_ 157В," 1 мс, 1 Гц

кчл

Налоксон 0,2 мг/кг

т I м I и

I • I • I

111111111

-Г"

I I I И I I I I

I ■ I ■ I ' I ■ I ' I

111111111

г-

-2 0246 В 10 -2 02468 10 -2 02468 10 -2 02468 10 с

щ

I"11!""!

20 мкВ

Рис.2 Действие внутривенно введенного морфина на прессорные рефлексы и рефлекторные ответы в почечном нерве. Верхние записи - прессорные рефлексы, вызываемые раздражением А+С-афферентов большеберцового нерва (параметры стимулов указаны под первой из отметок раздражения). Средние записи - проторение С-ответа (зачернен) в ходе нанесения первых 9 стимулов. Усреднено 10 реализаций при наблюдении 10 идентичных прессорных рефлексов, подобных изображенным в верхней части рисунка. Нижние записи - рефлекторные ответы, полученные в том же опыте при редком (0.2 Гц) раздражении пачкой из трех стимулов (15 В, 1 мс, 3x10 мс, 20 усреднений).

т.к. существенно увеличена мощность (плотность) афферентных залпов.

При кумулятивной дозе морфина 5 мг/кг проторение С-ответа в фазе на-

растания прессорного рефлекса угнетается еще сильнее. В фазе выхода

рефлекса на плато С-ответы, вызываемые даже мощными, но редко повторяющимися залпами, как видно по их усредненной записи, почти исчезают. Подчеркнем, что и в этой дозе морфин подавляет С-ответ избирательно, слабо влияя

почечный нерв мышечный нерв

ДОШЭДЁКЯ

UlL

iliili

морфт 2мг/кг

wXwLXiiiiWkii

морф« 3 мг/кг

„„djjjjjj

JiiiiM .JLJLU

юпзксон 0£ыг/кг

йШ1

10

15с 0

1 ' I ' ' 1 ' 1

10

15с

Рис.3 Сопоставление действия внутривенно введенного морфина на проторение С-ответа в почечном нерве и длиннолатентного ответа в мышечном нерве (зачернены) при раздражении А+С-афферентов большеберцового нерва с частотой 1 Гц. Усреднено 10 реализаций, моменты стимуляции совпадают с отметками на шкале воемени.

на поздний А-ответ.

Действие внутривенно введенного морфина на рефлекторные разряды мотонейронов аналогично его действию на разряды вазо-констрикторных нейронов (рис.3). За первым высокоамплитудным разрядом в мышечном нерве (слившиеся по-лисинаптический и спино-бульбо-спиналь-ный ответы) следуют длительно поддерживающиеся разряды (рис.3, зачернены на правых записях). Их скрытый период (около 200 мс) соответствует началу возбуждения мотонейронов залпом

С-афферентов. Именно эти продолжительные ответы обеспечивают функционально значимый эффект - сгибание конечности (Koll, 1961). И

именно их избирательно и налоксон-обратимо угнетает морфин (рис.3). Чувствительность к угнетающему действию морфина длиннолатентных сомато-симпатического и сомато-соматического рефлексов сходна, причем это сходство распространяется и на динамику угнетения временной суммации возбуждения в центральных звеньях этих рефлексов (рис.3). В обоих случаях действие морфина полностью устраняется налоксоном. Поэтому достаточно вероятно, что морфин действует на общие для этих рефлексов опиатчувствительные центральные звенья. Очевидно, что они должны быть расположены уже при входе афферентных сигналов в спинной мозг.

Если это так, то следует ожидать, что при подведении морфина непосредственно к дорсальной поверхности спинного мозга изменения но-цицептивных рефлексов и определяющих их длиннолатентных ответов будут аналогичны. Для сгибательного рефлекса это хорошо известно, и предстояло установить, каким изменениям будут подвергаться прессор-ные рефлексы, а также сомато-симпатические ответы.

Высокочастотное раздражение. Эффективность действия морфина может зависеть от количества и частоты следования афферентных посылок. Поэтому исследовали, как изменяются прессорные рефлексы и сомато-симпатические ответы, которые вызывали короткими высокочастотными пачками стимулов. В одном и том же опыте морфин в дозе 2 мг/кг мог как подавлять, так и увеличивать С-ответы и прессорные рефлексы, что зависело от числа стимулов в пачке. В одном из таких опытов рефлексы, вызывавшиеся залпами из 5 стимулов с интервалом между ними 20 мс, уменьшались, а в ответ на 10 стимулов с таким же интервалом -увеличивались. Более того, изменялась интенсивность подавления прес-сорных рефлексов и С-ответов, вызванных одним и тем же числом стимулов, следующих с разной частотой. В двух опытах вызывали рефлексы и сомато-симпатические ответы залпами из 5 стимулов при частоте их

140 120 100 ж»

мм рт ст.

ДО АППЛИКАЦИИ МОРФИН, 0.1% НАЛОКСОН, 0.2 мг/кг

следования от 1 до 50 Гц. При этом, С-

ответы и соответст

вующие прессорные рефлексы морфин подавлял тем слабее, чем плотнее были сгруппированы стимулы. Таким об-

раздражениа большеберцового нерва

раздражение лучевого нерва

разом, основной результат опытов с ис-

Рис.4 Действие морфина, подведенного к сегментам

14-32, на рефлекторные реакции АД, вызываемые зал- пользованием высо-пами А+С-афферентов большеберцового и лучевого кочастотного оазд. нервов. Под записями реакций - отметка раздражения; ^

параметры раздоажения: 15 В. 1 мс. 1 Гц. ражения заключает-

выше частота стимулов, тем слабее угнетающее действие морфина; 2) чем меньше стимулов в пачке (в пределах до 20) при одной и той же частоте, тем сильнее морфин в дозе 2 мг/кг уменьшал прессорные рефлексы у одного и того же животного. При малом количестве стимулов в пачке рефлексы могли снижаться, а при большом - увеличиваться.

Действие морфина: аппликация на дорсальную поверхность спинного мозга

Морфин, подведенный к поясничным сегментам, угнетал прессорные рефлексы, вызываемые низкочастотным раздражением большеберцового нерва (рис.4). В то же время прессорные рефлексы с лучевого нерва либо не изменялись, либо даже увеличивались. И напротив, при подведении морфина к шейным сегментам значительно уменьшались рефлексы с лучевого нерва, а рефлексы с большеберцового нерва не изменялись или увеличивались.

ся в том, что 1) чем

Таким образом, угнетение прессорных рефлексов морфином обусловлено его локальным действием на нейроны, расположенные в области аппликации. Действие морфина рецептор-специфично: оно устранялось налоксоном (рис.4). О зависимости степени и скорости угнетения прессорных рефлексов от концентрации морфина дает представление рис.5.

о

ш

ш

а >§

л х а.

ш а с

р-рРингера

мзрфт

Рис.5 Временная динамика угнетения морфином, подведенным к сегментам 1_4-Б2, прессорных рефлексов, вызываемых раздражением большеберцового нерва, и зависимость степени их угнетения от концентрации морфина. По оси абсцисс - время (мин), ноль соответствует моменту аппликации; по оси ординат -средние относительные изменения величины прессорных рефлексов (за 100% приняты величины этих рефлексов до аппликации морфина). Обозначены средние ошибки средних величин и количество опытов в каждой группе (п).

В 25% опытов низкочастотное раздражение А+С-афферентов в исходном состоянии приводило к начальному снижению АД, лишь затем переходившему в его повышение. Депрессорные рефлексы у наркотизированных животных в ответ на ритмическое раздражение спинапьных А-аф-ферентов развиваются благодаря суммации тормозных компонентов

позднего А-ответа (Хаютин, 1964). Если при этом проторение С-ответов затруднено, то в начале низкочастотного раздражения преобладают тормозные компоненты поздних А-ответов, и рефлексы АД оказываются де-прессорно-прессорными. Такими были рефлексы АД у 6 кошек из 27, и у них в результате действия морфина депрессорный компонент увеличивался. У 13 животных рефлексы были чисто прессорными как до, так и во зремя действия морфина. Наконец, у 8 кошек депрессорный компонент отсутствовал до аппликации, но появился в результате действия морфина (рис.4).

Сохранность или появление депрессорного компонента рефлексов при уменьшении их прессорного компонента указывает на то, что действие морфина избирательно - он угнетает передачу лишь возбуждающего действия сигналов спинальных афферентов на вазоконстрикторные нейроны. Передача тормозного действия тех же сигналов существенно не изменяется. Об этом можно судить еще и потому, что после аппликации морфина практически не изменялись депрессорные рефлексы, развивавшиеся при раздражении одних только А-афферентов.

Угнетение прессорных рефлексов при локальном действии морфина связано с подавлением процессов, которые в конечном счете обусловливают С-ответы вазоконстрикторных нейронов (рис.6, левые записи). При локальном действии морфина, как и при его внутривенном введении, значительно ослабляется временная суммация в интернейронных путях, передающих сигналы С-афферентов, т.е. затрудняется проторение С-ответов (средние записи). Одновременно уменьшается и длиннолатентный ответ в мышечном нерве, также обусловленный сигналами С-афферентов (правые записи). Длиннолатентные ответы в обоих нервах восстанавливаются налоксоном.

Свойства ответов, ответственных за возникновение ноцицептивных рефлексов, прессорного и сгибательного, сходны: их скрытый период

велик, длительность большая, им свойственно проторение, а морфин, действуя на входные нейронные системы спинного мозга, избирательно угнетает оба эти длиннолатентные ответа. Все это позволяет считать, что у этих рефлексов существует общее центральное звено, расположенное именно в дорсальных рогах спинного мозга, и что оно может управляться АНЦС ствола мозга посредством энкефалинергических бульбо-спиналь-ных нейронов.

до аппликации

С-ответ

проторение С-ответа

морфин, 0.1%

напоксон, 0.2 мг/кг

ш

I I I I I 1

Vaaa-'UI

i%

20 мкВ

u, Ц < gw-

К

"4a I20 mkB

......,......' ' '_i_i_i_i_i_i . . ! . . . , . i . .

-0.4 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 c -2 0 2 4 6 С-0.4 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 c

Рис.6 Действие морфина при подведении к сегментам 14-52 на рефлекторные ответы в почечном и в мышечном нервах. Справа - ответы в почечном нерве на относительно редкое (0.2 Гц) раздражение большеберцового нерва пачкой из трех импульсов (15 В, 1 мс) с интервалом 10 мс (усреднение 10 реализаций). В середине - проторение С-ответа в почечном нерве (зачернен) при раздражении с частотой 1 Гц (15 В, 1 мс; усреднение 9 реализаций). Справа - ответы в мышечном нерве на одиночный залп А+С-афферентов большеберцового нерва (усреднение 10 реализаций). Вертикальными черточками обозначены моменты стимуляции.

Кардиохронотропные рефлексы. Залпы соматических А+С-афферентов вызывают тахикардию. При локальном действии морфина она усиливалась. Такой эффект можно объяснить, учитывая двойственное

действие морфина. С одной стороны, он локально подавляет потоки импульсов, которые генерируются нейронами дорсальных рогов и по внут-рицентральным путям поступают к преганглионарным симпатическим и парасимпатическим нейронам, иннервирующим сердце. С другой стороны, морфин, попадая в кровь, усиливает тонические разряды парасимпатических нейронов, сначала рефлекторно (Fennessy a. Rattray, 1971), а затем, действуя непосредственно на преганглионарные парасимпатические сердечные нейроны, и тем самым вызывает брадикардию (Laubie et al., 1974). В наших опытах при подведении морфина к поясничным сегментам уже в концентрации 0.02% частота сердцебиений уменьшалась, в среднем на 12 уд/мин. После перерезки в области шеи блуждающих нервов такое действие морфина не проявлялось (6 опытов). Известно, что залпы соматических афферентов тормозят тонические разряды сердечных парасимпатических нейронов (Terui a. Koizumi, 1984). Очевидно, что чем выше частота тонических разрядов этих нейронов, тем сильнее должно сказываться такое их торможение на частоте сердцебиений, т.е. тем больше будет рефлекторная тахикардия. Важно, что при подведении морфина в концентрации 0.02% к поясничным сегментам рефлекторная тахикардия, вызываемая залпами афферентов как лучевого, так и большеберцового нерва, усиливалась одинаково. Однако с увеличением концентрации морфина рефлекторная тахикардия, вызываемая раздражением афферентов большеберцового нерва, ослаблялась значительно сильнее, чем раздражением лучевого нерва. Это указывает на локальное ослабление морфином восходящего по внутрицентральным путям потока сигналов, а потому и на ослабление тормозного действия этого потока на парасимпатические сердечные нейроны и возбуждающего - на симпатические нейроны. Налоксон практически полностью устранял действие морфина на фоновую частоту сердцебиений и на кардиохронотропные рефлексы.

Действие даларгина: аппликация на дорсальную поверхность спинного мозга

Даларгин, подведенный в концентрациях 0.02% (5 опытов) и 0.1% (3 опыта) к дорсальной поверхности 14-52 сегментов, уменьшал прессорные рефлексы с большеберцового нерва во всех опытах, в среднем на 32+9.5% и 81±7.0%, соответственно. Напротив, прессорные рефлексы с лучевого нерва во всех опытах увеличивались. АД снижалось примерно на 10%, независимо от концентрации даларгина. Уменьшение величины прессорных рефлексов, вызванное 0.02% раствором даларгина (молярная концентрация 0.24 мМоль), оказалось сопоставимым с уменьшением ее при аппликации 0.1% морфина (2.7 мМоль). Таким образом, эффективность действия даларгина примерно в 10 раз выше, чем морфина.

Даларгину, как и морфину, присуще дистантное действие, т.е. снижение фонового АД и увеличение прессорных рефлексов с лучевого нерва. При этом существенных различий этих эффектов для того и другого вещества не обнаружилось.

В ответ на раздражение лучевого нерва при аппликации даларгина в области сегментов !_4-52 достоверных изменений рефлекторной тахикардии не выявилось. Изменения кардиохронотропных рефлексов, вызываемые раздражением большеберцового нерва, при действии даларгина в концентрации 0.02% были также недостоверными. Однако в концентрации 0.1% во всех 3 опытах даларгин достоверно уменьшал рефлекторную тахикардию в ответ на раздражение большеберцового нерва. Даларгин в низких концентрациях не способен проникать через гемато-энцефаличес-кий барьер (Ярыгин и соавт., 1986; Виноградов и Полонский, 1986), а, следовательно, и возбуждать преганглионарные парасимпатические сердечные нейроны. Этим он отличается от морфина и, видимо, поэтому для даларгина не характерен один из дистантных эффектов - усиление рефлекторной тахикардии.

выводы

1. Морфин, подведенный к входным нейронным системам спинного мозга, концентрационно-зависимо угнетает вазомоторные ноцицептивные рефлексы, вызываемые раздражением только тех соматических А+С-аф-ферентов, которые входят в спинной мозг именно в области подведения морфина. Рефлексы, вызываемые залпами афферентных волокон, которые входят в удаленные от этой области сегменты, не изменяются или даже увеличиваются. Следовательно, такое действие морфина локально.

2. Локальное действие морфина избирательно: он угнетает только длиннолатентные ответы симпатических нейронов и мотонейронов мышц-сгибателей. При этом динамика угнетения сомато-симпатического С-от-вета и длиннолатентного сомато-соматического ответа сходна, что предполагает наличие для этих ноцицептивных рефлексов общего опиатчувст-вительного афферентного звена в дорсальных рогах спинного мозга. Это звено может управляться АНЦС посредством энкефалинергических буль-бо-спинальных нейронов. Действие морфина рецептор-специфично: оно устраняется налоксоном - антагонистом опиатных рецепторов.

3. Действуя в области входа в спинной мозг ноцицептивных афферентных сигналов, морфин подавляет лишь их возбуждающее действие на вазоконстрикторные нейроны, в результате чего угнетаются прессорные рефлексы. Интернейронный путь, обусловливающий тормозное действие тех же афферентных сигналов на вазоконстрикторные нейроны и возникновение депрессорных рефлексов, морфин не затрагивает.

4. Одним из механизмов локального подавления морфином двигательных и вазоконстрикторных реакций является угнетение центральной временной суммации ноцицептивных сигналов. При увеличении мощности ноцицептивного афферентного потока за счет увеличения количества и/или частоты следования раздражающих стимулов в пачке, что способ-

ствует такой суммации, эффективность угнетения морфином ноцицептив-ных рефлексов ослабляется.

5. Одно из проявлений действия морфина при локальном подведении - увеличение рефлекторной тахикардии, вызываемой залпами соматических А+С-афферентов. Оно определяется усилением тонической им-пульсации сердечных парасимпатических нейронов в результате действия морфина, проникшего с поверхности мозга в кровь. Этот фактор сказывается сильнее, чем локальное угнетение морфином входных нейронных систем спинного мозга. С повышением концентрации морфина рост рефлекторной тахикардии уменьшается вследствие усиления локального угнетающего действия морфина.

6. Даларгин, синтетический аналог опиоидных нейропептидов, подведенный непосредственно к L4-S2 сегментам спинного мозга, угнетает ноцицептивные прессорные рефлексы, вызываемые раздражением боль-шеберцового нерва. Это действие даларгина проявляется в молярной концентрации на порядок более низкой, чем морфина. Локальное действие 0.1% раствора даларгина обусловливает также угнетение рефлекторной тахикардии.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Белянцева И.А. Угнетение морфином спинального афферентного звена ноцицептивных прессорных рефлексов // В сб.: Химия и фармакология биологически активных веществ,- Волгоград.- 1989.- С. 62.

2. Белянцева И.А., Лукошкова Е.В., Фроленков Г.И. Угнетение морфином рефлекторных реакций вазоконстрикторных нейронов на ноци-цептивное раздражение спинальных афферентов // Материалы VIII научной конференции ЦНИЛ Тбилисского ГИУВ,- Тбилиси,-1989.- С. 36.

3. Белянцева И.А., Лукошкова Е.В. Действие морфина на входные

нейронные системы спинного мозга, участвующие и формировании ноци-цептивных прессорных рефлексов // Бюлл. эксп. биол. мед.- 1991.-Т.112,- N10,- С. 365-368.

4. Белянцева И.А., Лукошкова Е.В. Роль входных нейронных систем спинного мозга в реализации сомзто-вазомоторных рефлексов // В сб.: Актуальные вопросы физиологии и патологии кровообращения,- Ростов-на-Дону,- 1991,- С. 15.

5. Lukoshkova E.V., Beiyantseva I.A., Botchkina G.I., Karagulova G.O., Shuvalova Т.В. Nociceptive cardiovascular reflexes: relation to the brainstem control of nociceptive transmission in the spinal cord // Proceedings of the International Society for Pathophysiology. Abstracts. - Moscow.- 1991,- P. 5051.

6. Lukoshkova E.V., Beiyantseva I.A., Botchkina G.I., Karagulova G.O. Spinal afferent processing and nociceptive vasomotor reflexes: pharmacological approach//Soviet Medical Rev. A. Cardiology.- 1991.-V.3.-P. 1-39.

7. Lukoshkova E.V., Beiyantseva I.A., Botchkina G.I., Karagulova G.O., Khayutin V.M. Suppression and reversal of nocifensive pressor reflexes by activation of adrenergic and opioid receptors in the spinal dorsal horn // Abstracts of 7th World Congress on pain.- Paris.- 1993,- P. 203-204.

8. Лукошкова E.B., Белянцева И.А., Хаютин B.M. Циркуляторный компонент реакций на ноцицептивные воздействия: зависимость от функционирования стволовых систем и передачи ноцицептивных сигналов // Тезисы I конференции Российской Ассоциации по изучению боли "Патофизиология и фармакология боли".- Москва.- 1993,- С. 86.