Роль гистаминергической системы мозга в регуляции пик-волновой активности при абсансной эпилепсии

Самотаева, Ирина Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль гистаминергической системы мозга в регуляции пик-волновой активности при абсансной эпилепсии
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль гистаминергической системы мозга в регуляции пик-волновой активности при абсансной эпилепсии"

На правах рукописи

САМОТАЕВА Ирина Сергеевна

РОЛЬ ГИСТАМИНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОЗГА В РЕГУЛЯЦИИ ПИК-ВОЛНОВОЙ АКТИВНОСТИ ПРИ АБСАНСНОЙ ЭПИЛЕПСИИ

03.03.01 «Физиология»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

? /•: 013 2011

Москва-2011

4854618

Работа выполнена в Лаборатории общей физиологии временных связей (заведующий - д.б.н. A.B. Богданов) и Лаборатории нейрохимических механизмов обучения и памяти (заведующий - д.б.н. A.C. Базян) Учреждения Российской Академии наук Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (директор Института-д.б.н., профессор П.М. Балабан).

Научный руководитель: доктор биологических наук

Ара Сааковия Базян

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Леонид Максимович Мамалыга

доктор биологических наук Марина Леонидовна Пигарева

Ведущая организация: Учреждение Российской Академии медицинских

наук Научно-Исследовательский Институт общей патологии и патофизиологии РАМН

Защита состоится « 2 » марта 2011 года в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д-002.044.01 Учреждения Российской Академии наук Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН по адресу: г. Москва, 117485, ул. Бутлерова, Д.5а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской Академии наук Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.

Автореферат разослан «Л£ » ¡Я/^йрУи 2011г.

Ученый секретарь Диссертационного совета доктор биологических наук, профессор ВлаДимиР Вячеславович Раевский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Эпилепсия является одним из наиболее распространенных заболеваний центральной нервной системы [Niedermeyer, 1993]. Это гетерогенная группа заболеваний, различающихся по своей этиологии, фармакологическому профилю, электрографическому и поведенческому паттерну пароксизмальных приступов.

Абсансная эпилепсия относится к идиопатическим эпилепсиям. Типичные абсансные приступы (абсансы) чаще всего дебютируют в детском или подростковом возрасте. Они принципиальным образом отличаются от приступов других форм генерализованной эпилепсии, а именно абсансные пароксизмы не сопровождаются конвульсивной активностью, то есть являются неконвульсивными эпилептическими приступами. Основные клинические проявления абсансов включают внезапное и краткое нарушение сознания пациента и миоклонические подергивания мимических мышц и век [Panayiotopoulos, 1999]. Электроэнцефалографическим признаком абсансных приступов у пациентов являются генерализованные билатерально симметричные и синхронные разряды пик-волна (3-4 Гц). Считается, что основные структуры, принимающие участие в формировании пароксизмальной активности абсансной эпилепсии, это кора головного мозга и таламус.

В исследовании процессов инициации, развития, распространения и окончания эпилептических пароксизмов большую роль играет использование моделей эпилепсии на животных. Последние двадцать лет большинство исследований по абсансной эпилепсии проводится на крысах линий WAG/Rij [Coenen, van Luijtelaar, 2003] и GAERS [Danober et al., 1998; Vergnes et al., 1982], генетических моделях абсансной эпилепсии. Для электроэнцефалограммы (ЭЭГ) крыс линий WAG/Rij и GAERS, так же как и для ЭЭГ пациентов с абсансной эпилепсией, характерны спонтанно возникающие генерализованные разряды пик-волна (7-9 Гц). Многочисленные электрофизиологические и фармакологические исследования подтверждают валидность этих генетических моделей неконвульсивной эпилепсии [van Luijtelaar, Coenen, 2009].

Считается, что основную роль в формировании и генерализации пароксизмальных разрядов нейронов играет соотношение активности глутаматергической и ГАМКергической систем мозга. Однако все большее количество данных свидетельствуют о важной функции других нейромедиаторных систем в регуляции эпилептических приступов. Так, было показано, что снижение активности дофаминовой и норадреналиновой систем мозга вызывает увеличение количества разрядов пик-волна абсансной эпилепсии у крыс WAG/Rij [Midzianovskaia et al., 2001; Sitnikova, van Luijtelaar, 2005]. В других работах подтвердилось участие ацетилхолиновой и серотониновой систем в регуляции пик-волновой активности [Berdiev, van Luijtelaar 2009; Jakus et al., 2003].

Существование гистаминергической системы в мозге было показано не так давно, в 1984г. [Panula et al., 1984; Watanabe et al., 1984]. Как следствие, гистаминовая система мозга на данный момент изучена значительно меньше но сравнению с другими аминергическими системами. Тем не менее, на основании литературных данных можно заключить, что гистамин играет роль нейромодулятора в центральной нервной системе (ЦНС) и участвует в регуляции таких функций, как энергетический метаболизм, водный баланс, потребление пищи, терморегуляция и сердечнососудистая регуляция [Haas et al., 2008]. Скорость высвобождения гистамина в мозге, так же как и импульсная активность гистаминергических нейронов, меняется в зависимости от уровня поведенческой активности [Mochizuki et al., 1992], что может отражать участие гистамина в регуляции циркадных ритмов двигательной активности. Также существуют данные о том, что гистамин регулирует уровень нейронной активности в коре мозга [Lin, 2000]. Учитывая влияние гистамина на уровень возбудимости корковых нейронов и поведенческую активность, можно предположить, что гистаминергическая система принимает участие в регуляции пик-волновых разрядов абсансной эпилепсии [Coenen et al., 1991]. Для подтверждения предполагаемого влияния гистаминовой системы на пик-волновую активность и определения направления этого влияния необходимы экспериментальные исследования, поскольку имеющиеся в литературе данные по этому вопросу слишком немногочисленны [Midzyanovskaya et al., 2002, 2005].

Целью данной работы было изучение влияния повышенного эндогенного уровня гистамина на пик-волновые разряды и поведение крыс линии №АС/11у, генетической модели абсансной эпилепсии человека. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Оценить влияние системного введения обратного агониста гистаминовых НЗ ауторецепторов, тиоперамида, на уровень пик-волновой активности и поведение крыс линии \УАО/11у.

2. Определить влияние системного введения ингибитора фермента деградации гистамина, метоприна, на уровень пик-волновой активности и поведение крыс линии \\^АС/11у.

3. Сравнить влияние метоприна на поведение в тесте «открытого поля» и на тканевое содержание гистамина в мозге у крыс с генетической абсансной эпилепсией - крыс линии \VAGZRij - с контрольными крысами линии \Vistar.

4. Оценить с помощью предварительного введения антагониста Н1 рецепторов, пириламина, участие гистаминовых Н1 рецепторов в действии метоприна на пик-волновую активность и поведение крыс \УАС/Щ|.

Научная новизна исследования

Впервые продемонстрировано влияние препаратов, повышающих уровень эндогенного гистамина в мозге (тиоперамида и метоприна), на пик-волновую активность крыс линии \УАО/11у, генетической модели абсансной эпилепсии. Проведена оценка влияния метоприна на тканевое содержание гистамина в мозге крыс WAG/Rij. Впервые показано влияние тиоперамида и метоприна на двигательную активность у крыс линии \УАО/Ку. Впервые получены данные о том, что под влиянием ингибитора фермента деградации гистамина (метоприна) у крыс возникает стереотипное поведение. Подтверждена гипотеза о повышении в этих условиях уровня внеклеточного дофамина в стриатуме у крыс \УАО/11у. Продемонстрировано влияние антагониста Н1 гистаминовых рецепторов, пириламина, на изменение уровня пик-волновой активности абсансной эпилепсии, вызванное метоприном и галоперидолом.

Теоретическая и практическая значимость работы

В данной работе на крысах линии \VAGZRij было показано, что введение тиоперамида и метоприна, препаратов, повышающих с помощью разных механизмов эндогенный уровень гистамина в мозге, вызывает усиление пик-волновой активности абсансной эпилепсии. Этот эффект противоположен эффекту снижения судорожной активности конвульсивной формы эпилепсии, который наблюдался в ряде работ при активации гистаминергической системы [Катс1, 2001; БсЬегк! й а1., 1991; ТиопшШ, Таске, 1986]. Противоположное влияние одного и того же фармакологического воздействия на конвульсивные и неконвульсивные эпилептические приступы может быть следствием существенного различия механизмов формирования пароксизмальной активности конвульсивной и неконвульсивной эпилепсии [Рее1егз й а1., 1988].

Нами было обнаружено, что метоприн, кроме усиления локомоторной активности, вызывает стереотипное поведение у крыс, которое сопровождается увеличением уровня дофамина в стриатуме. Эти результаты свидетельствуют о том, что влияние метоприна на пик-волновые разряды может быть опосредовано изменением активности не только гистаминовой, но и дофаминовой системы мозга.

Практически важным результатом, который необходимо учитывать при проведении внутримозговых микроинъекций, стало возникновение волны распространяющейся депрессии в ответ на введение инъекционной канюли. Более того, с помощью таких чувствительных показателей, как пик-волновые разряды мы смогли оценить длительность восстановления после волны распространяющейся депрессии.

Положения, выносимые на защиту:

1. Основным действием тиоперамида (обратного агониста гистаминовых НЗ ауторецепторов) и метоприна (ингибитора фермента деградации гистамина) на пароксизмальную активность при абсансной эпилепсии у крыс \УАО/Ку является усиление пик-волновых разрядов.

2. С увеличением доз тиоперамида и метоприна к основному действию добавляется эффект снижения уровня разрядов пик-волна.

3. Такая сложная зависимость эффекта гистаминовых препаратов от дозы может быть следствием взаимодействия гистаминергической и

дофаминергической систем. Это означает, что характер модуляции некоивульсивной эпилептической активности под воздействием гистаминовых препаратов определяется комплексным влиянием двух дозозависимых процессов: изменением уровня гистамина и дофамина в мозге.

Апробация работы

Основные материалы диссертации докладывались на международных конференциях: 37th European Histamine Research Society (EHRS-2008); 9th European Congress on Epileptology (ECE-2010); 7th Forum of European Neuroscience (FENS-2010), на конференции с международным участием (ИВНДиНФ РАН, 2010) и на ежегодных Конференциях молодых ученых (ИВНДиНФ РАН, 2007-2010).

Апробация диссертации проведена 19 ноября 2010 года на совместном заседании лаборатории общей физиологии временных связей (зав. - д.б.н. A.B. Богданов) и лаборатории нейрохимических механизмов обучения и памяти (зав. - д.б.н. A.C. Базян) Учреждения Российской Академии наук Института ВНД и НФ РАН.

По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Струю-ура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, глав с изложением методов, результатов исследования и их обсуждения, а также заключения, выводов и списка литературы. Список литературы включает 187 источников. Работа изложена на 134 страницах, иллюстрирована 25 рисунками и 2 таблицами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальные животные

Работа выполнена на самцах крыс линий WAG/Rij и Wistar. Всех животных содержали в стандартных условиях вивария при естественном световом режиме и температуре 22±2 °С. Доступ к пище и воде не ограничивался. Всего в работе было использовано 174 животных весом 310360 г.

Было поставлено 10 серий экспериментов: 8 основных и 2 дополнительных. Комплексное исследование действия препаратов, адресованных к гистаминергической системе мозга, включало несколько методов: 1) регистрацию ЭЭГ с последующим анализом пик-волновой активности абсансной эпилепсии; 2) видеорегистрацию поведения, в том числе в тесте «открытого поля»; 3) определение тканевого содержания гистамина в мозге крыс; 4) определение, с помощью метода микродиализа, уровня внеклеточного дофамина в стриатуме крыс. Опыты проводили с 11:00 до 18:00 ч. Всех крыс перед началом экспериментов подвергали воздействию звукового раздражителя с целью определения предрасположенности к аудиогенному судорожному припадку в соответствии с методикой, описанной в работе Г. Д. Кузнецовой [Кузнецова, 1998].

Регистрация электроэнцефалограммы

Электрофизиологические эксперименты были проведены на бодрствующих свободноподвижных животных. Регистрацию ЭЭГ осуществляли с помощью хронически вживленных эпидуральных электродов, располагающихся над лобной, теменной и затылочной областями коры (рис. 1 А, Б). Электроды, представляющие собой стальные микровинты, были вживлены под наркозом (хлоралгидрат, 400 мг/кг внутрибрюшинно).

рефер. элекгр,

5 >с::х "0

в—

I Зр

6 » *5У -. Ч

------|

: ........Х'се*:... .-

шН |1

Аък тагад Щ ♦ «ВД

V «глиь Щ

Рис. 1. Регистрация ЭЭГ. А - схема расположения электродов на черепе крысы. Б - пример разряда пик-волна, зарегистрированного в шести отведениях (программа РоадегОгарЬ 3.3.6).

Референтный электрод помещали над мозжечком. Восстановительный послеоперационный период составлял как минимум 10 дней. На время регистрации ЭЭГ крысу помещали в камеру размером 60 х 40 х 40 см. Для записи ЭЭГ использовали: усилитель с 6 каналами, многоканальный аналогово-цифровой преобразователь с USB-интерфейсом (Е-440, L-card), а также компьютер с установленным программным обеспечением (рис. 1 Б), необходимым для регистрации поступающего сигнала и хранения данных (PowerGraph 3.3.6, Dmitry Yu. Izmailov, 2002-2007). Частотный диапазон регистрации ЭЭГ составлял 1 - 200 Гц. Частота опроса - 830 Гц на канал. Основное внимание при анализе записей ЭЭГ уделялось разрядам пик-волна абсансной эпилепсии.

Регистрация поведения

Поведение во время записи ЭЭГ

Видеозапись поведения крыс осуществляли одновременно с регистрацией ЭЭГ. Для анализа поведения был использован, с некоторыми изменениями, метод, описанный в работе [Kitanaka et al., 2005]. Видеозапись разбивали на 10-секундные интервалы. Выделяли поведение следующих типов: локомоторная активность (перемещение всех четырех лап), принюхивания (возможны перемещения двух передних лап), умывания и спокойное бодрствование (периоды неподвижности) и сон. Тому типу поведения, которое преобладало в данный 10-секундный интервал, присваивали значение «1», а остальным «0». Количество единиц для каждого типа поведения суммировалось за 30-минутные периоды. Кроме того, подсчитывали количество стоек.

Тест «открытое поле»

Для регистрации поведения в тесте открытого поля использовали камеру цилиндрической формы с диаметром основания 1 метр и высотой стенок 40 см. Освещение в экспериментальной комнате осуществлялось с помощью одного центрально расположенного источника (40Вт). Во время эксперимента крысу помещали в центр открытого поля, после этого регистрировали поведение животного с помощью видеокамеры (DCR-DVD7E, Sony Corporation). В ходе анализа видеозаписей подсчитывали суммарную длительность (за экспериментальную сессию) поведения тех же типов, что и в серии опытов с одновременной регистрацией ЭЭГ и поведения.

Определение тканевого содержания гистамина в мозге методом высокоэффективной жидкостной хроматографии

Для определения влияния внутрибрюшинного введения метоприна (20 мг/кг) на тканевое содержание гистамина в отдельных структурах головного мозга крысу декапитировали и извлекали мозг. Затем выделяли следующие структуры мозга: стриатум, таламус, гипоталамус, гиппокамп и мозжечок. Образцы указанных структур мозга гомогенизировали, помещали в холодную (0 °С) 0,4 М хлорную кислоту и центрифугировали при 100 000 g в течение 45 минут (4 °С). Надосадочная жидкость (супернатант) была использована для определения содержания гистамина при помощи метода высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуоресцентной детекцией и использованием о-фталевого альдегида, как описано в работе [Yamatodani et al., 1985].

Определение уровня внеклеточного дофамина методом внутримозгового микродиализа

За сутки до проведения эксперимента крысам под наркозом (хлоралгидрат, 400 мг/кг внутрибрюшинно) вживляли микродиализную канюлю в область дорсального стриатума. Были использованы концентрические микродиализные зонды с пропускной способностью полупроницаемой мембраны до 20 кДа (Spectrum). Внешний диаметр зонда составлял 200 мкм. Координаты вживления канюли определяли по стереотаксическому атласу мозга крыс [Paxinos, Watson, 1998]: АР = 0,0 мм, LM = 3,0 мм, Н = 6,0 мм. В день эксперимента крысу помещали в экспериментальную камеру, диализную канюлю подсоединяли к системе, состоящей из шприцевого насоса (В. Braun perfusor VI, 50ml, type 871222/0), силиконовой трубки и гамильтонового шприца (V = 250 мкл), заполненного раствором Рингера. Скорость протока раствора через указанную систему составляла 1 мкл/мин. Каждый образец диализата собирали в течение 20 минут (V=20 мкл). До введения препарата проводили сбор и анализ 3 образцов диализата с целью определения базального уровня дофамина и его метаболитов ДОФУК (дигидроксифенилуксусной кислоты) и ГВК (гомованилиновой кислоты). Далее следовало внутрибрюшинное введение метоприна (10 мг/кг) либо контрольного раствора (1%-ый раствор молочной кислоты в 1мл 0,9% NaCl). После инъекции метоприна проводили сбор 5 образцов диализата (за 5

последовательных 20-минутных интервалов). Полученный диализат анализировали на содержание дофамина, ДОФУК и ГВК с помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии высокого давления с электрохимической детекцией.

По окончании эксперимента животных декапитировали и проводили морфологический контроль для определения области локализации микродиализного зонда.

Статистическая обработка

Статистическую обработку данных осуществляли с помощью программного обеспечения STATISTICA 6.0. Сравнение средних величин в случае независимых выборок проводили по U-критерию Манна-Уитни или t-критерию Стьюдента, а в случае зависимых выборок по Т-критерию Вилкоксона. Кроме того, использовали точный критерий Фишера и дисперсионный анализ (ANOVA) с последующим применением критерия Ньюмана-Кеулса. Результаты представлены в виде М ± SEM (среднее ± стандартная ошибка среднего).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Влияние тиоперамида на разряды пик-волна и поведение крыс WAG/Rij

Введение тиоперамида вызвало значительное увеличение количества разрядов пик-волна. При этом время начала усиления разрядов и длительность усиления зависели от дозы препарата (внутрибрюшинно (в/б) 5, 20 мг/кг; рис. 2Б). После введения тиоперамида в дозе 5 мг/кг увеличение количества разрядов пик-волна происходило в течение первых 30-ти минут, а затем следовало постепенное снижение. Усиление пик-волновой активности под влиянием более высокой дозы тиоперамида (20 мг/кг) возникало позже (во вторые 30 минут после введения), чем под влиянием низкой дозы (5 мг/кг). Повышенный уровень разрядов сохранялся в течение всего второго часа после введения 20 мг/кг тиоперамида.

Кроме повышения количества пик-волновых разрядов, введение тиоперамида привело также к увеличению средней длительности одиночного разряда. Однако статистически значимым этот эффект был только под влиянием более высокой дозы тиоперамида (20 мг/кг; данные не приведены).

-О-физраствор "•"-пюперамид 5 мпкг -•-тпоперамид 20 мг.'кг

□ физраствор Ш шоперамнд 5мг/кг ■ тиодарамид 20 мг'кг

60 минуты

Рис. 2. Влияние тиоперамида на уровень общей двигательной активности (А; по оси ординат количество 10-секундных интервалов с преобладанием двигательной активности) и количество разрядов пик-волна (Б). В каждой группе п=6. * -р<0.05,т- р=0.08, по сравнению с физраствором.

Поведение крыс У/АО/Яу под влиянием тиоперамида практически не изменилось. Наблюдалось только небольшое снижение суммарной длительности общей двигательной активности (локомоция + принюхивания + умывания) при низкой дозе тиоперамида (5мг/кг; рис. 2А).

Влияние метоприна на разряды пик-волна и поведение крыс \VAGZRij

Метоприн вызвал изменение уровня пик-волновой активности. Причем в зависимости от дозы препарата наблюдалось усиление или подавление разрядов (рис. ЗБ). После введения 5мг/кг метоприна нарастание количества разрядов происходило в течение первого часа после инъекции, затем следовало постепенное снижение уровня пик-волновой активности. Метоприн в дозе 10 мг/кг в первые 30 минут после введения вызвал достоверное снижение количества разрядов пик-волна. Далее количество разрядов постепенно увеличивалось и к четвертому 30-минутному интервалу уровень пик-волновой активности при метоприне (10мг/кг) превышал таковой в контрольной группе (1%-ый раствор молочной кислоты). Совершенно другой эффект наблюдался после введения 20 мг/кг метоприна. Уже в первые 30 минут после инъекции

-1% р-р МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ (11=6) -метопрнн 10 мт-'кг (п=81

~*~метоприн 5 мг'кг (п=б) -•-метопрнн 20 мг'кг (п=6)

□ 1 %р-р молочной кислоты (п=6) ■ метопрнн 10мп'кг(п=8)

I метопрнн 5 мг/кг (п=б) I метопрнн 20 мг'кг (п=6)

£г я за -

а | 25 С 1 20

5 1 »

2 = ю ч

90 1 го минуты

Рис. 3. Влияние метоприна на уровень общей двигательной активности (А; по оси ординат количество 10-секундных интервалов с преобладанием двигательной активности) и количество разрядов пик-волна (Б). * - /><0.05, т-/>=0.07, по сравнению с 1% раствором молочной кислоты.

разряды полностью исчезли и стали вновь появляться только к третьему часу после введения.

Изменений средней длительности одиночного пик-волнового разряда под влиянием метоприна установлено не было.

Анализ поведения крыс \УАО/Яц показал, что усиление пик-волновой активности (5 и 10 мг/кг метоприна) происходило на фоне сравнительно спокойного поведения животных (рис. ЗА). Тогда как снижение количества разрядов в течение первых 30 минут после введения 10 мг/кг и четырех часов после введения 20 мг/кг метоприна сопровождалось сильной двигательной активацией (локомоцией и принюхиваниями) крыс. Кроме того, неожиданно обнаружилось, что под влиянием метоприна (10 и 20 мг/кг) возникало стереотипное поведение, заключающееся в постоянных поворотах крысы при передвижении и ярко выраженных повторяющихся движениях головы в вертикальной плоскости.

Поскольку около 30 % популяции крыс \УАОЯ1у предрасположены не только к абсансной эпилепсии, но и к аудиогенным судорогам, возник вопрос о

том, будет ли отличаться эффект метоприна у субпопуляций крыс линии ■МАО/Яу. В отдельной серии электрофизиологических экспериментов было показано, что метоприн в дозе 20 мг/кг вызывает подавление пик-волновых разрядов у крыс \УАО/11у вне зависимости от их предрасположенности к аудиогенным судорогам (в каждой группе п=5). Сравнение влияния метоприна на двигательную активность у двух субпопуляций крыс ^^АО/Ну было проведено в специальной серии экспериментов с использованием теста «открытого поля».

Сравнение влияния метоприна на уровень двигательной активности у крыс линии \УАСЛ*Ц с чистой абсансной и смешанной (абсансной и аудиогениой) формой эпилепсии в тесте открытого поля

У крыс WAG/Rij со смешанной формой эпилепсии (п=5), также как и у крыс \УАС/11у с чистой абсансной эпилепсией (п=6) после введения метоприна (в/б 20 мг/кг) наблюдалась гиперлокомоция. Усиление локомоторной активности сопровождалось ярко выраженным стереотипным поведением тех же типов, что и в серии опытов с одновременной регистрацией ЭЭГ и поведения.

Кроме того, было проведено сравнение эффекта метоприна (20 мг/кг) у крыс линии \УАО/11ц с контрольными крысами линии \Vistar, не предрасположенными к абсансной эпилепсии. У крыс линии \Vistar метоприн также вызывал достоверное усиление локомоторной активности (табл. 1). и

Таблица 1. Изменение локомоторной активности у крыс линий '^'АС/Иу и W¡star под влиянием метоприна в дозе 20 мг/кг (данные в процентах от общей длительности регистрации поведения в тесте открытого поля)

метоприн 20 мг/кг 1-% раствор молочной

кислоты

\VAGZRij 64±8 П 19±2|

\Vistar 28±9* 6±3

В каждой группе п > 10. Приведены усредненные данные за четыре последовательных интервала регистрации поведения в 1,2,3 и 4-й часы после инъекции (длительность каждого интервала двенадцать минут). * - р<0.05 - для сравнения со своей контрольной группой (1-% раствор молочной кислоты); ^ - р<0.05 - для сравнения с крысами линии \Vistar.

возникновение стереотипии. При сравнении линий можно отмстить, что локомоторная активность у крыс WAG/Rij была выше, чем у крыс Wistar как после введения метоприна, так и после введения контрольного вещества.

У крыс двух субпопуляций (предрасположенных и не предрасположенных к аудиогенной эпилепсии) линии Wistar в отличие от крыс двух субпопуляций линии WAG/Rij влияние метоприна (20 мг/кг) на поведение различалось. А именно у аудиогенных крыс Wistar после введения метоприна была достоверно увеличена суммарная длительность принюхиваний (данные не приведены).

Увеличение тканевого содержания гистамина в мозге крыс линий WAG/Rij и Wistar под влиянием метоприна

Метоприн (в/б 20 мг/кг) вызвал достоверное увеличение тканевого содержания гистамина в стриатуме, таламусе, гипоталамусе и гиппокампе крыс линий WAG/Rij (п=5) и Wistar (п=5). Полученные результаты подтверждают имеющиеся в литературе данные других авторов о том, что под влиянием метоприна происходит существенное повышение уровня гистамина в головном мозге крыс [Hough et at., 1986; Itoh et al., 1991]. Кроме того, мы обнаружили, что эффект метоприна в стриатуме и таламусе у крыс линии Wistar был выражен сильнее (325±39% в стриатуме и 318±12% в таламусе), чем у крыс линии WAG/Rij (180±10% в стриатуме и 170±4% в таламусе). В контрольной группе (введение 1% раствора молочной кислоты) существенных отличий между линиями крыс выявлено не было.

Влияние метоприна на уровень внеклеточного дофамина в стриатуме крыс линии WAG/Rij

На основании данных о возникновении под влиянием более высоких доз метоприна выраженного стереотипного поведения у крыс возникло предположение об активации дофаминергической системы в этих условиях. С целью проверки этого предположения было проведено измерение уровня внеклеточного дофамина в стриатуме крыс линии WAG/Rij.

С помощью метода внутримозгового микродиализа и последующего

хроматографического анализа диализных проб было показано, что метоприн

(в/б 10 мг/кг, п=6) вызывает достоверное повышение уровня внеклеточного

дофамина в дорсальном стриатуме крыс \УАС/Щ|. Существенное увеличение концентрации дофамина (144 ±19 % от базального уровня, р<0.05) наблюдалось уже в первые 20 минут после введения метоприна. Во вторые 20 минут после введения уровень дофамина оставался повышенным (159±24 %, р=0.05), а затем следовало постепенное снижение. Повышение уровня дофамина в стриатуме в течение сорока минут после введения метоприна соответствует по времени периоду ярко выраженного стереотипного поведения, вызванного данной дозой препарата у крыс \УАС/К.у.

Внеклеточное содержание метаболитов дофамина (ДОФУК и ГВК) в стриатуме крыс \VAGZRij после введения метоприна существенно не изменилось.

Влияние антагониста Н1 гистаминовых рецепторов, пириламина, на антиабсансный эффект высокой дозы метоприна

Данная серия экспериментов была проведена для того, чтобы оценить участие Н1 рецепторов в таких эффектах высокой дозы метоприна, как подавление пик-волновых разрядов и усиление двигательной активности у крыс \УАО/Шь

Сам по себе пириламин не оказывал существенного влияния на уровень пик-волновой активности и поведение крыс.

Предварительное введение пириламина (в/б 20 мг/кг, за 30 минут до метоприна) не привело к ослаблению эффекта подавления пик-волновых разрядов, вызванного метоприном (в/б 20 мг/кг). И даже наоборот, подавление пик-волновых разрядов под влиянием пириламина и метоприна было более длительным, чем после введения метоприна. без предварительной инъекции пириламина (рис. 4Б).

Кроме того, пириламин продлил стереотипное поведение и усиление двигательной активности (локомоции и принюхиваний), вызванные метоприном (рис. 4А).

-пирнламкя 20МРКГ-меюприн 20 мг.'кг (п=5,

- физрастсвор -метоприн 20 мп'кг (й=5)

И пириламин 20мг,'кг -метопринЗО мг/кг (п=5) ШфнзРастовоР-метопрнн 20 мг/кг (п=5)

Рис. 4. Влияние пириламина на изменение уровня общей двигательной активности (А; количество 10-секундных интервалов с преобладанием двигательной активности) и на изменение количества разрядов пик-волна (Б), вызванные метоприном. * - р<0.05, по сравнению с фоном; # - р<0.05, по сравнению с группой «пириламин + метоприн».

Влияние пириламина на усиление пик-волновой активности, вызванное галоперидолом

В связи с тем, что пириламин усиливает такие эффекты мегоприна как: подавление пик-волновых разрядов, двигательная активация и стереотипное поведение, можно предположить, что пириламин потенциирует действие метоприна на дофаминергическую систему. Если это предположение верно, то пириламин, вероятно, будет влиять и на эффект антагонистов дофаминовой системы. Известно, что антагонисты дофаминовых рецепторов вызывают усиление пик-волновой активности у крыс \УАО/Ш) []УНсЫапоУ8ка}а й а!., 2001]. Целью данной серии экспериментов было оценить влияние пириламина на усиление пик-волновой активности, вызванное антагонистом дофаминовых рецепторов второго типа, галоперидолом.

Как и ожидалось, пириламин (в/б 20 мг/кг, за 30 мин до галоперидола) значительно ослабил эффект усиления пик-волновой активности, вызванный галоперидолом (в/б 1 мг/кг; рис. 5).

□ 1%р-р молочной

КИСЛОМ (11=6)

■ физраствор -

■ гшри.1амнн20 мг/кг + галоперилол 1мпкг (п=б)

галопернаол 1 мглсг (п=6)

фон ^

30 60 90

минуты

120

Рис. 5. Снижение эффекта галоперидола под влиянием пириламина. * - р<0.05, т- /1=0.06, по сравнению с контрольной группой (1% р-р молочной кислоты); # - р < 0.05, по сравнению с группой «физраствор + галоперидол». Стрелкой отмечено введение галоперидола.

Внутрикорковые микроинъекции (дополнительные эксперименты)

Во всех предыдущих экспериментах препараты вводили системно. Однако системное введение вещества вызывает изменения тех или иных характеристик во многих отделах центральной нервной системы, что усложняет интерпретацию полученных результатов. Известно, что локальное введение одного и того же препарата в разные структуры мозга может вызывать противоположные эффекты. Эксперименты с локальным введением веществ в головной мозг крыс линии \\/АО/11у были запланированы в данной работе, но на этапе проведения контрольных микроинъекций в кору мозга нами были получены неожиданные и интересные результаты.

Выяснилось, что само по себе введение инъекционной канюли в кору мозга вызывает волну распространяющейся депрессии (РД), за которой следует длительное (по крайней мере, до 90 минут) снижение уровня ник-волновой активности у крыс \*/АО/Ш]. В тех случаях, когда введение канюли не запускало РД, количество разрядов пик-волна существенно не изменялось. Учитывая то, что и в повторных экспериментах процент инициации РД оставался высоким (> 50%), для адекватного анализа уровня пик-волновой активности после проведения внутримозговых микроинъекций представляется необходимым контроль возникновения волны распространяющейся депрессии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные в настоящей работе данные свидетельствуют о сложной дозозависимости действия гистаминовых препаратов на пик-волновую активность у крыс линии 1№АС/Яу. С увеличением доз тиоперамида (обратного агониста НЗ ауторецепторов) и метоприна (ингибитора фермента деградации гистамина) к их основному действию, усилению пик-волновых разрядов, добавился эффект снижения количества разрядов. Проследить динамику изменения уровня эпилептической активности в зависимости от дозы используемых веществ нам позволило свойство спонтанного возникновения (с довольно высокой частотой на протяжении суток) разрядов пик-волна у крыс генетических моделей абсансной эпилепсии [Соепеп е1 а1., 1991]. Возможность определения изменяющегося во времени влияния гистаминергических препаратов на спонтанную эпилептическую активность является особенностью настоящего исследования. В большинстве известных нам работ других авторов оценка изменения уровня пароксизмальной активности (вызванной химическим или электрическим воздействием) проводилась только в отдельные моменты времени после введения гистаминовых веществ [Катек 2001; 8сЬегк1 с! а!., 1991; гЬа^ а!., 2003].

Сложная динамика изменения количества пик-волновых разрядов, обнаруженная в наших экспериментах, может быть следствием активации под воздействием гистаминергических препаратов не только гистаминовой, но и дофаминовой системы мозга. Данное предположение основано на наблюдении за поведением крыс во время записи ЭЭГ. Под влиянием метоприна происходило существенное изменение поведенческой активности животных. А именно метоприн вызывал двигательную активацию и стереотипию, которые сопровождались снижением количества разрядов пик-волна. С помощью метода внутримозгового микродиализа удалось установить, что указанная двигательная активация и стереотипное поведение совпадали по времени с повышением уровня дофамина в стриатуме у крыс АМАО/Иу. Последние результаты стали подтверждением нашего предположения о вовлечении дофаминергической системы в действие метоприна на пик-волновую активность.

Авторы большинства известных нам исследований связывают действие метоприна и тиоперамида на эпилептическую активность с их влиянием на

уровень гистамина в мозге [Harada et al., 2004; Tuomisto et al., 1987; Yokoyama et al., 1992, 1993]. Тиоперамид, являясь обратным агонистом гистаминовых НЗ-ауторецепторов, усиливает синтез и высвобождение гистамина из аксонных утолщений гистаминергических нейронов [Arrang et al., 198.7]. Метоприн вызывает увеличение уровня гистамина в мозге за счет ингибирования фермента его деградации (гистамин-М-метилтрансферазы) [Hough et al., 1986]. Увеличение концентрации внеклеточного гистамина может оказывать действие на эпилептическую активность на разных уровнях ЦНС, поскольку проекции гистаминергических нейронов присутствуют практически во всех отделах мозга.

Сходство влияния метоприна и тиоперамида на уровень пик-волновой активности свидетельствует в пользу того, что наблюдаемые нами изменения количества разрядов отражают влияние указанных препаратов на уровень гистамина в мозге крыс WAG/Rij. Важно отметить, что обнаруженное нами под влиянием тиоперамида и метоприна усиление пик-волновой активности абсансной эпилепсии противоположно эффекту ослабления судорожных приступов, наблюдаемому другими авторами на моделях конвульсивной эпилепсии [Kamei, 2001; Harada et al., 2004; Yokoyama et al., 1992, 1993]. В основе эффекта ослабления конвульсивной активности под влиянием веществ, увеличивающих уровень гистамина, в том числе тиоперамида и метоприна, может лежать усиление ГАМКергической системы мозга. Показано, что гистамин оказывает воздействие на ГАМКергическую систему за счет влияния на высвобождение основного тормозного нейротрансмиттера [Soria-Jasso, Arias-Montano, 1996; Waskiewicz, Rafaiwska, 1992], а также за счет потенциации действия ГАМК на ГАМК-А рецепторы [Okuma et al., 2001; Saras et al., 2008]. Следует подчеркнуть, что в отличие от конвульсивной формы пароксизмальной активности усиление ГАМК системы при абсансной эпилепсии приводит к увеличению количества и средней длительности пик-волновых разрядов [Coenen et al., 1995; Peeters et al., 1989]. Таким образом, эффект тиоперамида и метоприна, выражающийся в усилении пик-волновой активности у крыс WAG/Rij в нашем исследовании, может быть, по крайней мере, отчасти, следствием активации ГАМКергической системы.

Однако, как уже упоминалось, при увеличении доз метоприна (10 мг/кг) и тиоперамида (20 мг/кг) кроме увеличения количества разрядов мы наблюдали

также и снижение уровня пик-волновой активности у крыс \УАС/11у. Последний эффект выражался в том, что усиление разрядов под воздействием более высоких доз метоприна и тиоперамида наступало позже, чем при введении низких доз (5 мг/кг). А при увеличении дозы метоприна до 20 мг/кг преобладал, очевидно, эффект снижения уровня пик-волновой активности и мы наблюдали подавление разрядов в течение как минимум трех часов. Это может быть связано с влиянием гистаминергических препаратов на активность других нейромодуляторных систем. Из литературных данных известно, что тиоперамид вызывает увеличение уровня внеклеточного дофамина в стриатуме у крыс [Сорокин, 2004]. В свою очередь, в наших экспериментах на крысах \VAG7Rij было показано, что введение метоприна также приводит к повышению концентрации внеклеточного дофамина в стриатуме. Известно, что введение агонистов дофаминовых рецепторов первого и второго типа крысам линий, представляющих генетическую модель абсансной эпилепсии, вызывает подавление пик-волновых разрядов [БегапБагТ е! а!., 2000]. Указанное действие дофаминовых агонистов может осуществляться за счет их влияния на активность нейронов, посылающих проекции из стриатума в ретикулярную часть черной субстанции, ГАМКергические нейроны, которой, как было показано, участвуют в регуляции пик-волновой активности [ОераиНэ, 1990]. Таким образом, наблюдаемое в наших экспериментах при использовании более высоких доз метоприна и тиоперамида снижение пик-волновой активности может быть следствием увеличения уровня дофамина в стриатуме крыс \УАС/11у. Тем не менее, нельзя исключать участие в осуществлении этого эффекта других нейромедиаторных и нейромодуляторных систем мозга.

Значительное снижение разрядов пик-волна, наблюдаемое нами у крыс \УАО/11у во время сильной двигательной активации, вызванной метоприном (в течение первых сорока минут после введения 10 мг/кг и четырех часов после 20 мг/кг), соответствует литературным данным, по которыми только 9% разрядов пик-волна возникает во время активного бодрствования рЗппкепЬш^ й а!., 1991]. Усиление локомоторной активности под влиянием метоприна может быть связано с увеличением уровня эндогенного гистамина [Кйапака с1 а1., 2007; Бака1 й а!., 1992]. Однако введение тиоперамида не вызвало изменения суммарной длительности локомоции у крыс \УАС/Ш]. Несоответствие влияния метоприна и тиоперамида на локомоторную активность может быть следствием

различия механизмов действия этих препаратов. Метоприн, ингибируя гистамин-М-метилтрансферазу, вызывает увеличение уровня гистамина и снижение уровня его метаболита (теле-метилгистамина) в мозге. В свою очередь, тиоперамид снижает спонтанную активность НЗ ауторецепторов и таким образом усиливает синтез и высвобождение гистамина. Под влиянием тиоперамида происходит повышение уровня теле-метилгистамина. Кроме того, тиоперамид, связывается с НЗ гетерорецепторами и постсинаптическими НЗ рецепторами [Brabant et al., 2009]. Известно, что усилению локомоторной активности способствует активация дофаминовой системы базальных ганглиев [Pennartz et al., 1994]. Выше уже было высказано предположение о вовлечении дофаминергической системы в эффекты гистаминовых препаратов. Возможно, эффект усиления локомоции под влиянием метоприна связан с более сильным, по сравнению с тиоперамидом, воздействием на дофаминергичсскую систему. Обнаружение стереотипного поведения у крыс после введения метоприна в наших экспериментах служит подтверждением этого предположения. Следует отметить, что другие авторы не сообщали о возникновении стереотипного поведения под влиянием метоприна. Нам известны только данные, в соответствии с которыми метоприн модулирует стереотипное поведение, вызванное метамфетамином у мышей [Kitanaka et al., 2007].

Влияние гистамина на уровень дофамина в мозге, согласно литературными данными, опосредовано HI гистаминовыми рецепторами [Dringenberg et al., 199В; Galosi et al., 2001]. В нашей работе антагонист Hl рецепторов, пириламин, продлил эффекты подавления разрядов пик-волна и усиления поведенческой активности, вызванные введением метоприна крысам WAG/Rij. Таким образом, пириламин, усилил влияние метоприна на дофаминергическую систему. Эти результаты подтверждают данные Galosi и соавт. [Galosi et al., 2001], которые показали, что при введении как гистамина (естественного агониста HI рецепторов), так и пириламина в прилежащем ядре может наблюдаться увеличение концентрации внеклеточного дофамина. Однако механизм этого воздействия пока не известен.

Пириламин достоверно снизил усиление пик-волновой активности у крыс WAG/Rij, вызванное введением галоперидола, антагониста дофаминовых рецепторов второго типа. Этот результат свидетельствует в пользу предположения об активирующем действии пириламина на

дофаминергическую систему. Тем не менее, сам по себс пириламин (20 мг/кг) в целом не изменил уровень пик-волновых разрядов у крыс WAG/Rij.

Предполагая возможное влияние факторов генетической предрасположенности к абсансной и/или аудиогенной эпилепсии, мы провели сравнение эффектов метоприна у двух субпопуляций (аудиогенных и неаудиогенных) крыс линий WAG/Rij и Wistar. Различие, обнаруженное между линиями крыс, заключалось в том, что эффект повышения тканевого содержания гистамина под влиянием метоприна в стриатуме и таламусе у крыс линии WAG/Rij был выражен значительно слабее, чем у крыс линии Wistar. Полученные результаты могут быть следствием того, что у крыс линий WAG/Rij и Wistar в стриатуме и таламусе существуют различия в скорости метаболизма гистамина. С другой стороны, пониженная скорость «накопления» гистамина после ингибирования фермента его деградации может быть результатом более высокой плотности НЗ аугорецепторов в этих структурах мозга у крыс линии WAG/Rij.

Сравнение эффектов метоприна у крыс двух субпопуляций линии WAG/Rij не выявило существенных отличий. А при сравнении аудиогенных крыс линий WAG/Rij и Wistar удалось обнаружить, что если для аудиогенных крыс WAG/Rij характерным поведением после введения метоприна была гиперлокомоция, то у аудиогенных крыс Wistar преобладали постоянные (навязчивые) принюхивания. Учитывая влияние метоприна на уровень дофамина в мозге, можно предположить, что гиперлокомоция и навязчивые принюхивания являются разными проявлениями активации мезолимбической дофаминергической системы [de Bruin et al., 2001; Schulz et al., 1981].

ВЫВОДЫ

1. Тиоперамид (5, 20 мг/кг) и метоприн (5, 10 мг/кг), вещества с помощью разных механизмов повышающие уровень эндогенного гистамина в мозге, вызывают дозозависимое усиление пик-волновой активности абсансной эпилепсии у крыс линии WAG/Rij. Отмечено сходство динамики изменения количества разрядов пик-волна при указанных дозах препаратов.

2. В более высокой дозе метоприн (20 мг/кг) оказывает противоположное действие, а именно вызывает длительное подавление пик-волновых разрядов у крыс WAG/Rij.

3. Усиление пик-волновых разрядов, вызванное тиоперамидом или метоприном (при более низких дозах), сопровождается нормальным, сравнительно спокойным поведением крыс У^АО/Яу, тогда как снижение количества разрядов пик-волна под влиянием метоприна происходит на фоне сильной двигательной активации крыс.

4. Влияние метоприна (20 мг/кг) на уровень пик-волновых разрядов и на локомоторную активность не отличается у двух субпопуляций крыс линии \¥АО/11у - с чистой абсансной и смешанной (абсансной и аудиогенной) эпилепсией.

5. Впервые показано, что метоприн, ингибитор фермента деградации гистамина, вызывает стереотипное поведение как у крыс двух субпопуляций линии \УАО/И), так и у аудиогенных и неаудиогенных крыс линии \У1з1аг.

6. Сравнение тканевого содержания гистамина в мозге у крыс линий №АС/11ц и \Vistar показало, что метоприн вызывает достоверное увеличение уровня гистамина в стриатуме, таламусе, гипоталамусе и гиппокампе крыс обеих линий. Однако эффект увеличения уровня гистамина в стриатуме и таламусе у крыс линии \Vistar выражен сильнее, чем у крыс линии '\УАО/11у. Эти результаты указывают на то, что у крыс линий \¥АО/11ц и \Vistar в стриатуме и таламусе существуют различия в скорости метаболизма гистамина.

7. Методом внутримозгового микродиализа показано, что метоприн повышает концентрацию внеклеточного дофамина в стриатуме у крыс линии АМАОЯЦ). Увеличение уровня дофамина в стриатуме по времени совпадает с периодом ярко выраженного стереотипного поведения у крыс. Активация дофаминергической системы может лежать в основе подавления пик-волновых разрядов, наблюдаемого под влиянием высокой дозы метоприна (20 мг/кг).

8. Антагонист Н1 рецепторов, пириламин, продлевает эффект подавления пик-волновых разрядов, вызванный метоприном, и снижает усиление разрядов пик-волна, вызванное галоперидолом. Эти результаты свидетельствуют об активации дофаминергической системы мозга под влиянием пириламина.

9. Наблюдаемые при действии гистаминовых препаратов специфические эффекты, а именно: сложная динамика изменения уровня пик-волновой активности, возникновение стереотипного поведения, повышение уровня дофамина в стриатуме и снижение вызванного галоперидолом усиления разрядов пик-волна у крыс ХУЛО/Яу, указывают на взаимодействие

гистаминовой и дофаминовой нейромодуляторных систем в регуляции пароксизмальной активности при абсансной эпилепсии.

Публикации автора по материалам диссертации:

1. Габова А.В., Гнездицкий В.В., Боснякова Д.Ю., Жарикова А.В., Самотаева И.С., Обухов Ю.В., Кузнецова Г.Д. Частотно-временная динамика разрядов «пик-волна» у пациентов с абсансной эпилепсией. Технологии живых систем. 2008.Т.5. №5-6. С.72-81.

2. Самотаева И.С. Влияние тиоперамида, обратного агониста НЗ гистаминовых рецепторов, на разряды пик-волна крыс линии WAG/Rij. Фундаментальные исследования. 2010. №10. С. 9-17.

3. Samotaeva I.S., Kuznetsova G.D., Tuomisto L. Immediate and delayed effects of metoprine injection in WAG/Rij rats. EHRS-2008 (37th meeting of European Histamine Research Society, Stockholm). Abstracts. 04. P.31.

4. Gabova A., Kuznetsova G., Samotaeva I., Bosnyakova D., Obukhov Y., Gnezditski V., Coenen A., van Luijtelaar G.Coexistence of two types nonconvulsive discharges in absence epilepsy patients and genetic absence epilepsy WAG/Rij rats. Epilepsia. 2010. Vol.51. SI Suppl. 4.P.130.

5.1.S. Samotaeva, G. van Luijtelaar, G. D. Kuznetsova, L.V. Vinogradova. Simple experimental manipulation can cause a spreading depression wave and as a result suppression of absence seizures. FENS-2010 (7th Forum of European Ncuroscience). Abstr., vol.5, 106.37.

6. Irina S. Samotaeva, Lyudmila V. Vinogradova. Simple experimental manipulation can cause a spreading depression wave and as a result suppression of absence seizures. Shaping spike-wave discharges: genetic and epigenetic factors. Conf. with internation. particip.-M.: Изд. дом «Русский врач», 2010. С.23-26.

Подписано в печать: 21.01.2011

Заказ № 4878 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Самотаева, Ирина Сергеевна

Введение.

Глава1. Обзор литературы.

1.1. Краткая классификация эпилепсий и эпилептических синдромов человека.

1.2. Абсансная эпилепсия человека.

1.2.1. Эпилептические синдромы, связанные с абсансными приступами

1.2.2. Клинические проявления абсансных приступов.

1.2.3. Электроэнцефалографические характеристики абсансных приступов.

1.3. Генетические модели эпилепсий на животных.

1.3.1. Генетические модели абсансной эпилепсии. Крысы линии \¥АОЛЩ.

1.3.2. Крысы ,\УАОЛ1у со смешанной (абсансной и аудиогенной) эпилепсией.

1.4. Структурные, сетевые и клеточные механизмы регуляции парок-сизмальной активности неконвульсивной абсансной и конвульсивной аудиогенной эпилепсии.

1.4.1. Механизмы возникновения и регуляции абсансных приступов

1.4.2. Регуляция аудиогенных приступов.

1.5. Роль нейромедиаторных и нейромодуляторных систем в регуляции эпилептической активности: отличие неконвульсивной формы эпилепсии от конвульсивной.

1.5.1. Глутаматергическая и ГАМКергическая нейромедиаторные системы мозга.

1.5.2. Катехоламинергические и серотонинергическая нейромодуляторные системы мозга.

1.5.3. Гистаминергическая нейромодуляторная система мозга.

Глава2. Материалы и методы исследования.

2.1. Экспериментальные животные.

2.2. Регистрация электроэнцефалограммы.

2.3. Регистрация поведения.

2.4. Определение тканевого содержания гистамина в мозге методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

2.5. Определение уровня внеклеточного дофамина методом внутримозгового микродиализа.

2.6. Тест на предрасположенность к аудиогенным судорогам.

Дополнительные эксперименты

2.7. Внутрикорковые микроинъекции.

2.8. Регистрация сдвигов постоянного потенциала.

2.9. Фармакологические вещества.

2.10. Статистическая обработка.

Глава 3. Результаты исследований и их обсуждение.

3.1. Влияние тиоперамида на разряды пик-волна и поведение крыс 1№АО/Е1у.

3.2. Влияние метоприна на разряды пик-волна и поведение крыс \УАО/Яу.

3.3. Влияние метоприна на уровень локомоторной активности крыс линии ^МАО/Яу с чистой абсансной эпилепсией в тесте открытого поля

3.4. Влияние метоприна на поведение крыс "\\гАО/Щ) со смешанной (абсансной и аудиогенной) эпилепсией в тесте открытого поля.

3.5. Сравнение влияния метоприна на тканевое содержание гистамина в мозге крыс линии \¥АО/1Ц] и линии \Vistar.

3.6. Влияние метоприна на уровень внеклеточного дофамина в стриатуме крыс линии WAG/Rij.

3.7. Влияние антагониста Н1 гистаминовых рецепторов, пириламина, на антиабсансный эффект высокой дозы метоприна.

3.8. Влияние пириламина на усиление пик-волновой активности, вызванное галоперидолом.

3.9. Внутрикорковые микроинъекции (дополнительные эксперименты)

3.9.1. Подавление пик-волновой активности у крыс \УАО/Яу после контрольных внутрикорковых микроинъекций.

3.9.2. Вероятность возникновения волны распространяющейся депрессии в результате прокола коры инъекционной канюлей и влияние этого эффекта на пик-волновую активность крыс WAG/Rij.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль гистаминергической системы мозга в регуляции пик-волновой активности при абсансной эпилепсии"

Эпилепсия является одним из наиболее распространенных заболеваний центральной нервной системы [Niedermeyer, 1993]. Это гетерогенная группа заболеваний, различающихся по своей этиологии, фармакологическому профилю, электрографическим и поведенческим паттернам пароксизмальных приступов.

В 1705г. Poupart впервые описал абсансные эпилептические приступы (абсансы), которые Tissot впоследствии назвал «petits accès» (малые приступы) [van Luijtelaar, Sitnikova, 2006], a Calmeil в 1824 г. ввел термин «абсансные приступы». Абсансная эпилепсия является идиопатической эпилепсией. Типичные абсансы чаще всего дебютируют в детском или подростковом возрасте. Они принципиальным образом отличаются от приступов других форм генерализованной эпилепсии, так называемой grand mal эпилепсии. А именно абсансные пароксизмы не сопровождаются конвульсивной активностью, то есть являются неконвульсивными эпилептическими приступами. Основные клинические проявления абсансов включают внезапное и краткое нарушение сознания пациента и минимальные миоклонические подергивания мимических мышц и век [Panayiotopoulos, 1999]. Электроэнцефалографическим признаком абсансных приступов являются генерализованные билатерально симметричные и синхронные разряды пик-волна (3-4 Гц). Считается, что основные структуры, принимающие участие в формировании пароксизмальной активности абсансной эпилепсии, это кора мозга и таламус.

Важность разработки более эффективных и специфически действующих антиэпилептических препаратов не вызывает сомнения. Однако, большинство новых, клинически эффективных антиконвульсантов, были обнаружены при тестировании препаратов, структурно сходных с уже имеющимися, известными антиконвульсантами [Löscher, 1998]. Значительно реже антиконвульсанты разрабатываются на основе представлений об эпилептогенезе и процессах инициации, развития, распространения и окончания эпилептических пароксизмов. В исследовании этих процессов большую роль играет использование моделей эпилепсии на животных.

Последние двадцать лет большинство исследований по абсансной эпилепсии проводится на крысах линий WAG/Rij [Coenen, van Luijtelaar, 2003] и GAERS [Danober et al., 1998; Vergnes et al., 1982], генетических моделях абсансной эпилепсии. Для электроэнцефалограммы (ЭЭГ) крыс линий WAG/Rij и GAERS так же, как и для ЭЭГ пациентов с абсансной эпилепсией характерны спонтанно возникающие генерализованные разряды пик-волна (7-9 Гц). Многочисленные электрофизиологические и фармакологические исследования подтверждают валидность этих генетических моделей неконвульсивной эпилепсии [van Luijtelaar, Coenen, 2009].

Примерно 30 % популяции крыс линии WAG/Rij генетически предрасположены не только к абсансной, но и аудиогенной эпилепсии [Кузнецова, 1998]. Крысы, предрасположенные к аудиогенной эпилепсии, на звук определенного частотного состава и интенсивности отвечают сильным двигательным возбуждением, которое часто переходит в эпилептиформный судорожный припадок с клонической, а иногда и тонической фазами. Аудиогенные приступы у крыс рассматриваются в качестве экспериментальных моделей эпилепсии человека [Сорокин, 2004]. Таким образом, чувствительные к звуку крысы линии WAG/Rij могут представлять модель смешанной (абсансной и аудиогенной) эпилепсии.

Считается, что основную роль в формировании и генерализации пароксизмальных разрядов нейронов играет соотношение активности глутаматергической и ГАМКергической систем мозга. Однако все большее количество данных свидетельствуют о важной функции других нейромедиаторных и нейромодуляторных систем в регуляции эпилептических приступов. Так, было показано, что снижение активности дофаминовой и норадреналиновой систем мозга вызывает увеличение количества разрядов пик-волна абсансной эпилепсии у крыс WAG/Rij [Midzianovskaia et al., 2001; Sitnikova, van Luijtelaar, 2005]. В других работах подтвердилось участие ацетилхолиновой и серотониновой систем в регуляции пик-волновой активности [Berdiev, van Luijtelaar, 2009; Jakus et al., 2003].

Ацетилхолин, норадреналин и серотонин относят к нейромедиаторам, осуществляющим синаптическую передачу нервных импульсов в восходящей активирующей ретикулярной системе. Считается, что указанные нейромедиаторы играют важную роль в регулировании корковой нейронной активности и ее коррелята, поведенческой активности [Lin, 2000]. Влияние ацетилхолина, норадреналина и серотонина на уровень пик-волновых разрядов абсансной эпилепсии, вероятно, связано с их модулирующим действием на активность нейронов таламокортикальных цепей [McCormick, 1992].

Существование гистаминергической системы в мозге было показано не так давно, в 1984г. [Panula et al., 1984; Watanabe et al., 1984]. Как следствие гистаминергическая система на данный момент изучена значительно меньше по сравнению с другими аминергическими системами. Тем не менее, на основании литературных данных можно заключить, что гистамин играет роль нейромодулятора в мозге и участвует в регуляции таких функции ЦНС как энергетический метаболизм, водный баланс, потребление пищи, терморегуляция и сердечнососудистая регуляция [Haas et al., 2008]. Скорость высвобождения гистамина в мозге, так же как и импульсная активность гистаминергических нейронов меняется в зависимости от уровня поведенческой активности [Mochizuki et al., 1992], что может отражать участие гистамина в регуляции циркадных ритмов двигательной активности. Также существуют данные о том, что гистамин регулирует уровень нейронной активности в коре мозга [Lin, 2000]. Эта регуляция может осуществляться как за счет восходящих проекций гистаминовых нейронов в кору мозга, таламус или преоптическую область гипоталамуса, так и за счет нисходящих проекций в стволовую область мозга, где располагаются тела ацетилхолин-, норадреналин- и серотонинергических нейронов. Учитывая влияние гистамина на уровень возбудимости корковых нейронов и поведенческую активность, можно предположить, что гистаминергическая система принимает участие в регуляции пик-волновых разрядов абсансной эпилепсии [Соепеп е! а1., 1991]. Для подтверждения предполагаемого влияния гистаминовой системы на пик-волновую активность и определения направления этого влияния необходимы экспериментальные исследования, поскольку имеющиеся в литературе данные по этому вопросу слишком немногочисленны [ММгуапоузкауа е1 а1., 2002, 2005 ]. Изучение влияния активности гистаминергической системы на уровень пик-волновых разрядов может способствовать лучшему пониманию механизмов формирования и регуляции абсансной эпилепсии. Цель и задачи исследования

Целью данной работы было изучение влияния повышенного эндогенного уровня гистамина на пик-волновые разряды и поведение крыс линии WAG/Rij, генетической модели абсансной эпилепсии человека. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Оценить влияние системного введения обратного агониста гистаминовых НЗ ауторецепторов, тиоперамида, на уровень пик-волновой активности и поведение крыс линии WAG/Rij.

2. Определить влияние системного введения ингибитора фермента деградации гистамина, метоприна, на уровень пик-волновой активности и поведение крыс линии "^АО/Яу.

3. Сравнить влияние метоприна на поведение в тесте «открытого поля» и на тканевое содержание гистамина в мозге у крыс с генетической абсансной эпилепсией - крыс линии Л^АО/Ш] — с контрольными крысами линии \У181аг.

Научная новизна исследования

Впервые продемонстрировано влияние препаратов, повышающих уровень эндогенного гистамина в мозге (тиоперамида и метоприна), на пик-волновую активность крыс линии "ЭДАО/Яу, генетической модели абсансной эпилепсии. Проведена оценка влияния метоприна на тканевое содержание гистамина в мозге крыс А^АО/Яу. Впервые показано влияние тиоперамида и метоприна на двигательную активность у крыс линии \¥АС/11у. Впервые получены данные о том, что под влиянием ингибитора фермента деградации гистамина (метоприна) у крыс возникает стереотипное поведение. Подтверждена гипотеза о повышении в этих условиях уровня внеклеточного дофамина в стриатуме у крыс \\^АО/Ку. Продемонстрировано влияние антагониста Н1 гистаминовых рецепторов, пириламина, на изменение уровня пик-волновой активности абсансной эпилепсии, вызванное метоприном и галоперидолом.

Теоретическая и практическая значимость работы

В данной работе на крысах линии WAG/Rij было показано, что введение тиоперамида и метоприна, препаратов, повышающих с помощью разных механизмов эндогенный уровень гистамина в мозге, вызывает усиление пик-волновой активности абсансной эпилепсии. Этот эффект противоположен эффекту снижения судорожной активности конвульсивной формы эпилепсии, который наблюдался в ряде работ при активации гистаминергической системы [Кате!, 2001; БсЬегЫ е! а1., 1991; ТиогшэШ, Таске, 1986]. Противоположное влияние одного и того же 9 фармакологического воздействия на конвульсивные и неконвульсивные эпилептические приступы может быть следствием существенного различия механизмов формирования пароксизмальной активности конвульсивной и неконвульсивной эпилепсии [Рее1егз е! а1., 1988].

Нами было обнаружено, что метоприн, кроме усиления локомоторной активности, вызывает стереотипное поведение у крыс, которое сопровождается увеличением уровня дофамина в стриатуме. Эти результаты свидетельствуют о том, что влияние метоприна на пик-волновые разряды у крыс может быть опосредовано изменением активности не только гистаминовой, но и дофаминовой системы мозга.

1. Основным действием тиоперамида (обратного агониста гистаминовых НЗ ауторецепторов) и метоприна (ингибитора фермента деградации гистамина) на пароксизмальную активность при абсансной эпилепсии у крыс "\УАО/11у является усиление пик-волновых разрядов.

3. Такая сложная зависимость эффекта гистаминовых препаратов от дозы может быть следствием взаимодействия гистаминергической и дофаминергической систем. Это означает, что характер модуляции неконвульсивной эпилептической активности под воздействием гистаминовых препаратов определяется комплексным влиянием двух дозозависимых процессов: изменением уровня гистамина и дофамина в мозге.

Апробация работы

Основные материалы диссертации докладывались на международных конференциях: 37th European Histamine Research Society (EHRS-2008); 9th iL

European Congress on Epileptology (ECE-2010); 7 Forum of European Neuroscience (FENS-2010), на конференции с международным участием (ИВНДиНФ РАН, 2010) и на ежегодных Конференциях молодых ученых (ИВНДиНФ РАН, 2007-2010).

Апробация диссертации проведена 19 ноября 2010 года на совместном заседании лаборатории общей физиологии временных связей (зав. — д.б.н. A.B. Богданов) и лаборатории нейрохимических механизмов обучения и памяти (зав. — д.б.н. A.C. Базян) Учреждения Российской Академии наук Института ВНД и НФ РАН.

По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Самотаева, Ирина Сергеевна

Выводы:

3. Усиление пик-волновых разрядов, вызванное метоприном (при более низких дозах) или тиоперамидом, сопровождается, нормальным, сравнительно спокойным поведением крыс WAG/Rij, тогда как снижение количества разрядов пик-волна под влиянием метоприна происходит на фоне сильной двигательной активации крыс.

4. Влияние метоприна (20 мг/кг) на уровень пик-волновых разрядов и на локомоторную активность не отличается у двух субпопуляций крыс линии WAG/Rij — с чистой абсансной и смешанной (абсансной и аудиогенной) эпилепсией.

5. Впервые показано, что метоприн, ингибитор фермента деградации гистамина, вызывает стереотипное поведение как у крыс двух субпопуляций линии WAG/Rij, так и у аудиогенных и неаудиогенных крыс линии Wistar.

6. Сравнение тканевого содержания гистамина в мозге у крыс линий WAG/Rij и Wistar показало, что метоприн вызывает достоверное увеличение уровня гистамина в стриатуме, таламусе, гипоталамусе и гиппокампе крыс обеих линий. Однако эффект увеличения уровня гистамина в стриатуме и таламусе у крыс линии Wistar выражен сильнее, чем у крыс линии \\^АО/11у. Эти результаты указывают на то, что у крыс линий ^^АО/Яу и \Vistar в стриатуме и таламусе существуют различия в скорости метаболизма гистамина.

7. Методом внутримозгового микродиализа показано, что метоприн повышает концентрацию внеклеточного дофамина в стриатуме у крыс линии \¥АО/Ш]. Увеличение уровня дофамина в стриатуме по времени совпадает с периодом ярко выраженного стереотипного поведения у крыс. Активация дофаминергической системы может лежать в основе подавления пик-волновых разрядов, наблюдаемого под влиянием высокой дозы метоприна (20 мг/кг).

9. Наблюдаемые при действии гистаминовых препаратов специфические эффекты, а именно: сложная динамика изменения уровня пик-волновой активности, возникновение стереотипного поведения, повышение уровня дофамина в стриатуме и снижение вызванного галоперидолом усиления разрядов пик-волна у крыс WAG/Rij, указывают на взаимодействие гистаминовой и дофаминовой нейромодуляторных систем в регуляции пароксизмальной активности при абсансной эпилепсии.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Самотаева, Ирина Сергеевна, Москва

1. Базян A.C. (2001). Взаимодействие медиаторных и модуляторных систем головного мозга и их возможная роль в формировании психофизиологических и психопатологических состояний.//Усп. Физиол. Наук. Т.32. № З.С. 3-22.

2. Базян A.C., Сегал O.JI. (2004). Синаптические и паракринные несинаптические системы мозга млекопитаюших.//Нейрохимия.Т.26.№ 2. С. 93-103.

3. Гецова В. М., Орлова Н. В., Фоломкина А. А., Базян А. С. (2003).Низкая доза дисульфирама и L-ДОФА однонаправленно модифицируют поведение двух линий крыс Wistar и WAG/Rij // Журн. Высш. Нерв. Деят. Т.53.вап.5. С. 674-680.

4. Королева В.И., Горелова H.A., Виноградова JI.B. (1993). Депрессия Лео в структурах головного мозга. // М.: Наука. 144 С.

5. Коршунов В.А. (2005). Микродиализ у свободноподвижных животных с одновременной регистрацией электрофизиологических процессов в точке забора диализата. // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова.№6.С. 700-705.

6. Крушинский Л.В., Молодкина Л.Н. (1960). Новая экспериментальная модель хронического заболевания нервной системы. // Журн. высш. Нерв. Деят. Т. 10. Вып. 5. С. 779-785.

7. Кузнецова Г. Д. (1998). Аудиогенные судороги у крыс разных генетических линий // Журн. высш. нерв. деят.Т. 48. № 1. С. 145-153.

8. Николлс Дж., Мартин А., Валлас Б., Фукс П. (2003). От нейрона к мозгу. // Пер. с англ. Изд. 2-е. М.: Едиториал УРСС, 672 С.

9. Ройтбак А.И., Бобров A.B. (1975). Медленно распространяющаяся депрессия при проколах коры.// Докл. Акад. наук СССР. Т.221. №1. С. 251-251.

10. Сорокин А.Я. (2004). Нейрохимические характеристики дофамин- и гистаминергической систем стриатума у крыс линии Крушинского-Молодкиной, генетически предрасположенных к аудиогенной эпилепсии. // Автореф. канд. дис., М.

11. Темин П.А., Никанорова М.Ю. (1997). Диагностика и лечение эпилепсии у детей. // "Можайск-Терра". С.288-353.

12. Alvarez E.O., Guerra F.A. (1982). Effects of histamine microinjections into the hippocampus on open-field behavior in rats. // Physiol Behav., 28(6), 10351040.

13. Arrang J.M., Garbarg M., Schwartz J.C. (1983). Auto-inhibition of brain histamine release mediated by a novel class (H3) of histamine receptor // Nature., 302, 832-837.

14. Arrang J.M., Garbarg M., Lancelot J.C., Lecomte J.M., Pollard H., Robba M., Schunack W., Schwartz J.C. (1987). Highly potent and selective ligands for histamine H3-receptors. //Nature., 327(6118), 117-123.

15. Arrang J.M., Morisset S., Gbahou F. (2007). Constitutive activity of the histamine H3 receptor. //Trends Pharmacol Sci., 28(7), 350-357.

16. Barnes W., Boyd D., Hough L. (2001). Dynamics of histamine H(3) receptor antagonists on brain histamine metabolism: do all histamine H(3) receptor antagonists act at a single site? // Eur J Pharmacol., 431(2), 215-221.

17. Berdiev R.K., van Luijtelaar G. (2009). Cholinergic stimulation of the nucleus basalis of Meynert and reticular thalamic nucleus affects spike-and-wave discharges in WAG/Rij rats. // Neurosci Lett., 463(3), 249-253.

18. Birioukova L.M., Midzyanovskaya I.S., Lensu S., Tuomisto L., van Luijtelaar G. (2005). Distribution of D1 -like and D2-like dopamine receptors in the brain of genetic epileptic WAG/Rij rats. // Epilepsy Res., 63(2-3), 89-96.

19. Buzsaki G., Bickford R.G., Ponomareff G., Thai L.J., Mandel R., Gage F.H. (1988). Nucleus basalis and thalamic control of neocortical activity in the freely moving rat. // J Neurosci., 8(11), 4007-4026.

20. Buzsaki G., Laszlovszky I., Lajtha A. and Vadasz C. (1990). Spike-and-wave neocortical patterns in rats: Genetic and aminergic control. //Neuroscience, 38, 323-333.

21. Buzsaki G., Kennedy B., SoltB.V., Ziegler M. (1991). Noradrenergic control of thalamic oscillation: the role of alpha-2 receptors. // Eur. J. Neurosci., 3, 222-229.

22. Chartoff E.H., Marck B.T., Matsumoto A.M., Dorsa D.M., Palmiter R.D. (2001). Induction of stereotypy in dopamine-deficient mice requires striatal D1 receptor activation. // Proc Natl Acad Sci U S A., 98(18), 10451-10456.

23. Chen Z., Li W.D., Zhu L.J., Shen Y.J., Wei E.Q. (2002). Effects of histidine, a precursor of histamine, on pentylenetetrazole-induced seizures in rats. // Acta Pharmacol Sin., 23(4), 361-366.

24. Chu M., Huang Z.L., Qu W.M., Eguchi N., Yao M.H., Urade Y. (2004). Extracellular histamine level in the frontal cortex is positively correlated with the amount of wakefulness in rats. // Neurosci Res, 49, 417-420.

25. Coenen A.M., Van Luijtelaar E.L. (1987). The WAG/Rij rat model for absence epilepsy: age and sex factors. // Epilepsy Res., 1(5), 297-301.

26. Coenen A.M., Drinkenburg W.H., Peeters B.W., Vossen J.M., van Luijtelaar E.L. (1991). Absence epilepsy and the level of vigilance in rats of the WAG/Rij strain. //Neurosci Biobehav Rev., 15(2), 259-263.

27. Coenen A.M., Blezer E.H., van Luijtelaar E.L. (1995). Effects of the GABA-uptake inhibitor tiagabine on electroencephalogram, spike-wave discharges and behaviour of rats. // Epilepsy Res., 21(2), 89-94.

28. Coenen A.M. (1998). Neuronal phenomena associated with vigilance and consciousness: from cellular mechanisms to electroencephalographic patterns. // Conscious Cogn., 7(1),42-53.

29. Coenen A.M.L., van Luijtelaar E.L.J.M. (2003). Genetic animal models for absence epilepsy: a review of the WAG/Rij strain of rats // Behavioural Genetics., 33, 635-655.

30. Cools A. R. and Peeters B. W. (1992). Differences in spike-wave discharges in two rat selection lines characterized by opposite dopaminergic activities. // Neurosci. Lett., 6, 253-256.

31. Danober L., Deransart C., Depaulis A., Vergnes M. and Marescaux C. (1998). Pathophysiological mechanisms of genetic absence epilepsy in the rat. // Prog. Neurobiol., 55, 27-57.

32. Depaulis A., Vergnes M., Liu Z., Kempf E. and Marescaux C. (1990). Involvement of the nigral output pathways in the inhibitory control of the substantia nigra over generalized nonconvulsive seizures in the rat. // Neuroscience, 39, 339-349.

33. Deransart C., Vercueil L., Marescaux C., Depaulis A. (1998). The role of basal ganglia in the control of generalized absence seizures. // Epilepsy Res., 32(1-2), 213-223.

34. Deransart C., Riban V., Le B., Marescaux C. and Depaulis A. (2000). Dopamine in the striatum modulates seizures in a genetic model of absence epilepsy in the rat. //Neuroscience, 100, 335-344.

35. Dringenberg H.C., de Souza-Silva M.A., Schwarting R.K., Huston J.P. (1998). Increased levels of extracellular dopamine in neostriatum and nucleus accumbens after histamine HI receptor blockade. // Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol., 358(4),423-429.

36. Drinkenburg W.H., Coenen A.M., Vossen J.M., Van Luijtelaar E.L. (1991). Spike-wave discharges and sleep-wake states in rats with absence epilepsy. // Epilepsy Res., 9(3), 218-224.

37. Drinkenburg W.H., van Luijtelaar E.L., van Schaijk W.J., Coenen A.M. (1993). Aberrant transients in the EEG of epileptic rats: a spectral analytical approach. // Physiol Behav., 54(4), 779-783.

38. Duch D.S., Bowers S.W., Nichol C.A. (1978). Elevation of brain histamine levels by diaminopyrimidine inhibitors of histamine N-methyl transferase. // Biochem Pharmacol., 27(10), 1507-1509.

39. Eriksson K.S., Stevens D.R., Haas H.L. (2001). Serotonin excites tuberomammillary neurons by activation of Na+/Ca2+-exchange. // Neuropharmacology, 40, 345-351.

40. Faingold C.L. (2002). Role of GABA abnormalities in the inferior collicuíus pathophysiology audiogenic seizures. //Hear Res., 168(1-2), 223-237.

41. Fentress J.C. (1977). The tonic hypothesis and the patterning of behavior. // Ann N Y Acad Sci., 290, 370-395.

42. Filakovszky J., Gerber K. and Bagdy G. (1999). A serotonin-IA receptor agonist and an N-methyl-D-aspartate receptor antagonist oppose each others effects in a genetic rat epilepsy model. //Neurosci. Lett., 261, 89-92.

43. Fujii Y., Tanaka T., Harada C., Hirai T., Kamei C. (2003). Epileptogenic activity induced by histamine H(l) antagonists in amygdala-kindled rats. // Brain Res., 991(1-2), 258-261.

44. Galosi R., Lenard L., Knoche A., Haas H., Huston J.P., Schwarting R.K. (2001). Dopaminergic effects of histamine administration in the nucleus accumbens and the impact of HI-receptor blockade. // Neuropharmacology., 40(4), 624-633.

45. Garduño-Torres B., Treviño M., Gutiérrez R., Arias-Montaño J.A. (2006). Presynaptic histamine H3 receptors regulate glutamate, but not GABA release in rat thalamus. //Neuropharmacology., 52(2), 527-535.

46. Garcia-Cairasco N., Oliveira J.A., Wakamatsu H., Bueno S.T., Guimaraes F.S. (1998). Reduced exploratory activity of audiogenic seizures susceptible Wistar rats. // Physiol Behav., 64(5), 671-674.

47. Gerald M.C., Richter N.A. (1976). Studies on the effects of histaminergic agents on seizure susceptibility in mice. // Psychopharmacologia., 46(3), 277282.

48. Gerhardt C.C., van Heerikhuizen H. (1997). Functional characteristics of heterologously expressed 5-HT receptors. // Eur J Pharmacol., 334(1), 1-23.

49. Ghi P., di Carlo G., Molinengo L. (1998). Effects of thioperamide on locomotor activity and on memory processes. // Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry., 22(2), 387-495.

50. Gloor P. (1968). Generalized cortico-reticular epilepsies. Some considerations on the pathophysiology of generalized bilaterally synchronous spike and wave discharge. // Epilepsia, 9(3), 249-263.

51. Gloor P. (1978). Generalized epilepsy with bilateral synchronous spike and wave discharge. New findings concerning its physiological mechanisms. // Electroencephalogr Clin Neurophysiol., Suppl.,34, 245-249.

52. Gulledge A.T., Jaffe D.B. (1998). Dopamine decreases the excitability of layer V pyramidal cells in the rat prefrontal cortex. // J Neurosci., 18(21), 9139-9151.

53. Haas H.L., Panula P. (2003). The role of histamine and the tuberomamillarynucleus in the nervous system. // Nat Rev Neurosci., 4, 121-130.

54. Haas H.L., Sergeeva O.A., Selbach O. (2008). Histamine in the nervous system. //Physiol Rev., 88(3), 1183-1241.

55. Harada C., Hirai T., Fujii Y., Harusawa S., Kurihara T., Kamei C. (2004). Intracerebroventricular administration of histamine H3 receptor antagonists decreases seizures in rat models of epilepsia. // Methods Find Exp Clin Pharmacol., 26(4), 263-270.

56. Hatton G.I., Yang Q.Z. (2001). Ionotropic histamine receptors and H2 receptors modulate supraoptic oxytocin neuronal excitability and dye coupling. // J Neurosci., 21, 2974-2982.

57. Hough L.B., IChandelwal J.K., Green J.P. (1986). Inhibition of brain histamine metabolism by metoprine. // Biochem Pharmacol., 35(2), 307-310.

58. Hunter J., Jasper H.H. (1949). Effects of thalamic stimulation in unanaesthetised animals; the arrest reaction and petit mal-like seizures, activation patterns and generalized convulsions. // Electroencephalogr Clin Neurophysiol., 1(3), 305-324.

59. Ishizawa K., Chen Z., Okuma C., Sugimoto Y., Fujii Y., Kamei C. (2000). Participation of GABAergic and histaminergic systems in inhibiting amygdaloid kindled seizures // Jpn J Pharmacol.,82,№ 1,48-53.

60. Itoh Y., Nishibori M., Oishi R., Saeki K. (1984). Neuronal histamine inhibits methamphetamine-induced locomotor hyperactivity in mice. // Neurosci Lett., 48(3),305-309.

61. Itoh Y., Oishi R., Nishibori M., Saeki K. (1991). Characterization of histamine release from the rat hypothalamus as measured by in vivo microdialysis. // J Neurochem., 56(3), 769-774.

62. Jakus R., Graf M., Juhasz G., Gerber K., Levay G., Halasz P., Bagdy G. (2003). 5-HT2C receptors inhibit and 5-HT1A receptors activate the generation of spike-wave discharges in a genetic rat model of absence epilepsy. // Exp Neurol., 184(2), 964-972.

63. Jasper H.H. and Kershman J. (1941) Electroencephalographic classification of the epilepsies. // Arch. Neurol. Psychiat. (Chicago), 45: 903-943.

64. Jasper H.H. and Droogleever-Fortuyn J. (1947) Experimental studies on the functional anatomy of petit mal epilepsy. // Res. Pubis. Ass. Res. nerv. ment. Dis., 26:272-298.

65. Kalivas P.W. (1982). Histamine-induced arousal in the conscious and pentobarbital-pretreated rat. // J Pharmacol Exp Ther., 222(1), 37-42.

66. Kalueff A.V., Tuohimaa P. (2004). Grooming analysis algorithm for neurobehavioural stress research. // Brain Res Brain Res Protoc., 13(3), 151158.

67. Kamei C., Ishizawa K., Kakinoki H., Fukunaga M. (1998). Histaminergic mechanisms in amygdaloid-kindled seizures in rats. // Epilepsy Res, 30(3), 187-194.

68. Kamei C. (2001). Involvement of central histamine in amygdaloid kindled seizures in rats. // Behav Brain Res., 124(2), 243-250.

69. Kitanaka J., Kitanaka N., Tatsuta T., Takemura M. (2005). 2-Phenylethylamine in combination with /-deprenyl lowers the striatal level of dopamine and prolongs the duration of the stereotypy in mice // Pharmacol Biochem Behav., 82, 488-494.

70. Kitanaka J., Kitanaka N., Tatsuta T., Morita Y., Takemura M. (2007). Blockade of brain histamine metabolism alters methamphetamine-induced expression pattern of stereotypy in mice via histamine HI receptors. // Neuroscience, 147(3), 765-777.

71. Klein J.P., Khera D.S., Nersesyan H., Kimchi E.Y., Waxman S.G., Blumenfeld H. (2004). Dysregulation of sodium channel expression in cortical neurons in a rodent model of absence epilepsy. // Brain Res., 1000(1-2), 102-109.

72. Koshikawa N. (1994). Role of the nucleus accumbens and the striatum in the production of turning behaviour in intact rats. // Rev Neurosci., 5(4), 331-346.

73. Lin J.S. (2000). Brain structures and mechanisms involved in the control of cortical activation and wakefulness, with emphasis on the posterior hypothalamus and histaminergic neurons. // Sleep Med Rev., 4: 471-503.

74. Liou S.Y., Shibata S., Yamakawa K., Ueki S. (1983). Inhibitory and excitatory effects of histamine on suprachiasmatic neurons in rat hypothalamic slice preparation. // Neurosci Lett.,41(l-2),109-113.

75. Liu X.B., Coble J., van Luijtelaar G., Jones E.G. (2007). Reticular nucleus-specific changes in alpha3 subunit protein at GABA synapses in genetically epilepsy-prone rats. // Proc Natl Acad Sei U SA, 104(30), 12512-12517.

76. Lennox M.A., Dunsmore R.H., Epstein J.A., Pribram K.H. (1950). Electrocorticographic effects of stimulation of posterior orbital, temporal and cingulate areas of Macaca mulatta. // J Neurophysiol., 13(5), 383-388.

77. Löscher W., Hönack D., Fassbender C.P., Nolting B. (1991). The role of technical, biological and pharmacological factors in the laboratory evaluation of anticonvulsant drugs. III. Pentylenetetrazole seizure models. // Epilepsy Res., 8(3), 171-189.

78. Löscher W. (1998). New visions in the pharmacology of anticonvulsion. // Eur J Pharmacol., 342(1), 1-13.

79. Löscher W. (1998). Pharmacology of glutamate receptor antagonists in the kindling model of epilepsy. // Prog Neurobiol., 54(6), 721-741.

80. Marcus E.M., Watson C.W. (1968). Symmetrical epileptogenic foci in monkey cerebral cortex. Mechanisms of interaction and regional variations in capacity for synchronous discharges. // Arch Neurol., 19(1), 99-116.

81. McCormick D.A. (1989). GABA as an inhibitory neurotransmitter in human cerebral cortex. // J Neurophysiol., 62(5), 1018-1027.

82. McCormick D.A., Pape H.C. (1990). Properties of a hyperpolarization-activated cation current and its role in rhythmic oscillation in thalamic relay neurones. // J Physiol., 431, 291-318.

83. McCormick D.A., Williamson A. (1991). Modulation of neuronal firing mode in cat and guinea pig LGNd by histamine: possible cellular mechanisms of histaminergic control of arousal. // J Neurosci., 11(10), 3188-3199.

84. McCormick D.A. (1992). Neurotransmitter actions in the thalamus and cerebral cortex. //J Clin Neurophysiol., 9(2), 212-223.

85. Meeren H. K. M., Moderschein T. A. E., Coenen A. M. L. and van Luijtelaar E. L. J. M. (1998). Ibotenic acid lesions of the reticular thalamic nuceus in WAG/Rij rats. // Epilepsia, 39,S2, 26.

86. Meeren H.K., Pijn J.P., van Luijtelaar E.L., Coenen A.M., Lopes da Silva F.H. (2002). Cortical focus drives widespread corticothalamic networks during spontaneous absence seizures in rats. // J. Neurosci., 22, 1480- 1495.

87. Merickel A., Edwards R.H. (1995). Transport of histamine by vesicular monoamine transporter-2. //Neuropharmacology, 34(11), 1543-1547.

88. Micheletti G., Waiter J.M., Marescaux C., Depaulis A., Tranchant C., Rumbach L., Vergnes M. (1987). Effects of drugs affecting noradrenergic neurotransmission in rats with spontaneous petit mal-like seizures. // Eur. J. Pharmacol., 135, 397-402.

89. Midzianovskaia I. S., Kuznetsova G. D., Coenen A. M. L., Spiridonov A. M. and van Luijtelaar E. L. J. M. (2001). Electrophysiological and pharmacological characteristics of two types of spike-wave discharges in WAG/Rij rats. // Brain Res., 911, 62-70.

90. Midzyanovskaya I. S., Kuznetsova G. D.,Tuomisto L. (2002). Brain histamine in the WAG/Rij rat, an animal model of absence epilepsy. // Inflamm Res., 51, Suppl.l, 49-50.

91. Midzyanovskaya I.S., Kuznetsova G.D., Vinogradova L.V., Shatskova A.B., Coenen A.M., van Luijtelaar G. (2004). Mixed forms of epilepsy in a subpopulation of WAG/Rij rats. // Epilepsy Behav., 5(5), 655-661.

92. Midzyanovskaya I., Kopilov M., Fedotova E., Kuznetsova G., Tuomisto L. (2005). Dual effect of pyrilamine on absence seizures in WAG/Rij rats. // Inflamm Res., 54, Suppl 1, S40-41.

93. Mink J.W. (2003). The basal ganglia // Fundamental neuroscience. 2nd ed. Scuire L.R., Bloom F.T., McConnell S.C., Roberts J.L., Spitzer N.C., Zigmond M.J. eds. Elsevier Science.: Academic Press., 815-839.

94. Missale C., Nash S.R., Robinson S.W., Jaber M., Caron M.G. (1998). Dopamine receptors: from structure to function. // Physiol Rev., 78(1),189-225.

95. Mochizuki T., Yamatodani A., Okakura K., Horii A., Inagaki N.,Wada H. (1992). Circadian rhythm of histamine release from the hypothalamus of freely moving rats. // Physiol Behav., 51, 391-394.

96. Morison R.S. and Dempsey E.W. (1942) A study of thalamocortical relations. //Am. J. Physiol., 135, 281-292.

97. Niedermeyer E. (1972). The Generalized Epilepsies. A clinical Electroencephalographical Study. // Charles C. Thomas Publisher, Spriengfield, IL.

98. Niedermeyer E. (1993). Epileptic Seizure Disorders. // In: Electroencephalography: Basic Principles, Clinical Applications, and Related Fields. E.Niedermeyer, F. Lopes da Silva (Eds.), Williams & Wilkins, Baltimore, Chapter 28, 461-564.

99. Panayiotopoulos C.P. (1999). Typical absence seizures and their treatment. // Arch Dis Child., 81(4), 351-355.

100. Panula P., Yang H.Y., Costa E. (1984). Histamine-containing neurons in the rat hypothalamus. // Proc Natl Acad Sci USA, 81(8), 2572-2576.

101. Paxinos G., Watson C. (1998). The rat brain in stereotaxic coordinates, 4 ed.//

102. Academic Press, San Diego, USA.

103. Peeters B. W. M. M., Spooren W. P. J. M., van Luijtelaar E. L. J. M. and Coenen A. M. L. (1988). The WAG/Rij model for absence epilepsy: Anticonvulsant drug evaluation. // Neurosci. Res.Communi., 2, 93-97.

104. Peeters B.W., van Rijn C.M., Vossen J.M., Coenen A.M. (1989). Effects of GABA-ergic agents on spontaneous non-convulsive epilepsy, EEG and behaviour, in the WAG/RIJ inbred strain of rats. // Life Sci., 45(13),1171-1176.

105. Peeters B. W. M. M., Ramakers G. M. J., Ellenbroek B. A., Vossen J. M. H. and Coenen A.M. L. (1994). Interactions between NMDA and nonNMDA receptors in nonconvulsive epilepsy in the WAG/Rij inbred strain. // Brain Res. Bull., 33, 715-718.

106. Penfield W.G. and Jasper H.H. (1947). Highest level seizures. // Assoc. Res. Nerv. Ment. Dis. Proc., 26,252-271.

107. Penfield W.G. and Jasper H.H. (1954). Epilepsy and the Functional Anatomy of the Human Brain. // Boston, Little, Brown and Co., 896p.

108. Pennartz C.M., Groenewegen H.J., Lopes da Silva F.H. (1994). The nucleus accumbens as a complex of functionally distinct neuronal ensembles: an integration of behavioural, electrophysiological and anatomical data. // Prog Neurobiol., 42(6), 719-761.

109. Perez-Garcia C., Morales L., Cano M.V., Sancho I., Alguacil L.F. (1999). Effects of histamine H3 receptor ligands in experimental models of anxiety and depression. // Psychopharmacology (Berl)., 142(2), 215-220.

110. Pillot C., Heron A., Cochois V., Tardivel-Lacombe J., Ligneau X., Schwartz J.C., Arrang J.M. (2002). A detailed mapping of the histamine H(3) receptor and its gene transcripts in rat brain. // Neuroscience, 114, 173-193.

111. Pollard H., Bischoff S., Schwartz J.C. (1974). Turnover of histamine in rat brain and its decrease under barbiturate anesthesia. // J Pharmacol Exp Ther., 190(1), 88-99.

112. Porter R.J. (1988). The use of anti-absence medications. // In:Myslobodsky M., Mirsky A. (eds.) "Elements of Petit Mai Epilepsy". Peter Lang Publishing, New York, 1-37.

113. Prell G.D., Morrishow A.M., Duoyon E., Lee W.S. (1997). Inhibitors of histamine methylation in brain promote formation of imidazoleacetic acid, which interacts with GABA receptors. // J Neurochem, 68, 142-151.

114. Renier W.O., Coenen A.M.L. (2000). Human absence epilepsy: the WAG/Rij rat as a model. // Neurosci Res Comm, 26, 181-191.

115. Roberts P.J., Anderson S.D. (1979). Stimulatory effect of L-glutamate and related amino acids on 3H.dopamine release from rat striatum: an in vitro model for glutamate actions. // J Neurochem., 32(5), 1539-1545.

116. Rogawski M.A., Porter R.J. (1990). Antiepileptic drugs: pharmacological mechanisms and clinical efficacy with consideration of promising developmental stage compounds. // Pharmacol Rev., 42(3), 223-286.

117. Ross K.C., Coleman J.R. (2000). Developmental and genetic audiogenic seizure models: behavior and biological substrates. // Neurosci Biobehav Rev., 24(6), 639-653.

118. Sadeghnia H.R., Cortez M.A., Liu D., Hosseinzadeh H., Snead O.C. 3rd. (2008). Antiabsence effects of safranal in acute experimental seizure models: EEG and autoradiography. // J Pharm Pharm Sci., 11(3), 11-14.

119. Sakai N., Onodera K., Maeyama K., Yanai K., Watanabe T. (1991). Effects,of thioperamide, a histamine H3 receptor antagonist, on locomotor activity and brain histamine content in mast cell-deficient W/Wv mice. // Life Sci., 48(25), 2397-2404.

120. Sakai N., Onodera K., Maeyama K., Yanai K., Watanabe T. (1992). Effects of (S)-alpha -fluoromethylhistidine and metoprine on locomotor activity and brain histamine content in mice. // Life Sci., 51(6), 397-405.

121. Saras A., Gisselmann G., Vogt-Eisele A., Erlkamp K., Kletke O., Pusch H., Hatt H. (2008). Histamine action on vertebrate GABAA receptors: direct channel gating and potentiation of GABA responses. // J Biol Chem., 283, 10470-10575.

122. Sarkisova K.Y., Kulikov M.A. (2005). Behavioral characteristics of WAG/Rij rats susceptible and non-susceptible to audiogenic seizures. // Behav Brain Res., 166(1), 9-18.

123. Sarkisova K.Y., Kulikov M.A., Midzyanovskaya I.S., Folomkina A.A. (2008). Dopamine-dependent nature of depression-like behavior in WAG/Rij rats with genetic absence epilepsy. // Neurosci Behav Physiol., 38(2), 119-128.

124. Scherkl R., Hashem A., Frey H.H. (1991). Histamine in brain—its role in regulation of seizure susceptibility. // Epilepsy Res., 10(2-3), 111-118.

125. Schulz E.M., Wright J.W., Harding J.W. (1981). Distinctions between stereotyped sniffing and licking in rats with methamphetamine and apomorphine. // Pharmacol Biochem Behav., 15(3), 521-523.

126. Sergeeva O.A., Klyuch B.P., Vandael D., Haas H.L. (2007). Dopaminergic excitation of histaminergic tuberomamillary neurons. // Acta Physiol., 189, 653.

127. Sherin J.E., Elmquist J.K., Torrealba F., Saper C.B. (1998). Innervation of histaminergic tuberomammillary neurons by GABAergic and galaninergic neurons in the ventrolateral preoptic nucleus of the rat. // J Neurosci., 18, 4705-4721.

128. Shiraishi J., Wada Y., Hirao N., Nakamura M., Koshino Y. (1999). Role of histamine receptor subtypes in amygdala-kindled seizures in rats. // Neurosci Res Commun., 24(1),11-18.

129. Sitnikova E., van Luijtelaar G. (2004). Cortical control of generalized absence seizures: effect of lidocaine applied to the somatosensory cortex in WAG/Rij rats. //BrainRes., 1012(1-2), 127-137.

130. Sitnikova E., van Luijtelaar G. (2005). Reduction of adrenergic neurotransmission with clonidine aggravates spike-wave seizures and alters activity in the cortex and the thalamus in WAG/Rij rats. // Brain Res Bull., 64(6), 533-540.

131. Snead O.C. 3rd. (1992). Pharmacological models of generalized absence seizures in rodents. // J Neural Transm., Suppl., 35,7-19.

132. Soria-Jasso L.E., Arias-Montano J.A. (1996). Histamine HI receptor activation stimulates 3HJGABA release from human astrocytoma U373 MG cells. // Eur J Pharmacol., 318(1), 185-192.

133. Starr M.S. (1995). The role of dopamine in epilepsy. //Synapse, 22(2),159-194.

134. Steriade M., Deschenes M. (1984). The thalamus as a neuronal oscillator. // Brain Res., 320(1),1-63.

135. Steriade M., Llinas R.R. (1988). The functional states of the thalamus and the associated neuronal interplay. // Physiol Rev., 68(3), 649-742.

136. Steriade M., Gloor P., Llinás R.R., Lopes de Silva F.H., Mesulam M.M. (1990). Report of IFCN Committee on Basic Mechanisms. Basic mechanisms of cerebral rhythmic activities. // Electroencephalogr Clin Neurophysiol., 76(6), 481-508.

137. Steriade M. (1997). Synchronized activities of coupled oscillators in the cerebral cortex and thalamus at different levels of vigilance. // Cereb Cortex. 7(6), 583-604.

138. Stevens D.R., Kuramasu A., Eriksson K.S., Selbach O., Haas H.L. (2004). Alpha 2-adrenergic receptor- mediated presynaptic inhibition of GABAergic IPSPs in rat histaminergic neurons. // Neuropharmacology, 46, 1018-1022.

139. Tuomisto L., Tacke U. (1986). Is histamine an anticonvulsive inhibitory transmitter?//Neuropharmacology ,25(8),955-958.

140. Tuomisto L., Tacke U., Willman A. (1987). Inhibition of sound-induced convulsions by metoprine in the audiogenic seizure susceptible rat. // Agents Actions, 20(3-4), 252-254.

141. Tuomisto L., Lozeva V., Valjakka A., Lecklin A. (2001). Modifying effects of histamine on circadian rhythms and neuronal excitability. // Behav Brain Res., 124(2), 129-135.

142. Vergnes M., Marescaux C., Micheletti G., Reis J., Depaulis A., Rumbach I. and Warter, J. M. (1982). Spontaneous paroxysmal electroclinical patterns in rat: a model of generalized nonconvulsive epilepsy.// Neurosci Lett., 33,97101.

143. Vohora D., Pal S.N., Pillai K.K. (2000). Thioperamide, a selective histamine H3 receptor antagonist, protects against PTZ-induced seizures in mice. //Life Sci., 66(22),297-301.

144. Vohora D., Pal S.N., Pillai K.K. (2001). Histamine and selective H3-receptor ligands: a possible role in the mechanism and management of epilepsy. // Pharmacol Biochem Behav., 68(4),735-741.

145. Wada Y., Shiraishi J., Nakamura M., Koshino Y. (1996). Biphasic action of the histamine precursor L-histidine in the rat kindling model of epilepsy. // Neurosci Lett., 204(3), 205-208.

146. Waskiewicz J., Rafahvska U. (1992). Modulation of GABA transport in synaptosomes by histamine. // Acta Neurobiol Exp (Wars)., 52(2), 93-98.

147. Watanabe T., Yanai K. (2001). Studies on functional roles of the histaminergic neuron system by using pharmacological agents, knockout mice and positron emission tomography. //Tohoku J Exp Med, 195(4), 197-217.

148. Weinshenker D., Szot P. (2002). The role of catecholamines in seizure susceptibility: new results using genetically engineered mice. // Pharmacol Ther., 94(3), 213-233.

149. Welty N., Shoblock J.R. (2009). The effects of thioperamide on extracellular levels of glutamate and GABA in the rat prefrontal cortex. // Psychopharmacology (Berl)., 207(3), 433-438.

150. Yokoyama H., Onodera K., Iinuma K., Watanabe T. (1993). Effect of thioperamide, a histamine H3 receptor antagonist, on electrically induced convulsions in mice. // Eur J Pharmacol., 234(1),129-133.

151. Yoshida M., Noguchi E., Tsuru N. (2000). Lack of substantial effect of the H(3)-antagonist thioperamide and of the non-selective mixed H(3)-antagonist/H(l)-agonist betahistine on amygdaloid kindled seizures. // Epilepsy Res, 40(2-3), 141-145.

152. Zhang L.S., Chen Z, Huang Y.W, Hu W.W, Wei E.Q, Yanai K. (2003). Effects of endogenous histamine on seizure development of pentylenetetrazole-induced kindling in rats.// Pharmacology, 69(1), 27-32.

153. Comission on classification and terminology of the International League agains Epilepsy. Proposal for revised clinical and electroencephalographic classification of the epileptic seizures. (1981). // Epilepsia, 22, 489-501.

154. Comission on classification and terminology of the International League against Epilepsy. Proposal for revised calssification of the epilepsies and epileptic syndromes. (1989). //Epilepsia, 30, 389-399.

Информация о работе

Самотаева, Ирина Сергеевна
кандидата биологических наук
Москва, 2011
ВАК 03.03.01

Диссертация

Роль гистаминергической системы мозга в регуляции пик-волновой активности при абсансной эпилепсии - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы