Роль глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в регуляции дыхательного ритмогенеза у новорожденных крыс in vitro

Якунина, Оксана Вячеславовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в регуляции дыхательного ритмогенеза у новорожденных крыс in vitro
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в регуляции дыхательного ритмогенеза у новорожденных крыс in vitro"

□ОЗОБЭTTS

На правах рукописи

Якунина Оксана Вячеславовна

РОЛЬ ГЛУТАМАТЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПНЕВМОТАКСИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА В РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАТЕЛЬНОГО РИТМОГЕНЕЗА У НОВОРОЖДЕННЫХ КРЫС

IN VITRO - О

03 00 13 - физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Самара - 2007

003059775

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет»

Научный руководитель: доктор медицинских наук,

профессор Пятин Василий Федорович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Сергеев Олег Степанович,

кандидат биологических наук, доцент Гордиевская Наталья Александровна

Ведущая организация: Институт физиологии им И П Павлова

РАН, г Санкт-Петербург

со

Защита состоится « 23 » мая 2007 г в «-/¿7 » часов на заседании диссертационного совета К 212 218 02 при ГОУ ВПО «Самарский государственный университет» (443011, г Самара, ул Ак Павлова, 1, зал заседаний)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Самарский государственный университет»

Автореферат разослан » апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, доцент

Ведясова О А

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Известно, что механизмы генерации и регуляции дыхательного ритма начинают формироваться на ранних этапах онтогенеза В раннем постнатальном периоде в регуляции активности дыхательного центра принимают участие центральные хеморецепторы (Песков, Пятин, 1985, 1988, Ballantyne D , Scheid, 2000, Nattie, 2001, Мирошниченко, Пятин, 2002, Сафонов с соавт, 1980, Сафонов, Лебедева, 2003 и др) и надбульбарные отделы (Ведясова, Михайлова, 2001, Меркулова, 2001), в частности, структуры моста (Kobayashi, 1990, Di Pasquale et al, 1992, St John, 1996) Пневмотаксический комплекс, включающий симметричные структуры парабрахиальных ядер и ядер Келликера-Фюзе дорсолатеральной области моста, представляет собой комплекс гетерогенных структурно-функциональных образований, функция которых связана, в основном, с регуляцией активности дыхательного центра и системного артериального давления (Miura М , Takayama К , 1991, Lara J L et al, 1994, Len W-B , Hayard LF, Felder RB , 1998, Chan J, 1999, Saleh et al, 2003, 2005) В частности, респираторно регулирующая роль пневмотаксического комплекса проявляется как в активации (ростральные, дорсолатеральные и вентролатеральные участки ядер Келликера-Фюзе), так и в торможении (каудальные отделы ядер Келликера-Фюзе и вентральная область парабрахиальных ядер) генерации дыхательного ритма и респираторного паттерна у взрослых животных (Mutolo, Bongiani, et al, 1998, Якунин с соавт , 2001).

Пневмотаксический комплекс относят к одному из основных регуляторов активности дыхательного центра у новорожденных животных (Fung М L , 1995, W St John, 2000, Мирошниченко И В и соавт , 2002, Kobayashi S , Ommaru Н et al , 2005) Так, недостаточная пластичность модуляции респираторной активности у новорожденных млекопитающих может быть обусловлена незрелостью нейронных популяций ядер Келликера-Фюзе (Dutschmann et al, 2004) Как демонстрируют гистологические исследования, дыхательные нейроны дорсолатеральных областей моста в раннем постнатальном периоде образуют афферентные и эфферентные связи с дыхательными нейронами продолговатого мозга (Gaytan et al, 1997, Yokota et al, 2003) Исследования in vitro показывают, что мост содержит большее количество пост-инспираторных нейронов, по сравнению с продолговатым мозгом, что доказывает участие рострального мостового комплекса ядер в регуляции активности дыхательного ритма у новорожденных млекопитающих (Ballanyi et al , 1999, Dutschmann et al, 2004)

3 \

\ > \

парабрахиальных ядер (Zidichouski J A et al, 1996, Yokota S et al, 2003) Однако, в настоящее время, в литературе нет четких представлений о роли глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в регуляции активности дыхательного центра на ранних этапах онтогенетического развития центральных механизмов регуляции его деятельности

Цель исследования. Целью настоящего исследования является изучение роли глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в регуляции ритмической активности дыхательного центра на ранних этапах его развития. Основные задачи исследования.

1 Исследовать возрастные особенности влияния выключения каиновой кислотой глутаматергической системы пневмотаксического комплекса на респираторную активность понто-бульбоспинальных препаратов мозга новорожденных крыс в первые 0-4 суток

2 Изучить влияние активации глутаматом глутаматергической системы нейронных структур пневмотаксического комплекса на параметры респираторной активности понто-бульбоспинальных препаратов мозга новорожденных крыс в возрасте 0-4 суток

3 Изучить возрастные особенности респираторной активности понто-бульбоспинальных препаратов мозга новорожденных крыс (0-4 суток) в условиях блокады кетамина гидрохлоридом NMDA глутаматных рецепторов нейронных структур пневмотаксического комплекса

4 Изучить возрастные особенности респираторной активности понто-бульбоспинальных препаратов мозга новорожденных крыс (0-4 суток) в условиях блокады GAMS non-NMDA подтипа глутаматных рецепторов нейронных структур пневмотаксического комплекса

Положения, выносимые на защиту.

1 У новорожденных крыс пневмотаксический комплекс участвует в контроле дыхательного центра путем торможения (парабрахиальные ядра) и активации (ядра Келликера-Фюзе) ритмгенерирующего процесса При этом ядра Келликера-Фюзе участвуют в механизме контроля параметров инспираторного залпа

2 Контроль частоты генерации дыхательного ритма и параметров инспираторного залпа в дыхательном центре со стороны парабрахиальных ядер и ядер Келликера-Фюзе осуществляют при обязательном участии глутаматергической системы

3 У новорожденных крыс контроль пневмотаксическим комплексом инспираторно-тормозящего и инспираторно-стимулирующего механизмов регуляции активности дыхательного центра осуществляется при участии NMDA подтипа рецепторов глутаматергической системы

4 В механизмах взаимодействия пневмотаксического комплекса с бульбарным дыхательным центром у новорожденных крыс роль non-NMDA подтипа рецепторов глутаматергической системы выражена в меньшей степени, чем NMDA подтипа рецепторов

Научная новизна. В работе впервые получены данные о функции глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в регуляции дыхательного ритмогенеза и паттерна инспираторной активности на раннем этапе развития понто-бульбарных механизмов регуляции ритмической активности дыхательного центра

В работе впервые показано, что в изолированных понто-бульбоспинальных препаратах мозга новорожденных крыс (0-4 суток) активация глутаматергической системы различных ядер пневмотаксического комплекса вызывает инспираторно-стимулирующее или инспираторно-тормозящее влияние на частоту генерации дыхательного ритма с преобладанием инспираторно-стимулирующего влияния Глутаматергическую модуляцию активности дыхательного ритмогенеза выполняют ИМОА и поп-ИМБА рецепторы, при ведущей роли ЫМБА рецепторов

Результаты исследования показывают, что в раннем постнатальном периоде пневмотаксический комплекс новорожденных млекопитающих модулирует генерацию осцилляций среднечастотного диапазона инспираторного залпа

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные в ходе исследования данные расширяют современные представления о процессах регуляции и модуляции активности дыхательного ритмогенеза при участии надбульбарных уровней ЦНС, в частности пневмотаксического комплекса млекопитающих в раннем постнатальном периоде Исследованные в работе особенности взаимодействия между бульбарным дыхательным центром и нейронными структурами пневмотаксического комплекса, которые развиваются в раннем периоде онтогенеза гетерохронно, обеспечивают специфику механизмов формирования частоты генерации дыхательного ритма, а также паттерна инспираторной активности (длительность и амплитуда инспираторного залпа, мощность осцилляций)

Результаты исследования способствуют пониманию механизмов формирования таких жизненно важных нарушений дыхания у новорожденных, как синдром внезапной смерти новорожденных, идиопатические остановки дыхания во сне, периодическое нерегулярное дыхание новорожденных, синдром врожденной центральной гиповентиляции и т д Полученные данные имеют практическое значение для развития прикладных вопросов неонаталогии, представляют научный интерес для физиологов, биохимиков и фармакологов, работающих в области возрастной нейрофизиологии и исследования проблем развития нейромедиаторных и нейромодуляторных систем мозга

фундаментальные и клинические аспекты» (Новосибирск, 2002), Всероссийской конференции с международным участием «Достижения биологической функциологии и их место в практике образования» (Самара, 2003), Международной конференции «Стресс и висцеральные системы» (Минск, 2005), Российской медико-биологической конференции молодых ученых «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2006), Международной конференции «Медико-биологические аспекты действия физических факторов» (Минск, 2006), Межвузовской конференции молодых ученых «Аспирантские чтения - 2006» (Самара, 2006)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из них 5 в центральной печати, в том числе 1 в реферируемом журнале

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, трех глав с изложением результатов собственных исследований, заключительного обсуждения, выводов и списка литературы, включающего 219 источников, в том числе 33 отечественных и 186 зарубежных

Диссертация изложена на 128 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц, 17 рисунков, 1 микрофотографию, 1 схему

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты выполнены на 60 изолированных понто-бульбоспинальных препаратах (ПБСП) новорожденных (0-4 суток) белых и пигментированных беспородных крыс Для получения ПБСП крысят предварительно наркотизировали эфиром, и в этих условиях проводили препаровку моста, продолговатого мозга, и шейных сегментов спинного мозга Путем кранио- и ламинэктомии обнажались головной мозг и шейный отдел спинного мозга Ствол мозга пересекался между буграми четверохолмия Понто-бульбоспинальный отдел мозга освобождался от мозговых оболочек, после чего тщательно препарировались и пересекались черепно-мозговые и дорсальные и вентральные корешки шейных сегментов спинного мозга Спинной мозг пересекали на уровне С7

На протяжении всей препаровки мозг животного перфузировался искусственной цереброспинальной жидкостью (ИЦЖ) температурой +7°С Раствор ИЦЖ имел следующий ионный состав (мМоль/л) NaCl - 124,0, KCl -5,0, СаС12 - 2,4, MgS04 - 1,3, NaHC03 - 26,0, KH2P04 - 1,2, d-глюкоза - 30,0 (Suzue, 1984)

По окончании препаровки температура перфузата, орошающего понто-бульбоспинальный препарат, постепенно повышалась до +24-25°С, после чего препарат помещался в проточную термостатированную камеру объемом 3 мл вентральной поверхностью вверх, и перфузировали ИЦЖ, насыщенной газовой смесью из 5% С02 и 95% 02 (pH 7,3-7,4) Скорость перфузии ИЦЖ составляла 3,5 мл/мин

Функционирование дыхательного центра ПБСП оценивали по суммарной электрической активности диафрагмальных мотонейронов, регистрируемую в вентральных корешках сегментов С3-С4 при помощи хлорсеребряного

всасывающего электрода Электрические сигналы через усилитель переменного тока подавались на входной канал аналого-цифрового преобразователя персонального компьютера и записывались в файл формата wav на жесткий диск По нейрограмме рассчитывали продолжительность респираторных циклов (Т цикла, с), продолжительность инспираторных залпов (Т залпа, с) и их амплитуду (А залпа, относительные единицы) Для оценки вариабельности параметров использовали коэффициент вариации (Кв Т залпа и Кв Т цикла) отношение среднего квадратичного отклонения к величине средней арифметической Спектральный анализ инспираторных разрядов производили путем 1024-точечного быстрого преобразования Фурье с частотой дискретизации 500 Гц По спектрограммам инспираторных разрядов рассчитывались средняя величина низкочастотного (НЧ, 1-10 Гц) и среднечастотного (СЧ, 10-50 Гц) пиков мощности, оценивалась динамика изменения амплитуды пиков во время экспериментального воздействия (А НЧ пика, А СЧ пика, относительные единицы)

В экспериментах осуществляли микроинъекции L-глутамата (50 мМоль/л, Sigma Chemicals, МО, USA), кетамина гидрохлорида - селективный антагонист NMDA рецепторов (4 мМоль/л, RBI, Natick, MA, USA), GAMS - селективный антагонист non-NMDA рецепторов (400мкМоль/л, RBI, Natick, MA, USA) и каиновой кислоты - нейротоксин (2 мкг/мл, Sigma Chemicals, МО, USA) в область пневмотаксического комплекса в объеме 40-60 нл Координаты для воздействий 100 мкм медиальнее точки выхода V корешка, 1500-1700 мкм вглубь от вентральной поверхности моста В контроле в ту же область вводили в аналогичных объемах 0,9% NaCl или ИЦЖ Для контроля места микроинъекций в конце эксперимента ПБСП фиксировали в 10% растворе формалина, приготовляли поперечные коронарные срезы толщиной 5-15 мкм, которые окрашивали тионином по методу Ниссля Место микроинъекции определяли по следовому треку микропипетки Анализ срезов проводили по микрофотографиям поперечных срезов мозга новорожденных крыс и атласу мозга крысы

Показатели рассчитывали на основании данных, полученных от 10 последовательных инспираторных разрядов Данные представлены в виде средних величин (М) и их стандартной ошибки (т) Статистическая обработка осуществлялась с использованием t-теста Стьюдента для средних величин, достоверным считалось различие при р<0,05

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Возрастные особенности паттерна ритмической инспираторной активности в ПБСП новорожденных крыс in vitro. Респираторная активность ПБСП 0-4 суточных крысят, регистрируемая в вентральных корешках С3-С4 характеризуется инспираторными залпами, генерируемыми с частотой 1-6 в минуту При этом в препаратах мозга 3-4 суточных крысят происходит достоверное увеличение частоты дыхательного ритма относительно 0-1 суточных крысят, что сопровождается достоверным снижением продолжительности дыхательного цикла к третьим суткам жизни и снижением

его вариабельности (табл 1) Достоверных различий частоты генерации дыхательного ритма у ПБСП 2 суточных крысят относительно 0-1 суточных не выявлено

Характерной чертой возрастных изменений инспираторных разрядов в препаратах мозга новорожденных крыс является изменение изначально декрементной формы залпа У ПБСП 0-1 суточных крысят инспираторный разряд начинается с осцилляций максимальной амплитуды Далее происходит постепенное снижение их амплитуды до уровня фоновых помех У препаратов 2-4 суточных крысят респираторные разряды теряют свой декрементный характер В конце разряда постепенное снижение амплитуды осцилляций прерывается резким ее повышением, на фоне которого происходит выключение разряда По нашим данным в препаратах мозга 3-4 суточных крысят происходит достоверное снижение продолжительности инспираторного разряда относительно 0-1 суточных, что также сопровождается достоверным уменьшением вариабельности данного параметра (табл 1)

Таблица 1. Возрастная динамика параметров респираторной активности в ПБСП 0-4 суточных крысят (М+ш)

Параметры респираторной активности Возраст крысят

0-1 сутки (п = 41) 2 суток (п =35) 3-4 суток (п = 20)

Низкочастотный пик, Гц 2,702+0,57 2,497+0,060* 2,461+0,102*

Среднечастотный пик, Гц 27,37+0,722 22,13+0,584* 19,83+0,670***

Продолжительность респираторного цикла, с 16,81+1,24 15,705+1,533 12,32+1,842*

Коэффициент вариации продолжительности респираторного цикла 0,270+0,027 0,231+0,025 0,212+0,030

Продолжительность инспираторного разряда, с 1.097+0,066 0,987+0,078 0,840+0,049**

Коэффициент продолжительности инспираторного разряда 0,226+0,034 0,262+0,026 0,150+0,013*

Отношение амплитуд низко- и среднечастотного пиков 2,320+0,248 2,375+0,184 1,636+0,110*

Примечание *- р<0,05, **- р<0,01, ***- р<0,001, ****<0,0001 относительно 1 суток

При изучении спектральных характеристик инспираторных залпов, регистрируемых в С3-С4 выявлено, что в инспираторных разрядах к 3-4 суткам жизни наблюдается достоверное снижение амплитуды низкочастотного (1-10 Гц) пика и одновременное увеличение амплитуды среднечастотного (10-50 Гц) пика, что проявляется достоверным уменьшением соотношения амплитуд низкочастотного и среднечастотного пиков мощности у ПБСП 3-4 суточных крысят по сравнению с 0-1 суточными препаратами В тоже время, уже на 2 сутки жизни происходит достоверное изменение частоты низкочастотных и среднечастотных пиков в сторону более низких частот (табл 1)

Наличие в спектрах инспираторных разрядов двух пиков мощности и их возрастная динамика свидетельствуют о том, что их источниками являются два пула нейронов дыхательного центра, что подтверждается теорией о двух генераторах дыхательного ритма у новорожденных in vitro, локализованных в вентро-латеральных отделах продолговатого мозга и в пре-Бетзингеровом комплексе (Мирошниченко с соавт , 2002, Mellen et al, 2003, Duffin, 2004)

Как показали наши исследования, функциональные перестройки механизмов генерации дыхательного ритмогенеза ПБСП 0-4 суточных крыс проявляются в увеличении частоты дыхательного ритма к третьим суткам жизни относительно 0-1 суточных крысят, что обусловлено уменьшением продолжительности дыхательного цикла в этот период Одновременно к 3-4 суткам жизни происходит снижение вариабельности данного параметра относительно 0-1 суток, что свидетельствует о стабилизации генерации дыхательного ритма, которая является показателем созревания структур дыхательного центра (Di Pasquale et al, 1992) По данным иммуногистохимичеких исследований, в дыхательном центре новорожденных крыс на третьи сутки жизни происходит изменение экспрессии рецепторов к ГАМК и глутамату, что объясняет природу возрастных изменений респираторной активности в ПБСП новорожденных крыс (Liu, Wong-Riley, 2002, Алексеева, 2006)

Влияние микроинъекций каиновой кислоты в область пневмотаксического комплекса на параметры респираторной активности в препаратах мозга новорожденных крыс in vitro. При микроинъекциях каиновой кислоты (2 мкг/мл) в область пневмотаксического комплекса ПБСП новорожденных крыс было получено два типа ответных реакций инспираторно-ингибирующее влияние (п=21), и инспираторно-стимулирующее (п=12) на генерацию инспираторных залпов, регистрируемых в С3-С4

Инспираторно-ингибирующее влияние микроинъекций каиновой кислоты проявлялось снижением частоты генерации инспираторных разрядов на 27,16+3,5% (р<0,0001), инспираторно-стимулирующее влияние микроинъекций каиновой кислоты сопровождалось повышением частоты генерации инспираторных залпов на 69,79+25,56% (р<0,05) Данные изменения связывают с селективными разрушениями соматодендритных структур дыхательных нейронов дорсолатеральных областей моста, вызванных микроинъекциями каиновой кислоты

При инспйр&горно-ингибирующем влиянии микроинъекций каиновой кислоты в область пневмотаксического комплекса у ПБСП 0-1 суточных крыс наблюдали достоверное увеличение амплитуды инспираторного залпа, у препаратов 2-4 суточных крыс инспираторно-ннгибирующее влияние проявлялось увеличением продолжительности инспираторного залпа и снижением её вариабельности, а также Повышением амплитуды инспираторного залпа. В частотном спектре у ПБСП 2-4 суточных крыс мы наблюдали увеличение амплитуды среднечастотного пика мощности (рис. 1).

120 100 & 80 я 60

4- 40

6 20

к 0

1 -20

1 "40 3 "60 •80

-100

Т цнкла Ки Г никла Т эмпа КвТэалла А залпа НЧ пик АНЧпнка СЧ пик А СЧгшка

Рис. 1. Возрастная динамика инспираторно-ингибирующего влияния микроинъекций каиновой кислоты в область пневмотаксического комплекса на респираторную активность в препаратах мозга новорожденных крыс in vitro. Темные столбики - 0-1 суточные препараты, светлые столбики - 2-4 суточные препараты. * - р<0,05; ** - р<0,001.

И не п и рато р н о - и н г иб и ру ю щее влияние на активность дыхательного центра, вызванное разрушением области пневмотаксического комплекса ПБСП новорожденных крыс, говорит о инспираторно-облегчающем влиянии пневмотаксического комплекса на частоту генерации дыхательного ритма (Hirano et al., 1990). Воздействие каиновой кислотой в область парйбрахиального комплекса крыс пролонгировало инспираторнуго фазу и одновременно снижало активность диафрагм ал ьного нерва (Fung et al., 1994; Fung, St. John, 1995; Mutolo et al., 2002). Наши результаты совпадаю!' с литературными данными и позволяют предположить, что пневмотаксический комплекс новорожденных животных уже с первых суток (0-24 часа) принимает участие в регуляции частоты генерации респираторного ритма, начиная со 2-х суток жизни, кроме того, и в механизме выключения инспиратор ной активности.

Инспираторно-стимулирующее влияние микроинъекций каиновой кислоты в область пневмотаксического комплекса сопровождалось уменьшением амплитуды инспираторного залпа, однако достоверного изменения

-_------------

* * *

SB ж 4!—■---J} Щ ■ i1 " ОН ОО <4 СП = та

продолжительности респираторного цикла не наблюдалось (рис. 2). Это позволяет предположить наличие инсп и раторно-тормозящих влияний нейронных популяций парабрахиального комплекса (Шгапо й а!., 1990). В частотном спектре инспиратор но го залпа происходило снижение амплитуды среднсчастотного пика мощности (рис. 2).

... '-У ш Чу; ш ЁМ ш

те ■ 5,0+2.1* ¡6,5+6,4*

^ 1 ■ :, Vj

I гшкла Кь Т [л;г[1а Л laJiita НЧ пик А ММ пики СЧ пик Л СЧ [гика

Рис. 2. Инспираторно-стимулирующее влияние микроинъекций каиновой кислоты в область пневмотаксического комплекса па параметры респираторной активности в ГТБСГ1 0-4 суточных крыс. *- р<0,05.

Как показывают результаты наших исследований, торможение инспираторной активности возникало при микроинъекциях нейротоксина на глубине 1500-1600 мкм от вентральной поверхности моста, что соответствует расположению нейронных популяций ядер Келликера-Фюзе, оказывающих инспираторно-облегчаниций эффект на частоту генерации дыхательного ритма ¡з препаратах мозга новорожденных крыс in vitro.

Инспираторно-стимулирующее влияние проявлялось при воздействии каиновой кислоты на уровне 1600-1700 мкм вглубь от вентральной поверхности моста, что, вероятно, связано с разрушением структур парабрахиального комплекса, оказывающих инепираторно-тормозящее влияние. Локализацию воздействий определяли по следовому греку микропипетки и соотносили и С микрофотографиями срезов моста новорожденных крыс (Huangfu, Guyenet, 1997; Kobayashi et al., 2005) и атласу мозга крысы (Paxison, Watson, 1998).

Таким образом, пневмотаксический комплекс изолированных ПБСП новорожденных крыс регулирует, прежде всего, частоту генерации дыхательного ритма через инепираторно-стимулируюший и инспираторной тормозящий механизмы, с преобладанием инеййраторно-облегчающего влияния, участвует в механизме выключения инспираторной активности.

Влияние мшсронньекций L-глутамата в область пневмотаксического комплекса на генерацию дыхательного ритм ore не за в ПБСП новорожденных крыс in vitro. Микроинъекции L-глутамата (50 мМ/л, 40-60 нл) в дорсолатеральные области моста ПБСП 0-4 суточных крысят вызывали два типа ответных реакций: инспираторы о-облегчающее (п=27) и и н с п и р агор но-то р мо зя щее влияние (п=19).

Обращает внимание тот факт, что инспираторно-облегчающие эффекты на частоту генерации дыхательного ритма были полнены при микроинъекциях L-глутамата в область п пев мотак с и ч ее к ого комплекса препаратов мозга новорожденных крысят на глубину 1500-1600 мкм вглубь от вентральной поверхности моста, что, как было выше сказано, соответствует локализации ядер Келликера-Фюзе у новорожденных крыс, инспиратор но-тормозящие эффекты возникали при микроинъекциях на глубину 1600-1700 мкм - в область парабрахиалышх ядер (Huangfu, Guy en et. 1997; Kobayashi et al., 2005). Полученные в ходе исследования результаты указывают на гетерогенное строение пневмотаксического комплекса, что подтверждается литературными данными, (Chamberlin N.L., Saper, 1994; Lara et al., 1994; Mutolo et al., 1998, Якунин с соавт., 2001; Dawid-Miner et at., 2003; Kobayashi S. et ai., 2005).

При стимуляции области пневмотаксического комплекса агонистом NMD А-рецептор о в L-глутаматом мы наблюдали увеличение частоты генерации инспираторных разрядов, регистрируемых в Сз - С4, на 91,24+30,36% (р<0,01) относительно фоновых значений у 0-1 суточных ПБСП, и на 77,89+25,58%; (р<0,01) у ПБСП 2-4 суточных крысят, что сопровождалось достоверным уменьшением продолжительности респираторного цикла и снижением амплитуды инспиратор«ого залпа (рис. 3).

х с

-е-

й S

па

50 70 50 30 10 -m -30 -Î0 -70

91 -1 6434.4*

68-37.i* £

в | (Я

■ ■ ■ m ■ш

■ 1 1 1 п , ; г- 1_] 1

4 ПГ s Ш 1

Тцикла КвТцикла Т залп а А залпа. НЧпнк АНЧпика СЧ пик АСЧпика

Рис. 3. Влияние микроинъекций L-глyтамата в область пневмотаксического комплекса на параметры респираторной активности в ПБСП 0-4 суточных крыс. Светлые столбики - инегшраторно-облегчающее влияние, темные столбики - инспираторно-тормозящее влияние. р<0,05; **- р<0,01; р<0,001; ****<0,0001.

В частотном спектре инспираторных залпов при микроинъекциях L-глутамата достоверного изменения значений низко- и среднечастотного пиков мощности не происходило, но наблюдалось снижение их амплитуд (рис 3) Кроме того, у препаратов 0-1 суточных крысят мы наблюдали достоверное снижение амплитуды среднечастотного пика мощности, у 2-4 суточных ПБСП уменьшалась амплитуда низкочастотного пика У препаратов 2-4 суточных крысят после стимуляции L-глутаматом значение среднечастотного пика мощности становилось достоверно ниже относительно 0-1 суточных препаратов, что отражает процессы созревания дыхательного центра новорожденных животных (Мирошиченко, Пятин, 2002) Полученные в ходе исследования результаты подтверждают, что структуры моста оказывают возбуждающее влияние на процессы генерации в дыхательном центре осцилляций среднечастотного диапазона, что согласуется с литературными данными (Мирошниченко, 2002)

Изменение спектральных характеристик, вызванное микроинъекциями L-глутамата в область пневмотаксического комплекса, свидетельствует о том, что область парабрахиальных ядер и ядер Келликера-Фюзе ПБСП новорожденных крыс модулирует не только активность генератора дыхательного ритма, но и оказывает влияние на генератор инспираторного паттерна

Стимулирующее действие глутаматергической системы

пневмотаксического комплекса препаратов мозга новорожденных крыс на параметры респираторной активности может быть связано с наличием прямых и непрямых глутаматергических проекций нейронных популяций данной области к ядру диафрагмального нерва и диафрагмальным мотонейронам, а также к бульбоспинальным нейронам вентральной дыхательной группы продолговатого мозга (Yokota et al, 2003)

Инспираторно-тормозящее влияние микроинъекций L-глутамата в область пневмотаксического комплекса проявлялось в уменьшении частоты генерации инспираторных залпов, регистрируемых в Сз - С4, на 35,49+5,54% (р<0,0001), что сопровождалось увеличением продолжительности респираторного цикла и повышением его вариабельности Амплитуда инспираторного залпа при этом достоверно возрастала на 5,1+1,98% (р<0,05) (рис 3)

В частотном спектре разрядов достоверных изменений значений и амплитуд пиков мощности нами не наблюдалось

Возможно, снижение частоты генерации инспираторных залпов в ПБСП новорожденных крыс при глутаматергической активации ряда нейронных популяций пневмотаксического комплекса связано с модулирующем действием зоны А5 на медиальные ядра парабрахиального комплекса (Dawid-Milner et al, 2003, Tanabe et al, 2005)

Наши данные впервые показали, что глутаматергическая система пневмотаксического комплекса новорожденных крыс прежде всего регулирует частоту генерации дыхательного ритма m vitro, а также модулирует активность генератора инспираторного паттерна Гетерогенные нейронные популяции пневмотаксического комплекса ПБСП 0-4 суточных крыс оказывают как инспираторно-облегчающее (ядра Келликера-Фюзе), так и инспираторно-

тормозящее влияние (парабрахиапьные ядра) на активность пыха тельного центра.

Влияние микроинъекций антагоииста NMDA рецепторов кетам и на гидрохлорида в область иневмотаксическо го комплекса на ритмическую инспираторную активность дыхательного центра ПБСГТ in vitro. При

блокаде NMDA рецепторов области пневмотаксического комплекса в результате микроинъекции кетамина гидрохлорида (4 мМ/л, 40-60 нл) наблюдали два типа ответных реакций: угнетение инспираторной активности (п=14) при микроинъекциях на уровне 1500-1600 мкм от вентральной поверхности моста, которая проявлялась уменьшением частоты генерации инспираторных разрядов на 27,56+4,6% (р<0,0001), что сопровождалось достоверным увеличением продолжительности респираторного цикла. При этом амплитуда инспираторного залпа достоверно возрастала на 3,73+1,81% (р<0,05) (рис. 4).

В частотном спектре достоверных изменений значений низкочастотного и среднечастотного пиков мощности мы не наблюдали, однако, амплитуда среднечастотного пика достоверно возрастала на 11,42+3,69% (рис, 4),

В результате микроинъекций кетамина гидрохлорида (4 мМ/л, 40-60 нл) в область дорс о латеральных ядер моста на глубину 1600-1700 мкм от вентральной поверхности наблюдали стимуляцию инспираторной активности, которая проявлялась в увеличении частоты генерации инспираторных разрядов на 32+9,0% (р<0,01). При этом достоверных изменений продолжительности и вариабельности респираторного цикла не возникало, но происходило снижение амплитуды инспираторного залпа на 5,03+1,8% (рис. 4).

50 3D

сз ш о

в 1D

£ -3»

-30

Рис. 4. Влияние микроинъекций кетамина гидрохлорида в область пневмотаксического комплекса на параметры респираторной активности в ПБСП 0-4 суточных крыс. Светлые столбики - инспираторно-ингибирующее влияние, темные столбики - инспираторно-стимулирующее влияние. *- р<0,05; **- р<0,01; ***- р<0,001; **=р*<0,0001.

1 1А + 18*

11,4+ 3.7"

3,7i [,8* 1—1 .-. 1 п г—1 I 1-

1 щ щ ^

S Ш 1М±

Т цикла Кв Т цикла Т залпа А залпа НЧпик А НЧ пика СЧ пик А СЧ пика

В частотном спектре инспнраторных залпов также изменений значений низко- и среднечастотного пиков мощности не наблюдалось, но происходило достоверное уменьшение амплитуды среднечастотного пика (рис 4)

Разные эффекты на активность дыхательного ритмогенеза были обусловлены локализацией стимула в область пневмотаксического комплекса и еще раз подтверждают гетерогенное строение его нейронных популяций (Chamberlin NL, Saper, 1995, 1998, Mutolo et al, 1998, Якунин с соавт , 2001, Dawid-Milner et al, 2003)

Блокада NMDA рецепторов вызывала как угнетение, так и стимуляцию частоты генерации инспираторных разрядов, с преобладанием ингибирующего влияния на частоту дыхательного ритмогенеза, что подтверждает доминирование инспираторно-облегчающего эффекта пневмотаксического комплекса на активность генератора дыхательного ритма ПБСП новорожденных крыс (Lara et al, 1994)

Причем, инспираторно-ингибирующее влияние на частоту генерации дыхательного ритма в ПБСП новорожденных крыс проявлялось при микроинъекциях кетамина гидрохлорида в область ядер Келликера-Фюзе, что указывает на торможение нейронных популяций, оказывающих стимулирующее действие на активность генератора дыхательного ритма. Инспираторно-стимулирующее влияние на частоту генерации инспираторных залпов в препаратах мозга новорожденных крыс наблюдалось при микроинъекциях кетамина гидрохлорида в область парабрахиальных ядер и связано с угнетением инспираторно-тормозящих нейронных популяций парабрахиального комплекса Данные, полученные в этой серии экспериментов, согласуются с результатами микроинъекций L-глутамата в область пневмотаксического комплекса ПБСП 0-4 суточных крысят

Влияние микроинъекций антагониста non-NMDA рецепторов GAMS в область пневмотаксического комплекса на ритмическую пнспираторную активность дыхательного центра в ПБСП in vitro.

Блокада non-NMDA рецепторов пневмотаксического комплекса в результате микроинъекции GAMS (400 мкМ/л, 40-60 нл) вызвала однотипную реакцию (п=15), независимо от локализации микроинъекций а именно, уменьшение частоты генерации инспираторных разрядов на 19,9+6,05% (р<0,01), сопровождающуюся повышением амплитуды инспираторного залпа на 10,16+4,33 (рис 5)

Это свидетельствует о том, что активирующее влияние глутаматергической системы пневмотаксического комплекса ПБСП новорожденных крыс также может осуществляться посредством non-NMDA подтипа рецепторов, что подтверждается данными других авторов (Foutz et al, 1994, Pierrefiche et al, 1994, Chamberlin, Saper, 1995)

В отличие от кетамина гидрохлорида, оказывающего как инспираторно-ингибирующее, так и инспираторно-стимулирующее влияние на частоту генерации инспираторных залпов, при воздействии GAMS в 100% случаев наблюдали уменьшение частоты генерации инспираторных залпов

Следовательно, поп-№\ГОА рецепторы принимают участие в осуществлении инспираторво-стимулирующего влияния парабрахиального комплекса и ядер Келликера-Фюзе на активность дыхательного центра.

50 4«

.10 20 ■ 10 ■ о

-ю ■ -ж ■?0

10.2+4,3*

□

T цикли К":. T цикла T jajma Л f 1 а [14 пик Л НЧ пика СЧ дик Л СЧ гi.-.:.'

Рис. 5. Влияние микроинъекций GAMS в область пневмотаксического комплекса на параметры респираторной активности в ПБСГ1 0-4 суточных крыс. *- р<0,05.

При сравнении эффектов блокады NMDA и nun-NMDA рецепторов обращает внимание тот факт, что микроинъекции кетамина гидрохлорида в область пневмотаксического комплекса вызывали примерно на 10% большее снижение частоты генерации дыхательного ритма (рис. 6), чем блокада nori-NMDA рецепторов микроинъекциями GAMS.

Фон Кетамин GAMS

Рис. 6. Снижение частоты генерации дыхательного ритма, вызванное микроинъекциями антагонистов глутаматных рецепторов в область пневмотаксического комплекса ПБСП новорожденных крыс.

Таким образом, в раннем постнатальном периоде пневмотаксический комплекс ПБСП крыс оказывает модулирующее влияние на активность дыхательного центра через NMDA non-NMDA рецепторы (Dutschmann, Herbert, 1998, Foutz et al, 1994, Fung, St John, 1995, Pierrefiche et al, 1994, и др), с преобладающем участием именно NMDA подтипа

ВЫВОДЫ

1 Нейронные структуры пневмотаксического комплекса в понто-бульбоспинальных препаратах мозга новорожденных крыс контролируют дыхательный ритмогенез (у 0-4 суточных крыс), длительность и вариабельность инспираторных залпов, а также мощность осцилляции среднечастотного пика инспираторных залпов (у 2-4 суточных крыс)

2 Нейронные структуры ядер Келликера-Фюзе и парабрахиальных ядер контролируют ритмогенез и паттерны активности дыхательного центра в понто-бульбоспинальных препаратах мозга новорожденных крыс через инспираторно-облегчающий и инспираторно-тормозящий механизмы соответственно

3 Инспираторно-облегчающий и инспираторно-тормозящий механизмы контроля дыхательного ритмогенеза функционируют при участии глутаматергической системы активация этой системы L-глутаматом в ядрах Келликера-Фюзе повышает частоту генерации дыхательного ритма, вызывает снижение амплитуды инспираторного залпа и мощность осцилляций частотного спектра, микроинъекции L-глутамата в парабрахиальные ядра, напротив, уменьшают частоту генерации дыхательного ритма, но повышают амплитуду инспираторного залпа и мощность осцилляций среднечастотного диапазона

4 Пневмотаксический комплекс в понто-бульбоспинальных препаратах мозга 0-4 суточных крыс контролирует дыхательный ритмогенез и паттерны активности бульбарного дыхательного центра при участии NMDA подтипа рецепторов глутаматергической системы

5 Блокада кетамина гидрохлоридом NMDA подтипа рецепторов в ядрах Келликера-Фюзе инициирует уменьшение частоты дыхательного ритма, рост амплитуды и мощности осцилляций в среднечастотном диапазоне инспираторных залпов Напротив, выключение NMDA подтипа рецепторов в парабрахиальных ядрах сопровождается ростом частоты дыхательного ритма, уменьшением амплитуды и мощности осцилляций в среднечастотном диапазоне инспираторных залпов

6 non-NMDA подтип рецепторов глутаматергической системы ядер Келликера-Фюзе и парабрахиальных ядер в препаратах мозга новорожденных крыс (0-4 суток) в меньшей степени, чем NMDA подтип рецепторов, контролируют ритмогенез и паттерны активности дыхательного центра

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Работы, опубликованные в журналах ВАК РФ

1 Якунина О В , Алексеева А С , Пятин В Ф Влияние микроинъекций глутамата и антагонистов глутаматных рецепторов в зону А5 на генерацию дыхательного ритма в понто-бульбоспинальных препаратах мозга новорожденных крыс in vitro //Бюллетень экспериментальной биологии и медицины - 2007, Т 143, №2, С 132-135, авт - С 1

Работы, опубликованные в центральной печати и сборниках

2 Якунина О В, Мирошниченко И В Влияние периодических гиперкапнических воздействий на функциональное созревание дыхательного центра у плодов крыс //Материалы международной юбилейной научно-практической конференции, посвященной 30-летию Оренбургского государственного университета «Учебная, научно-производственная и инновационная деятельность высшей школы в современных условиях» - Оренбург, 2001, С 42-43, авт - С 0,5

3 Якунина О В , Алексеева А С , Зинченко Е А , Обечкин С М Роль С02/Н+ в формировании спектральных характеристик электрической активности дыхательного центра новорожденных крыс in vitro //Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Достижения биологической функциологии и их место в практике образования» Самара, 2003 - С 9-10, авт - С 0,3

4 Якунина О В , Новоселова А М , Пятин В Ф , Алексеева А С , Никандров В Н , Гаркун Ю С , Кульчицкий В А Плазминоген, стрептокиназа и их комплексы с пируваткиназой способны модулировать центальную респираторную активность //Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Достижения биологической функциологии и их место в практике образования» Самара, 2003 - С 168, авт - С 0,3

5 Якунина О В , Никандров В Н , Пятин В Ф , Мирошниченко И В , Алексеева А С., Новоселова А М , Гаркун Ю С , Мурашко О Н , Кульчицкий В А Модуляция центральной респираторной активности с помощью плазминогена, стрептокиназы и их комплексов с пируваткиназой //Известия Национальной Академии Наук Беларуси - 2003, №2, С 40-43, авт - С 0,3

6 Якунина О В , А С Алексеева, В Ф Пятин, В С Татарников Возрастные особенности влияния структур моста на генерацию дыхательного ритма в препаратах мозга новорожденных крыс in vitro //«Стресс и висцеральные системы» (Материалы международной конференции, 13-14 октября 2005 г, Минск, Республика Беларусь), Минск, «Бизпесофсет», С 48-50, авт - С 0,5

7 Yakunina О V, Tatarmkov V S , Piatin V F., Glazkova E N , Alekseeva A S Modulation of rhythmic activity of the respiratoiy centre in adult rats with involvement of nitric oxide in the retrotrapezoidal nucleus //Stress and visceral systems («Стресс и висцеральные системы», Материалы международной конференции, 13-14 октября 2005 г, Минск, Республика Беларусь), Минск, «Бизнесофсет», С 29-20, авт — С 0,3

8 Якунина О В, Алексеева А С Роль глутаматергической системы в регуляции модулирующего влияния зоны А5 на генерацию дыхательного ритма в препаратах мозга новорожденных крыс m vitro //Материалы IX Всероссийской медико-биологической конференции молодых ученых «Человек и его здоровье» - Санкт-Петербург, 2006 - С 10-11, авт - С 0,5

9 Якунина О В , Алексеева А С , Зеленцовская П Е Возрастные особенности влияния норадреналина на генерацию дыхательного ритма у новорожденных крыс in vitro //Материалы IX Всероссийской медико-биологической конференции молодых ученых «Человек и его здоровье» - Санкт-Петербург, 2006 - С 11-12, авт - С 0,3

10 Якунина О В Роль глутаматергической системы пневмотаксического центра в модуляции респираторной активности понто-бульбоспинальных препаратов мозга новорожденных крыс m vitro //«Аспирантские чтения 2006» Труды медвузовской конференции молодых ученых Приложение к межвузовскому журналу «Аспирантский вестник Поволжья» - Самара, 2006 - С 28-30, авт - С 1

11 Якунина О В , Пятин В Ф , Алексеева А С Влияние микроинъекций глутамата и антагонистов глутаматных рецепторов в область пневмотаксического центра на генерацию дыхательного ритма в препаратах мозга новорожденных крыс in vitro //«Медико-биологические аспекты действия физических факторов» (Материалы международной конференции, 24-25 октября, 2006, Минск, Республика Беларусь), Минск, «Бизнесофсет», С 289-291, авт - С 0,5

Подписано в печать 9 04 2007 Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать оперативная Уел печ л 1 10 Тираж! 00 экз Заказ 399

Отпечатано в типографии ООО «ОФОРТ» 443080, г Самара, ул Революционная, 70, литера П Тел 372-00-56, 372-00-57

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Якунина, Оксана Вячеславовна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Структурно-функциональная организация дыхательного центра млекопитающих животных.'.

1.2 Классификация нейронов дыхательного центра.13.

1.3. Структурно-функциональная организация дыхательного центра новорожденных млекопитающих.

1.4. Особенности генерации дыхательного ритмогенеза в препаратах мозга новорожденных млекопитающих in vitro.

1.4.1. Формирование спонтанной электрической активности в бульбоспинальных препаратах новорожденных крыс in vitro.

1.4.2. Сравнительные характеристики механизмов генерации дыхательного ритма в бульбоспинальных препаратах мозга новорожденных и взрослых млекопитающих in vivo.

1.5. История развития учения о пневмотаксическом комплексе.

1.6. Место расположения и структурно-функциональная организация пневмотаксического комплекса.

1.6.1. Локализация и свойства нейронов пневмотаксического комплекса.

1.6.2. Классификация нейронов пневмотаксического комплекса.

1.7. Афферентные и эфферентные связи пневмотаксического комплекса.

1.7.1. Модулирующее влияние пневмотаксического комплекса млекопитающих на генерацию дыхательного ритма.

1.7.2. Роль пневмотаксического комплекса млекопитающих в регуляции недыхательных функций.

1.8. Структура и функционирование пневмотаксического комплекса у новорожденных животных.

1.9. Глутаматергическая система пневмотаксического комплекса млекопитающих.

Глава 2. Материалы и методы исследования.

2.1. Экспериментальные животные.

2.2. Экспериментальная модель изолированного понто-бульбоспинального препарата мозга новорожденных крыс in vitro.

2.3 Изучение влияния пневмотаксического комплекса на генерацию дыхательного ритма понто-бульбоспинальных препаратов новорожденных крыс in vitro.

2.3.1. Эксперименты с микроинъекциями.

2.3.2. Гистологический контроль места микроинъекций.

2.4 Обработка и анализ данных.

Глава 3. Влияние выключения пневмотаксического комплекса на генерацию дыхательного ритма в понто-бульбоспинальных препаратах новорожденных крыс in vitro.

3.1. Возрастные особенности паттерна ритмической инспираторной активности в понто-бульбоспинальных препаратах новорожденных крыс in vitro.

3.2. Влияние микроинъекций каиновой кислоты в область пневмотаксического комплекса на параметры респираторной активности в препаратах мозга новорожденных крыс in vitro.

3.2.1. Инспираторно-ингибирующее влияние микроинъекций каиновой кислоты в область пневмотаксического комплекса в препаратах мозга 0-4 суточных крыс in vitro.

3.2.2. Инспираторно-стимулирующее влияние микроинъекций каиновой кислоты в область пневмотаксического комплекса в препаратах мозга 0-4 суточных крыс in vitro.

3.3. Обсуждение результатов.

Глава 4. Роль глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в модуляции респираторной активности дыхательного центра понто-бульбоспинальных препаратов новорожденных крыс in vitro.

4.1. Влияние глутаматергической системы пневмотаксического комплекса на генерацию дыхательного ритмогенеза в понто-бульбоспинальных препаратах мозга новорожденных крыс in vitro.

4.1.1 Инспираторно-облегчающее влияние микроинъекций L-глутамата в область пневмотаксического комплекса 0-4 суточных препаратов мозга новорожденных крыс in vitro.

4.1.2 Инспираторно-тормозящее влияние L-глутамата в область пневмотаксического комплекса 0-4 суточных препаратов мозга новорожденных крыс in vitro.

4.2. Обсуждение результатов.

Глава 5. Роль глутаматных рецепторов нейронных структур пневмотаксического комплекса в контроле инспираторной активности дыхательного центра в понто-бульбоспинальных препаратах новорожденных крыс in vitro.

5.1. Влияние микроинъекций антагониста NMDA рецепторов кетамина гидрохлорида в область пневмотаксического на ритмическую инспираторную активность дыхательного центра в понто-бульбоспинальных препаратах in vitro.

5.1.1. Инспираторно-ингибирующее влияние микроинъекций кетамина гидрохлорида в область пневмотаксического комплекса в препаратах мозга 0-4 суточных крыс in vitro.

5.1.2. Инспираторно-стимулирующее влияние микроинъекций кетамина гидрохлорида в область пневмотаксического комплекса в препаратах мозга 0-4 суточных крыс in vitro.

5.2. Влияние микроинъекций антагониста non-NMDA рецепторов GAMS в область пневмотаксического комплекса на ритмическую инспираторную активность дыхательного центра в понто-бульбоспинальных препаратах in vitro.

5.3. Обсуждение результатов.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в регуляции дыхательного ритмогенеза у новорожденных крыс in vitro"

Актуальность исследования. Механизмы генерации и регуляции дыхательного ритма начинают формироваться на ранних этапах онтогенеза. В раннем постнатальном периоде в регуляции активности дыхательного центра принимают участие центральные хеморецепторы (Песков, Пятин, 1985, 1988; Ballantyne D., Scheid, 2000; Nattie, 2001, Пятин с соавт., 2001; Сафонов, Лебедева, 2003) и надбульбарные структуры (Ведясова, Михайлова, 2001; Меркулова, 2001), в частности, структуры моста (Kobayashi, 1990; Di Pasquale et al., 1992; St. John, 1996). Пневмотаксический комплекс, включающий симметричные структуры парабрахиальных ядер и ядер Келликера-Фюзе дорсолатеральной области моста, представляет собой комплекс гетерогенных структурно-функциональных образований, функция которых связана, в основном, с регуляцией активности дыхательного центра и системного артериального давления (Miura, Takayama, 1991; Lara et al., 1994; Len, Hayard, Felder, 1998; Chan, 1999; Saleh et al., 2003, 2005). В частности, респираторно регулирующая роль пневмотаксического комплекса проявляется как в активации (ростральные, дорсолатеральные и вентролатеральные участки ядер Келликера-Фюзе), так и в торможении (каудальные отделы ядер Келликера-Фюзе и вентральная область парабрахиальных ядер) генерации дыхательного ритма и респираторного паттерна у взрослых животных (Mutolo, Bongiani, et al., 1998; Якунин с соавт., 2001). Нейронные образования пневмотаксического комплекса принимают участие в модуляции активности симпатического драйва (Hayward, Castellanos, 2003). Центральная и ростральная области латеральных парабрахиальных ядер оказывает нисходящий контроль на активность симпатического драйва, связанный с активацией дорсального околоводопроводного вещества.

Пневмотаксический комплекс относят к одному из основных регуляторов активности дыхательного центра у новорожденных животных (Fung, 1995; St.John, 2000; Мирошниченко и соавт., 2002, Kobayashi, Onimaru et al., 2005).

Так, недостаточная пластичность модуляции респираторной активности у новорожденных млекопитающих может быть обусловлена незрелостью нейронных популяций ядер Келликера-Фюзе (Carpentier et al., 1998; Dutschmann et al., 2004). Согласно гистологическим исследованиям, дыхательные нейроны дорсолатеральных областей моста уже в раннем постнатальном периоде образуют афферентные и эфферентные связи с дыхательными нейронами продолговатого мозга (Gaytan et al., 1997; Yokota et al., 2003). Исследования in vitro показывают, что на уровне моста выявляется большее количество пост-инспираторных нейронов, по сравнению с таковым в продолговатом мозге, что доказывает участие рострального мостового комплекса ядер в регуляции активности дыхательного ритма у новорожденных млекопитающих (Ballanyi et al., 1999; Dutschmann et al., 2004).

Медиатором синаптических механизмов нейронных популяций дорсолатеральных областей моста, обусловливающих формирование регулирующих влияний на дыхательный центр и бульбарные механизмы регуляции симпатической активности у взрослых животных является глутамат (Miura, Takayama, 1991, 1993; Lara et al., 1994; Montekaitis et al., 1996; Chen et al., 1999), который при участии NMDA (N-methyl-D-aspartate) и non-NMDA рецепторов вызывает возбуждающие постсинаптические потенциалы на мембранах нейронов латеральных отделов парабрахиальных ядер (Zidichouski et al., 1996, Yokota et al., 2003). Однако в настоящее время в литературе нет четких представлений о роли глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в регуляции активности дыхательного центра на ранних этапах онтогенетического развития центральных механизмов регуляции его деятельности.

Целью настоящего исследования является изучение роли глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в регуляции ритмической активности дыхательного центра на ранних этапах его развития.

Задачи:

1. Исследовать возрастные особенности влияния выключения каиновой кислотой глутаматергической системы пневмотаксического комплекса на респираторную активность понто-бульбоспинальных препаратов мозга новорожденных крыс в первые 0-4 суток.

2. Изучить влияние активации глутаматом глутаматергической системы нейронных структур пневмотаксического комплекса на параметры респираторной активности понто-бульбоспинальных препаратов мозга новорожденных крыс в возрасте 0-4 суток.

3. Изучить возрастные особенности респираторной активности понто-бульбоспинальных препаратов мозга новорожденных крыс (0-4 суток) в условиях блокады кетамина гидрохлоридом NMDA глутаматных рецепторов нейронных структур пневмотаксического комплекса.

4. Изучить возрастные особенности респираторной активности понто-бульбоспинальных препаратов мозга новорожденных крыс (0-4 суток) в условиях блокады GAMS non-NMDA подтипа глутаматных рецепторов нейронных структур пневмотаксического комплекса.

Положения, выносимые на защиту.

1. У новорожденных крыс пневмотаксический комплекс участвует в контроле дыхательного центра путем торможения (парабрахиальные ядра) и активации (ядра Келликера-Фюзе) ритмгенерирующего процесса. При этом ядра Келликера-Фюзе участвуют в механизме контроля параметров инспираторного залпа.

2. Контроль частоты генерации дыхательного ритма и параметров инспираторного залпа в дыхательном центре со стороны парабрахиальных ядер и ядер Келликера-Фюзе осуществляется при обязательном участии глутаматергической системы.

3. У новорожденных крыс контроль пневмотаксическим комплексом инспираторно-тормозящего и инспираторно-стимулирующего механизмов регуляции активности дыхательного центра осуществляется при участии ИМЛА подтипа рецепторов глутаматергической системы. 4. В механизмах взаимодействия пневмотаксического комплекса с бульбарным дыхательным центром у новорожденных крыс роль поп->МОА подтипа рецепторов глутаматергической системы выражена в меньшей степени, чем N№03 А подтипа рецепторов. Новизна работы. В работе впервые установлено, что пневмотаксический комплекс в составе парабрахиальных ядер и ядер Келликера-Фюзе контролирует генерацию дыхательного ритма и паттерн инспираторных залпов у новорожденных крыс в возрасте 0-4 суток. Впервые установлено также, что на уровне пневмотаксического комплекса в механизме контроля бульбарного дыхательного центра участвует глутаматергическая система.

В работе впервые выявлены особенности участия глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в контроле ритмогенеза и формирования паттерна инспираторных залпов у новорожденных крыс. В частности показано, что в изолированных понто-бульбоспинальных препаратах новорожденных крыс (0-4 суток) активация глутаматергической системы нейронов пневмотаксического комплекса вызывает инспираторно-облегчающее или инспираторно-тормозящее влияние на частоту генерации дыхательного ритма с преобладанием инспираторно-облегчающего влияния. Глутаматергическую модуляцию активности дыхательного ритмогенеза выполняют "ЫМБА и поп->МОА рецепторы, при ведущей роли №ЛБА рецепторов.

Результаты проведенного исследования впервые позволили установить факт модуляции в раннем постнатальном периоде пневмотаксическим комплексом формирования осцилляций среднечастотного диапазона инспираторного залпа.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Полученные в исследования данные свидетельствуют о том, что к моменту рождения крысы в стволе мозга формируется механизм понто-бульбарного взаимодействия при участии пневмотаксического комплекса моста и дыхательного центра продолговатого мозга. Физиологическая роль выявленного в работе механизма понто-бульбарного взаимодействия заключается в достаточно совершенной адаптации дыхания новорожденных животных к метаболическим потребностям жизнедеятельности.

Фундаментальное значение имеют данные об участии глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в супрабульбарном контроле бульбарной респираторной активности. Существенное теоретическое значение имеет развитие представлений о достаточно высоком уровне зрелости глутаматергической системы в раннем онтогенезе центральных респираторных механизмов, поскольку оба типа глутаматных рецепторов, а именно ГШБА и поп-ЫМОА подтипы обусловливают нисходящие респираторный контроль со стороны пневмотаксического комплекса. Это обусловливает особенности взаимодействия медуллярных и мостовых структур и специфику формирования паттерна инспираторной активности и частоты генерации дыхательного ритма у новорожденных млекопитающих животных.

Результаты исследования способствуют пониманию механизмов формирования таких жизненно важных нарушений дыхания у новорожденных, как синдром внезапной смерти новорожденных, идиопатические остановки дыхания во сне, периодическое нерегулярное дыхание новорожденных, синдром врожденной центральной гиповентиляции и т.д. Полученные данные имеют практическое значение для развития прикладных вопросов неонаталогии, физиологов, биохимиков и фармакологов, работающих в области нейрофизиологии и исследования нейромедиаторных и нейромодуляторных систем мозга.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены и изложены на Международной юбилейной научно-практической конференции, посвященной 30-летию Оренбургского государственного университета «Учебная, научно-производственная и инновационная деятельность высшей школы в современных условиях» (Оренбург, 2001), Всероссийской научно-практической конференции «Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные и клинические аспекты» (Новосибирск, 2002), Всероссийской конференции с международным участием: «Достижения биологической науки и их место в практике образования» (Самара, 2003), Международной конференции «Стресс и висцеральные системы» (Минск, 2005), Российской медико-биологической конференции молодых ученых «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2006), Международной конференции «Медико-биологические аспекты действия физических факторов» (Минск, 2006), Межвузовской конференции молодых ученых «Аспирантские чтения - 2006» (Самара, 2006).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из них 5 в центральной печати, в том числе 1 в реферируемом журнале.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Якунина, Оксана Вячеславовна

ВЫВОДЫ:

1. Нейронные структуры пневмотаксического комплекса в понто-бульбоспинальных препаратах мозга новорожденных крыс контролируют дыхательный ритмогенез (у 0-4 суточных крыс), длительность и вариабельность инспираторных залпов, а также мощность осцилляций среднечастотного пика инспираторных залпов (у 2-4 суточных крыс).

2. Нейронные структуры ядер Келликера-Фюзе и парабрахиальных ядер контролируют ритмогенез и паттерны активности дыхательного центра в понто-бульбоспинальных препаратах мозга новорожденных крыс через инспираторно-облегчающий и инспираторно-тормозящий механизмы соответственно.

3. Инспираторно-облегчающий и инспираторно-тормозящий механизмы контроля дыхательного ритмогенеза функционируют при участии глутаматергической системы: активация этой системы L-глутаматом в ядрах Келликера-Фюзе повышает частоту генерации дыхательного ритма, вызывает снижение амплитуды инспираторных залпов и мощности осцилляций в среднечастотном диапазоне; микроинъекции L-глутамата в парабрахиальные ядра, напротив, уменьшают частоту генерации дыхательного ритма, но повышают амплитуду и мощность осцилляций среднечастотного диапазона инспираторных залпов.

4. Пневмотаксический комплекс в понто-бульбоспинальных препаратах мозга 0-4 суточных крыс контролирует дыхательный ритмогенез и паттерны активности бульбарного дыхательного центра при участии NMDA подтипа рецепторов глутаматергической системы.

5. Блокада кетамина гидрохлоридом NMDA подтипа рецепторов в ядрах Келликера-Фюзе инициирует уменьшение частоты дыхательного ритма, рост амплитуды и мощности осцилляций в среднечастотном диапазоне инспираторных залпов. Напротив, выключение NMDA подтипа рецепторов в парабрахиальных ядрах сопровождается ростом частоты дыхательного ритма, уменьшением амплитуды и мощности осцилляций в среднечастотном диапазоне инспираторных залпов.

6. поп-ЫМОА подтип рецепторов глутаматергической системы ядер Келликера-Фюзе и парабрахиальных ядер в препаратах мозга новорожденных крыс (0-4 суток) в меньшей степени, чем ЫМБА подтип рецепторов, контролируют ритмогенез и паттерны активности дыхательного центра.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Механизмы генерации и регуляции дыхательного ритма начинают формироваться задолго до рождения. Уже во время внутриутробного развития у плода наблюдаются дыхательные движения.

Дыхательный ритм генерируется нейрональной сетью вентролатеральных областей продолговатого мозга (Nunez-Abades et al., 1991; Smith et al., 1991; Richter et al., 1992; Onimaru et al., 1997; Datta A., Tipton et al., 2006 и др.). В раннем постнатальном периоде в регуляции активности дыхательного центра важную роль играют структуры моста и центральные хеморецепторы (Песков, Пятин, 1985; Bajic et al., 1994; Hayward L. F., Felder, 1995; Ballantyne, Scheid, 2000; Ведясова, Михеева, 2001; Меркулова, 2001; Мирошниченко, 2002). Мостовые механизмы модуляции активности дыхательного центра начинают формироваться у плодов (Di Pasquale et al., 1992).

Пневмотаксический комплекс, представленный парабрахиальными ядрами и ядрами Келликера-Фюзе дорсолатеральной области моста, относят к одному из регуляторов дыхательного ритмогенеза у взрослых и новорожденных млекопитающих (Jodkowski et al., 1994; Fung, St John, 1995; Kobayashi et al., 2005 и др.).

Парабрахиальные ядра и ядра Келликера-Фюзе образуют многочисленные связи с вентральными отделами моста (зона А5) и вентролатеральными областями продолговатого мозга (см. схему 1) (King, 1980; Herbert et al., 1990; Yokota et al., 2001,2003; Alheid et al., 2004; Huang et al., 2004).

Парабрахиальный комплекс получает афференты от медуллярных дыхательных нейронов, ядра одиночного пути, а также от быстро- и медленноадаптирующихся рецепторов легких (Harris, St.-John, 2003; Cohen, Shaw, 2004; Ezure, 2004) и участвует в механизме выключения инспираторной активности, а также влияет на параметры респираторной активности (Feldman, Gautier, 1976), участвует в формировании эупнейстического паттерна (Mutolo et al., 2002), регулирует частоту генерации дыхательного ритма (Chamberlin, Saper, 1994). Ядра Келикера-Фюзе и парабрахиальные ядра получают афферентные проекции от этмоидального нерва при раздражении верхних дыхательных путей (Pattenon, 1991).

Выключение инспираторной активности происходит при стимуляции латеральной части медиальных парабрахиальных ядер и рядом расположенных структур (Bernard, Huglen, 1971; Cohen, 1971; Lara et al., 1994; Dawid-Milner et al., 2003), моторной и орбитальной коры, кортикоспинальных и руброспинальных систем (Bassal, Bianchi, 1982), верхнего гортанного нерва (Cohen, 1993) и рецепторов растяжения легких (Kubin et al., 2006). Переход от экспираторной к инспираторной фазе возникает при стимуляции медиальной области медиальных парабрахиальных ядер (Bernard, Huglen, 1971; Cohen, 1971), чувствительной коры (Bassal, Bianchi, 1982), различных субкортикальных структур, включая миндалину, гиппокамп и гипоталамус (Hockman et al., 1974; Harper et al., 1982; Monteau, Hiliare, 1977), ретикулярную формацию и околоводопроводного вещества (Bassal, Bianchi, 1982, Hayward et al., 2004), афферентных волокон соматических нервов (Bernard, Huglen, 1971). Нейроны пневмотаксического комплекса образуют прямые связи с диафрагмальными мотонейронами, бульбоспинальными дыхательными нейронами и интернейронами, участвующими в переключении фаз дыхания (Villard et al., 1984; Yokota et al., 2003).

Дыхательные нейроны дорсолатеральных областей моста образуют связи с вентролатеральными ядрами моста и направляют проекции в продолговатый мозг по трем типам проводящих путей (Song, Poon, 2004). Во-первых, проводящие пути к вентральной дыхательной группе напрямую активируют пост-инспираторные нейроны и затормаживают (возможно, через пост-инспираторные) полные инспираторные нейроны. Во-вторых, проекции к ядру одиночного пути модулируют переключение афферентной информации от механорецепторов и каротидных хеморецепторов. В третьих, проводящие пути от рострального мостового комплекса ядер моносинаптически оказывают тоническое возбуждающее влияние на диафрагмальные мотонейроны.

Афферентные связи рострального моста представлены проекциями из ядра одиночного пути и от полных экспираторных нейронов Бётзингерова комплекса (Ezure et al., 2003), а также вентральной дыхательной группы (Ezure et al., 2003; Song, Poon, 2004).

Антероградное трассирование интернейронов ядра лицевого нерва крыс продемонстрировало наличие ипсилатеральных проекций от ядра одиночного пути, обоюдного ядра и вентролатеральной ретикулярной формации продолговатого мозга в парабрахиальные ядра и ядра Келликера-Фюзе (Li е tal., 2004).

Разрушение дорсального комплекса ядер, совместное с билатеральной ватогомией вызывало увеличение продолжительности инспирации, и, в связи с повышенным объемом легких, увеличивалась продолжительность выдоха. Таким образом, пневмотаксический комплекс и легочная афферентация блуждающего нерва участвует в осуществлении рефлекса Геринга-Брейера и обеспечении ритмичной инспираторной активности (Gautier., Bernard, 1975). Коллатерали аксонов интернейронов быстро- и медленноадаптирующихся рецепторов легких поступают в парабрахиальный комплекс и способствуют пластичности контроля дыхания и интеграции дыхания с другими функциями, включая произвольный контроль дыхания, дыхание во сне и при эмоциональном поведении (Kubin et al., 2006).

Результаты нашего исследования показывают, что уже с первых дней жизни новорожденного пневмотаксический комплекс принимает участие в регуляции частоты генерации дыхательного ритма за счет длительности инспираторной фазы, а с возрастом, и в модуляции синаптических механизмов инспираторных залпов (Fung, St John, 1995). Участие пневмотаксического механизма новорожденных млекопитающих в регуляции деятельности дыхательного центра осуществляется глутаматергической системой, что подтверждается изменениями параметров респираторной активности при блокаде NMDA и non-NMDA подтипов глутаматных рецепторов (см. схему 1) (Fung, St John, 1995; Borday et al., 1998; McGuire et al., 2005).

Ядра Келликера-Фюзе принимают участие в осуществлении защитных дыхательных рефлексов, например, дайвинг-рефлексе, (Dutschmann et al., 2004). Незрелость данных структур у новорожденных животных значительно снижает процессы пластичности в функционировании дыхательной нейрональной сети.

Кроме того, гетерогенные структуры пневмотаксического комплекса принимают участие в регуляции системного артериального давления (Miura, Takayama, 1991; Lara et al., 1994; Len, Chan, 1999) и симпатической активности (Saleh et al., 2003, 2005), опосредуют передачу болевых стимулов (Bourgeais et al., 2001; Boscan et al., 2005), участвуют в локомоции и регуляции эндокринных функций (von Euler, 1986; Trifunovic, Reilly, 2006).

Non-NMDA NMD A fNon-NMDA? NMDA

Глутамат

Parabrachial nuclei яатергическии путь ?

Kelliker-1 Глута

Инспираторно-облегчающее I

•влияние

Через*;

Инспираторно-тормозное влияние

Дыхательный центр

Глутаматергический путь

Диафрагмальные мотонейроны

Схема 1. Механизмы влияния структур парабрахиального комплекса и ядер Келликера-Фюзе на активность дыхательного центра понто-бульбоспинальных препаратов 0-4 суточных крыс. DL-pons дорсолатеральный мост; Kelliker-Fuse - ядра Келликера-Фюзе; parabrachial nuclei - парабрахиальные ядра.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Якунина, Оксана Вячеславовна, Самара

1. Алексеева А. С. Роль нейротрансмиттеров и нейромодуляторов нейронов зоны А5 в регуляции активности дыхательного центра в препаратах мозга новорожденных крыс in vitro: автореф. дис. . канд. мед. наук. Самара, 2006. - 22 с.

2. Бреслав И.С. Как управляется дыхание человека. Ленинград: Наука, 1985. -59 с.

3. Бреслав И. С. Паттерны дыхания. Ленинград: Наука, 1984. - 207 с.

4. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д. П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения: Пер. с англ. E.H. Живописцевой. М.: Высшая школа, 1991. - 399 с.

5. Ведясова О. А., Еськов В. М., Филатова О. Е. Системный компартменто-кластерный анализ механизмов устойчивости дыхательной ритмики млекопитающих: Монография / Под ред. В. М. Еськова. Самара: ООО «Офорт», 2005.-215 с.

6. Гланц С. Медико-биологическая статистика: Пер. с англ. д-ра физико-математических наук Ю.А. Данилова / Под ред. Н.Е. Бузикашвили и Д.В. Самойлова. М.: Практика, 1991. - 459 с.

7. Глебовский В. Д. Центральные механизмы, определяющие и регулирующие периодическую деятельность дыхательных мышц. Физиология дыхания. СПб.: Наука, 1994.-335 с.

8. Ю.Инюшкин А. Н., Меркулова Н. А. Влияние микроинъекций тиреолиберина в область ядра солитарного тракта на показатели дыхания и кровообращения // Физиол. Журн. им. И.М. Сеченова. 1993.-Т. 79.-№ 11.- С. 52-58.

9. П.Каркищенко Н. Н. Основы биомоделирования. М.: Изд-во ВПК, 2004. -608 с.

10. Меркулов Г. А. Курс патогистологической техники. Издание четвертое. -Ленинград: Медгиз, 1963. - 340 с.

11. И.Меркулова Н. А. Особенности и причины развития асимметрий и других нарушений дыхания: автореф. дис. докт. мед. наук. Куйбышев, 1964.

12. Меркулова Н. А. Парная деятельность правой и левой половин дыхательного центра. Современные проблемы физиологии дыхательного центра. Межвузовский сборник. Куйбышев, 1980.- С .3-12.

13. Мирошниченко И. В. Механизмы регуляции спонтанной ритмической активности дыхательного центра плодов и новорожденных крыс in vitro: автореф. дис. докт. мед. наук. Самара, 2002. -42 с.

14. Нетукова Н. И. Влияние пирогенов на ультраструктуру ретикулярных ядер и большого ядра шва продолговатого мозга кошки // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1991. - Т. 10. - № 3. - С. 20-21.

15. Нетукова Н. И., Кульчицкий С. В., Песоцкая Я. А, Новоселова А. М, Пашкевич С. Г, Рожнова Л. Э., Кульчицкий В. А. Влияние каиновой кислоты на ультраструктуру клеток бульбарных ядер крысы // Морфология. 2003. -Т. 123.-№2.-С. 30-33.

16. Объекты биологии развития / Ред. коллегия «Проблемы биологии развития». -М.: Наука, 1975.-579 с.

17. Песков Б. Я., Пятин В. Ф. Бульбарные хеморецепторы дыхания // Физиол. Журн. СССР. 1985. - Т. 71. - С. 293-303.

18. Пятин В. Ф. Регуляция дыхания центральными хеморецепторами. Сб. «Нейрогуморальные механизмы регуляции дыхания и кровообращения». -Самара, 1991. С. 4-14.

19. Пятин В. Ф., Мирошниченко И. В. Влияние оксида азота на респираторную активность понто-бульбоспинальных препаратов мозг плодов крыс in vitro // Бюлл. эксперим. биол. и мед.- 2001. Т. 132. - № 8. - С. 133-137.

20. Пятин В. Ф., Мирошниченко И. В., Кульчицкий В. А. Роль монооксида азота в центральных механизмах генерации дыхательного ритма // Доклады Национальной Академии Наук Беларуси. 2001. - Т. 45. - № 5. - С. 87-89.

21. Пятин В. Ф., Никитин О. Л. Генерация дыхательного ритма. Самара, 1998. -96 с.

22. Сафонов В. А., Ефимов В. Н., Чумаченко А. А. Нейрофизиология дыхания. -М.: Медицина, 1980. 222 с.

23. Сафонов В. А., Лебедева М.А. Автоматия или ритмообразование в дыхательном центре //Физиология человека. 2003. - Т. 29. - № 1. -С. 108-121.

24. Сергиевский М. В. Дыхательный центр млекопитающих и регуляция его деятельности. М., 1950.

25. Сергиевский М. В., Меркулова Н. А., Габдрахманов Р. Ш., Якунин В. Е., Сергеев О. С. Дыхательный центр. М.: Медицина, 1975. - 184 с.

26. Якунин В. Е., Сергиевский М. В. Электрофизиологический анализ связей нейронов медиальных и латеральных ядер дыхательного центра // Бюлл. эксперим. биол. и мед. 1983. - № 7. - С. 5-8.

27. Якунин В. Е., Якунина С. В. Нейро-анатомическая и функциональная организация пре-Бетзингера комплекса кошки // Росс. Физиол. Журн. им. И. М. Сеченова. 1998. - Т. 84. - № 11. - С. 1278-1286.

28. Alheid G. F., Milsom W. К., McCrimmon D. R. Pontine influences on breathing: an overview // Respir. Physiol, and Neurobiol. 2004. - Vol.143. - Issue 2-3. -P. 105-114.

29. A1-Sarraf H., Preston J. E., Segal M. B. Acidic amino acid clearance from CSF in the neonatal versus adult rat using ventriculo-cisternal perfusion // J. Neurochemistry. 2000. - Vol. 74. - No. 2. - P. 770-776.

30. Aoki M. Y., Fujito I., Kobayashi N. Supraspinal descending control of propriospinal neurons in the cat. In: Respiratory control, edited by G. C. Swanson, F. C. Grodins, R.L.Hughson. New York; Plenum, 1989.-P. 451459.

31. Bajic J., Zuperku E., Tonkovic-Capin M., Hopp F. A. Interaction between chemoreceptor and stretch receptor inputs at medullary respiratory neurons // Amer. J. Physiol. 1994. - Vol. 266. - P. 1951.

32. Baker J. P., Remmers J. E. Response of medullary respiratory neurons to rostral pontine stimulation // Respir. Physiol. 1982. - Vol. 50. - P. 197-208.

33. Balaban C. D., McGee D. M., Zhou J., Scudder C. A. Responses of primate caudal parabrachial nucleus and Kolliker-Fuse nucleus neurons to whole body rotation // Neurophysiol. 2002. - Vol. 88. - P. 3175-3193.

34. Ballantyne D., Richter D. W. Post-synaptic inhibition of bulbar inspiratory neurones in the cat // J. Physiol. 1984. - Vol. 348. - P. 67-87.

35. Ballantyne D., Scheid P. Mammalian brainstem chemosensitive neurones: linking them to respiration in vitro // J. Physiol. 2000. - Vol. 525. - No. 3. - P. 567-577.

36. Ballanyi K., Onimaru H., Homma I. Respiratory network function in the isolated brainstem-spinal cord of newborn rats // Prog. Neurobiol. 1999. - Vol. 59. -P. 583-634.

37. Barman S. M., Gerard L. G., Heather K. Rostral dorsolateral pontine neurons with sympathetic nerve-related activity // Am. J. Physiol (Heart Circ. Physiol.). 1999. -Vol. 276. - P. H401-H412.

38. Bassal M., Bianchi A. L. Inspiratory onset termination induced by electrical stimulation on the brain // J. Respir. Physiol. 1982. - Vol. 50. - P. 23-40.

39. Batsel H. L. Localization of bulbar respiratory center by microelectrode sounding // Expl. Neurol. 1964. - Vol. 9 - P. 410-426.

40. Bernard J. F., Besson J. M. The spino(trigemino)pontoamygdaloid pathway: electrophysiological evidence for an involvement in pain process // J. Neurophysiol. 1990. - Vol. 63. - P. 473-490.

41. Bertrand F., Hugelin A. Respiratory synchronizing function of nucleus parabrachialic medialis: pneumotaxic mechanisms // J. Neurophysiol. 1971. -Vol. 34.-P. 189-207.

42. Bertrand F., Hugelin A., Vibert J. F. Stereologic model of pneumotaxic oscillator based on spatial and temporal distributions of neuronal bursts // J. Neuruphysiol. -1974. Vol. 37. - No. 1. - P. 91-107.

43. Bester H., Chapman V., Besson J.-M., Bernard J.-F. Physiological properties of the lamina I spinoparabrachial neurons in the rat // J. Neurophysiol. 2000. -Vol. 83.-No. 4.-P. 2239-2259.

44. Bianchi A. L, Denavit-Saubie M., Champagnat J. Central control of breathing in mammals: neuronal circuitry, membrane properties, and neurotransmitters // Physiol. Rev.- 1995. Vol. 75. -No. 1. - P. 1-45.

45. Bianchi A. L, St John W. M. Medullary axonal projections of respiratory neurons of pontile pneumotaxic center // Respir. Physiol. 1982. - Vol. 48. - No. 3. -P. 357-373.

46. Bianchi A. L, St John W. M. Pontine axonal projections of the medullary respiratory neurons // Respir. Physiol. -1981.- Vol. 45. P. 167-183.

47. Bissonnette J. M, Hohimer A. R., Kopp S. J. Non-NMDA-receptors modulate respiratory drive in fetal sheep //J. Physiol. 1997. - Vol.501. - No. 2. -P. 415-423.

48. BlairM. L., Jaworski R. L., Want A., Piekut D. T. Parabrachial nucleus modulates cardiovascular responses to blood loss // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2001. - Vol. 280. - P. R1141-R1148.

49. Borday V, Foutz A. S., Nordholm L., Denavit-Saubie M. Respiratory effects of glutamate receptor antagonists in neonate and adult mammals // Eur. J. Pharmacol. 1998. - Vol. 348. - Issue 2-3. - P. 235-246.

50. Boscan P., Dutschmann, Herbert H., Paton J. F. Neurokininergic mechanism within the lateral crescent nucleus of the parabrachial complex participates in the heart-rate response to nociception // J. Neurosci. 2005. - Vol. 25. -P. 1412-1420.

51. Bourgeais L., Monconduit L., Villanueva L., Bernard J.-F. Parabrachial internal lateral neurons convey nociceptive messages from the deep laminas of the dorsal horn to the intralaminar thalamus // J. Neurosci. 2001. - Vol. 21. - No. 6. -P. 2159-2165.

52. Buhler A. V., Proudfit H. K., Gebhart G. F. Separate populations of neurons in the rostral ventromedial medulla project to the spinal cord and to the dorsolateral pons in the rat // Brain Research. 2004. - Vol. 1016. - Issue 1. - P. 12-19.

53. Carlson D. E., Nabavian A. M., Gann D. S. Corticotropin-releasing hormone but not glutamate elicits hormonal responses from the parabrachial region in cats // Regulatory, Integrative and Comparative Physiol. -1994. Vol. 267. - Issue 1. -P. 337-R348.

54. Carpentier V., Vaudry H., Mallet E., Laquerriere A., Leroux P. Increased density of somatostatin binding sites in respiratory nuclei of the brainstem in sudden infant death syndrome // J. Neuroscience. 1998. - Vol. 86. - Issue 1.-P. 159-166.

55. Chamberlin N. L., Saper B. C. A brainstem network mediating apneic reflexes in the rat // J. Neurosci. 1998. - Vol. 18. -No. 15. - P. 6048-6056.

56. Chamberlin N. L., Saper C. B. Differential distribution of AMPA-selective glutamate receptor subunits in the parabrachial nucleus of the rat // J. Neuroscei. -1995.-Vol. 68.-P. 435-443.

57. Chamberlin N. L., Saper C. B. Topographic organization of respiratory responses to glutamate microstimulation of the parabrachial nucleus in the rat // J. Neurosceince. 1994. - Vol. 14. - P. 6500-6510.

58. Chen C.-Y., Bonham A. C. Glutamate suppresses GABA release via presynaptic metabotropic glutamate receptors at baroreceptor neurones in rats // J Physiol. -2004. Vol. 562. - No. 2. - P. 535-551.

59. Chen X., Zidichouski J. A., Harris K. H., Jhamandas J. H. Synaptic actions of neuropeptide FF in the rat parabrachial nucleus: interactions with opioid receptors // J. Neurophysiol. 2000. - Vol. 84. - P. 744-751.

60. Chen X., Kombian, S. B., Zidichouski J.A., Pittman Q. J. Dopamine depresses glutamatergic synaptic transmission in the rat parabrachial nucleus in vitro // Neurosci. 1999. - Vol. 90. - No. 2. - P. 457-468.

61. Cohen M.I. Intrinic periodicity of the pontile pneumotaxic mechanism // Am. J. Physiol.- 1958.-Vol. 195.-No. l.-P. 23-27.

62. Cohen M. I. Switching of the respiratory phases and evoked phrenic responses produced by rostral pontine electrical stimulation // J. Physiol. (Lond.). 1971. -Vol. 217.-P. 133-158.

63. Cohen M. I., Huang W.-X., Barnnardt R., See W. R. Timing of medullary late-inspiratory neuron discharges: vagal afferent effects indicate possible off-switch function // J. Neurophysiol. 1993. - Vol. 69. - No. 5. - P. 1784-1787.

64. Cohen M. I., Shaw C.-F. Role in the respiratory off-switch of vagal inputs to rostral pontine inspiratory-modulated neurons // Respir. Physiol, and Neurobiolog.- 2004. Vol. 143. - Issue 2-3. - P. 127-140.

65. Cohen M. I., Wang S. C. Respiratory neuronal activity in pons of cat // J. Physiol.- 1959.-Vol. 22.-P. 33-50.

66. Contractor A., Heinemann S. F. Glutamate receptor trafficking in synaptic plasticity // Sci. STKE. 2002. - Vol. 2002. - Issue 156. - P. 14.

67. Datta A., Tipton M. Respiratory responses to cold water immersion: neural pathways, interactions, and clinical consequences awake and asleep // J. Appl. Physiol. 2006. - Vol. 100. - P. 2057-2064.

68. Del Negro C. A., Chandler S. H. Regulation of intrinsic and synaptic properties of neonatal rat trigeminal motoneurons by metabotropic glutamate receptors // J. Neurosci. 1998. - Vol. 18. - No. 22. - P. 9216-9226.

69. Del Negro C. A., Johnson S. M., Butera R. J., Smith J. C. Models of Respiratory Rhythm Generation in the Pre-Botzinger Complex. III. Experimental Tests of Model Predictions // J. Neurophysiol. 2001. - Vol. 86. - No. 1. - P.59-74.

70. Denavit-Saubie M., Riche D. Descending input from the pneumotaxic system to the lateral respiratory nucleus of the medulla. An anatomical study with the horseradish peroxidase technique //Neurosci. Letters. 1977. - Vol.6. -P. 121-126.

71. Di Lorenzo P. M. Taste responses in the parabrachial pons of decerebrate rats // J. Neurophysiol. 1988. - Vol. 59. - Issue 6. - P. 1871-1887.

72. Di Pasquale E., Monteau R., Hiliare G. In vitro study of central respiratory-like activity of the fetal rat // Exp. Brain Res. 1992. - Vol. 89. - P. 459-464.

73. Dick T. E., Bellingham M. C., Richter D. W. Pontine respiratory neurons in anesthetized cats //Brain Research. 1994. - Vol. 636. - Issue 2. - P. 259-269.

74. Duffin J. Functional organization of respiratory neurones: a brief review of current questions and speculations // Exp. Physiol. 2004. - Vol. 89. - No. 5. -P. 517-529.

75. Dutschmann M., Herbert H. NMDA and GABAa-receptors in the rat Kolliker-Fuse area control cardiorespiratory responses evoked by trigeminal ethmoidal nerve stimulation // J. Physiol. 1998. -Vol. 510. - No. 3. - P. 793-804 .

76. Dutschmann M., Morschel M., Kron M., Herbert H. Development adaptive of the respiratory network: implications for the pontine Kolliker-Fuse nucleus // Respir. Physiol, and Neurobiol. 2004. - Vol. 143. - Issue 2-3. - P. 155-165.

77. Ezure K. Respiration-related afferents to parabrachial pontine regions // Respir. Physiol, and Neurobiol. 2004. - Vol. 143. - Issue 2-3. - P. 167-175.

78. Ezure K., Manabe M., Yamada H. Distribution of medullary respiratory neurons in the rat // Brain Research. 1988. - Vol. 455. - P. 262-270.

79. Ezure K., Tanaka I., Saito Y. Brainstem and spinal projections of augmenting expiratory neurons in the rat // Neurosci. Research. 2003. - Vol. 45. - P. 41-51.

80. Fatehi M., Kombain S.B., Saleh T.M. 17-0 estradiol inhibits outward potassium currents recorder in rat parabrachial nucleus cells in vitro // Neurosci. 2005. -Vol. 135. - Issue 4. - P. 1075-1086.

81. Feil K, Herbert H. Topographic organization of spinal and trigeminal somatosensory pathways to the rat parabrachial and Kolliker-Fuse nuclei // J. Comp. Neurol. 1995. - Vol. 353. - P. 506-528.

82. Feldman J.L., Gautier H. Interaction of pulmonary afferents and pneumotaxic center in control of respiratory pattern in cats // J. Neurophysiol. 1976. -Vol. 39.-P. 31-44.

83. Fisher J. A. N., Marchenko V. A., Yodh A. G., Rogers R. F. Spatiotemporal activity patterns during respiratory rythmogenesis in the rat ventrolateral medulla // J. Neurophysiol. 2006. - Vol. 95. - P. 1982-1991.

84. Foutz A. S., Pierrefiche O., Denavit-Saubie M. Combined blockade of NMD A and non-NMDA receptors produces respiratory arrest in the adult cat // Neuroreport. -1994. Vol. 5. - No. 4. - P. 481-484.

85. Fung M. L, St John W. M. The functional expression of a pontine pneumotaxic centre in neonatal rats // J. Physiol. 1995. - Vol. 489. - Issue 2. - P. 579-591.

86. Fung M. L, Wang W., St John W. M. Involvement of pontile NMDA receptors in inspiratory termination in rat // Respir. Physiol. 1994. - Vol. 2-3. - P. 177-188.

87. Fuxe K., Agnati L. F., Celani M. F. Evidence for interactions between H.glutamate and [ HJkainic acid binding sites in rat striatal membranes. Possible relevance for kainic acid neurotoxicity // Neurosci. Lett. 1983. - Vol. 35. -Issue 3.-P. 233-238.

88. Gauriau C., Bernard J. F. Pain pathways and parabrachial circuits in the rat // Exp. Physiol. 2002. - Vol. 87. - No. 2. - P. 251-258.

89. Gautier H., Bernard F. Respiratory effects of pneumotaxic center lesions and subsequent vagotomy in chronic cats //Respir. Physiol. 1975. - Vol.23. -P. 71-85.

90. Gaytan S. P, Calero F., Nunez-Abades P. A., Morillo A. M., Pasaro R. Pontomedullary efferent projections of the ventral respiratory neuronal subsets of the rat //Brain Res. Bull. 1997. - Vol. 42. - P. 323-334.

91. Gilbert K. A. and Lydic R. Pontine cholinergic reticular mechanisms cause state-dependent changes in the discharge of parabrachial neurons // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 1994. - Vol. 266. - P. R136-R150.

92. Glogowska M., Gromysz H. Respiratory activity of the pons and its influence on breathing in the gunea pig //Acta Neurobiol. Exp. 1988.-Vol. 48. -P. 125-135.

93. Grill H. J., Friedman M. I., Norgren R., Scalera G., Seeley R. Parabrachial nucleus lesions impair feeding response elicited by 2,5-anhydro-D-mannitol // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 1995. - Vol. 268. - P.R676-R682.

94. GuenetP. G. Novel two-rhythm generator theory of breathing in mammals// J. Physiol. 2006 - Vol. 570. - No. 2. - P. 207.

95. Guthmann A., Dutschmann M., Wagner T., Herbert H. NMDA-receptor subunit immunoreactivity in the rat autonomic brainstem and colocalization with Fos induced by nasal stimulation // Society for Neuroscience Abstracts. -1997. -Vol. 23.-P. 285-287.

96. Gutterman D. D., Goodson A. Role of parabrachial nucleus in baroreflex-mediated coronary vasoconstriction // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 1996.- Vol. 271. Issue 3. - P. H1079-H1086.

97. Haji A., Okazaki M., Yamazaki H., Takeda R. NMDA receptor-mediated inspiratory off-switching in pneumotaxic-disconnected cats // Neurosci. Research.- 1998. Vol. 32. - Issue 4. - P. 323-331.

98. Haji A., Okazaki M., Yamazaki H., Takeda R. Physiological properties of late inspiratory neurons and their possible involvement in inspiratory off-switching in cats // J. Neurophysiol. 2002. - Vol. 87. - P. 1057-1067.

99. Hamada O., Garcia-Rill E., Skinner R. D. Respiration in vitro: I. Spontaneous activity //Somatosensory and Motor Research. 1992. - Vol.9 - No. 4. -P. 313-326.

100. Harper R. M., Trelease R. B., Frysinger R. C. Timing of the respiratory cycle by stimulation of the central nucleus of the amygdala // Soc. Neurosci. Abstracts. 1982.-Vol. 8.-P.559.

101. Harris M. B., St.-John W. M. Tonic pulmonary stretch receptor feedback modulates both eupnea and gasping in an in situ rat preparation // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2003. - Vol. 285. - P. R215-R221.

102. Hayes K., Calaresu F. R. and Weaver L. C. Pontine reticular neurons provide tonic excitation to neurons in rostral ventrolateral medulla in rats // Regulatory, Integrative and Comparative Physiol. 1994. - Vol. 266. - Issue 1. - P. 237-R244.

103. Hayward L. F., Felder R. B. Peripheral chemoreceptor inputs to the parabrachial nucleus of the rat // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. -1995. Vol. 268. - P. R707-R714.

104. Hayward L. F., Castellanos M. Increased c-Fos expression select lateral parabrachial subnuclei following chemical versus electrical stimulation of the dorsal periaqueductal gray in rats // Brain Res. 2003. - Vol. 974. - Issues 1-2. -P.153-166.

105. Hayward L. F., Castellanos M., Davenport P. W. Parabrachial neurons mediate dorsal periaqueductal gray evoked respiratory responses in the rat // J. Appl. Physiol. 2004. - Vol. 96. - P. 1146-1154.

106. Hayward L. F., Felder R. B. Electrophysiological properties of rat lateral parabrachial neurons in vitro // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. -1999. Vol. 276. - P. R696-R706.

107. Hayward L. F., Felder R. B. Lateral parabrachial nucleus modulates baroreflex regulation of sympathetic nerve activity // Am. J. Physiol. Regulatory Integrative Comp. Physiol. 1998. - Vol. 274. - No. 43. - P. R1274-R1282.

108. Herbert H., Moga M. M., Saper C. B. Connections of the parabrachial nucleus with the nucleus of the solitary tract and the medullary reticular formation in the rat // J. Comp. Neurol. 1990. - Vol. 293. - No. 4. - P. 540-580.

109. Hermanson O., Blomqvist A. Enkephalinergic and catecholaminergic neurons constitute separate populations in the rat Kolliker-Fuse/A7 region // Neurosci. Lett. 1995. - Vol. 190. -Issue 1. - P. 57-60.

110. Hiliare G., Duron B. Maturation of the mammalian respiratory system // Physiol. Rev. 1999. - Vol. 79. - No. 2. - P. 325-660.

111. Hirano T., Simbulan D., Kumazawa T. The effect of kainic acid on pontine respiratory areas // Environmental Medicine. 1990. - Vol. 34. - P. 97-100.

112. Hirata H., Takeshita S., Hu J. W., Bereiter D. A. Cornea-responsive medullary dorsal horn neurons: modulation by local opioids and projections to thalamus and brain stem // J. Neurophysiol. 2000. - Vol. 84. - No. 2. - P. 1050-1061.

113. Hockman C. H., Duffin J., Rupert A. H., Vachon B. R. Phase switching of respiration induced by central gray and hippocampal stimulation in the cat // J. Neural. Trans. 1974. - Vol. 35. - P. 327-335.

114. Horner R.L., Kubin L. Pontine carbachol elicits multiple rapid eye movementsleep-like neural events in urethane-anaesthetized rats //Neurosci. -1999. Vol. 93. - Issue 1. - P. 215-226.

115. Huangfu D., Guyenet P. G. Autoactivity of A5 neurons: role of subthreshold oscillations and persistent Na+ current // Am. J. Physiol. -1997. Vol. 273. -P. H2280-H2289.

116. Hugelin A., Bertrand F. Le systeme pneumotaxique // Arch. Ital. Biol. 1973. -Vol. 111.-P. 527-545.

117. Hurukara T. Jr. Neuronal organization of the central respiratory mechanisms in the brain stemof the cat // Acta neurobiol. Exp. 1973. - Vol. 33. - P. 219-244.

118. Jodkowski J. S., Coles S. K., Dick T. E. A 'pneumotaxic centre' in rats // Neurosci. Lett. 1994. - Vol. 172. - Issue 1-2. - P. 67-72.

119. Jodkowski J. S., Coles S. K., Dick T. E. Prolongation in expiration evoked from ventrolateral pons of adult rats // J. Appl. Physiol. 1997. - Vol. 82. - No. 2. -P. 377-381.

120. King G.W. Topology of ascending brainstem projections to nucleus parabrachialis in the cat // J. Compar. Neurology. 1980. - Vol. 191. -P. 615-638.

121. Kobayashi N. Function of the pneumotaxic center, with special reference to the axonal projections of the medullary ventral respiratory group (VRG) to the pons // J. Physiol. (Jap.). 1990. - Vol. 95. - No. 4. - P. 377-390.

122. Kobayashi S., Onimaru H., Inoue M., Inoue T., Sasa R. Localization and properties of respiratory neurons in the rostral pons of the newborn rat // Neurosci. -2005.-Vol. 134.-P. 317-325.

123. Kubin L., Alheid G. F., Zuperku E. J., McCrimmonD. R. Central pathways of pulmonary and lower airway vagal afferents // J. Appl. Physiol. 2006. - Vol. 101.-P. 618-627.

124. Kuna S. T., Remmers J. E. Premotor input to hypoglossal motoneurons from Kolliker-Fuse neurons in decerebrate cats // Respir. Physiol. 1999. - Vol. 117. -No. 2-3.-P. 85-95.

125. Lara J. P., Dawid-Milner M. S., Lopez M. V., Montes C., Spyer K. M., Gonzalez-Baron S. Laryngeal effects of stimulation of rostral and ventral pons in the anaesthetiezed rat // Brain Research. 2002. - Vol. 934. - P. 97-106.

126. Len W.-B., Chan J. Y. Glutamatergic projection to RVLM mediates suppression of reflex bradycardia by parabrachial nucleus // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 1999. - Vol. 276. - P. H1482-H1492.

127. Li A., Zhou S., Nattie E. Simultaneous inhibition of caudal medullary raphe and retrotrapezoid nucleus decreases breathing and the C02 response in conscious rats // J. Physiol. 2006. - Vol. 577. - No. 1. - P. 307-318.

128. Li Ch., Guan Z., Chan Y., Zheng Y. Projections from facial nucleus interneurons to the respiratory groups of brainstem in the rat // Neurosci. Lett. -2004. Vol. 368. - Issue 1. - P. 25-28.

129. Liu Q., Wong-Riley M. T. T. Postnatal expression of neurotransmitters, receptors and cytochrome oxidasein the rat pre-Botzinger complex // J. Appl. Physiol. 2002. - Vol. 92. - No. 3. - P. 923-934.

130. Lumsden, T. The regulation of respiration. Part I //J . Physiol. (Lond.). -1923. -Vol. 58.-P. 81-91.

131. McGuire M., Zhang Y., White D.P., Ling L. Phrenic long-term facilitation requires NMDA receptors in the phrenic motonucleus in rats // J. Physiol. 2005. -Vol. 567.-No. 2.-P. 599-611.

132. Mellen N. M., Janczewski W. A., Bocchiaro C. M., Feldman J. L. Opioid-induced quantal slowing reveals dual networks for respiratory rhythm generation //Neuron. 2003. - Vol. 37. - P. 821-826.

133. Melyan Z., Lancaster B., Wheal H. V. Metabotropic regulation of intrinsic excitability by synaptic activation of kainate receptors // J. Neurosci. 2004. -Vol. 24. - No. 19. - P. 4530-4534.

134. Miller A. D., Nonaka S., Lakos S. F., Tan L. K. Diaphragmatic and external intercostals muscule control during vomiting: behavior of inspiratory bulbospinal neurons // J. Neurophysiol. 1990. - Vol. 63. - P. 31-36.

135. Miller Jr. J., Marcus M. L., Brody M. J., Gutterman D. D. Activation in the region of parabrachial nucleus elicits neurogenically mediated coronary vasoconstriction // AJP Heart and Circulatory Physiology. - 1991. - Vol. 261. -Issue 5.-P. 1585-H1596.

136. Miura M, Takayama K. Circulatory and respiratory responses to glutamate stimulation of the lateral parabrachial nucleus of the cat // J. Auton. Nerv. Syst. -1991. Vol. 32. - No. 2. - P. 121-133.

137. Mock M., Schwarz C., Thier P. Electrophysiological properties of rat pontine nuclei neurons in vitro. II Postsynaptic potentials //J. Neurophysiol. 1997. -Vol. 78.-P. 3338-3350.

138. Moga M. M., Herbert H., Hurley K. M., Yasui Y., Gray T. S., Saper C. B. Organization of cortical, basal forebrain, and hypothalamic afferents to the parabrachial nucleus in the rat // J. Comp. Neurol. 1990. - Vol.295. - P.624-661.

139. Monaghan D. T., Cotman C. W. Distribution of N-methyl-D-aspartate-sensitive L- H.glutamate-binding sites in the rat brain // J. Neurosci. 1985. -Vol. 5.-P. 2909-2919.

140. Monteau R., Errchidi S., Gauthier P., Hilaire G., Rega P. Pneumotaxic centre and apneustic breathing: Interspecies differences between rat and cat // Neurosci. Lett. 1989. - Vol. 99. - Issue 3. - P. 311-316.

141. Monteau R., Hiliare G. Recyclage de l'inspiration et polypnee par stimulation electrique de l'hypotalamus // J. Physiol. (Paris). 1977. - Vol.73. - P.1057-1079.

142. Morgano-Valle C., Feldman J.L. Depletion of substance P and glutamate by capsaicin blocks respiratory rhythm in vitro // J. Physiol. 2004. - Vol. 553. -Issue 3.-P. 783-792.

143. Motekaitis A. M., Solomon I. C. and M. P. Kaufman. Blockade of glutamate receptors in CVLM and NTS attenuates airway dilation evoked from parabrachial region // J. Appl. Physiol. 1996. - Vol. 81. - Issue 1. - P. 400-407.

144. Mutolo D., Bongiani F., Cafi M., Pantaleo T. Respiratory responses to chemical stimulation of the parabrachial nuclear complex in the rabbit // Brain Research. 1998. - Vol. 807. - P. 182-186.

145. Mutolo D., Bongianni F., Carfi M., Pantaleo T. Respiratory changes induced by kainic acid lesions in rostral ventral respiratory group of rabbit // Am. J. Physiol. Regulatory Integrative Comp. Physiol. 2002. - Vol. 283. -P. R227-R242.

146. Nattie E., Li A. Central chemoreception 2005: a brief review // Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical. 2006.

147. Nesland R., Plum F. Subtypes of medullary respiratory neurons // Expl. Neurol. 1965. - Vol. 12. - Issue 1-2. - P. 113-125.

148. Nishijo H., Norgren R. Parabrachial neural coding of taste stimuli in awake rats // J. Neurophysiol. 1997. - Vol. 78. - P. 2254-2268.

149. Nitsos I., Walker D.W. Characterization of pontine neurons which respond to hypoxia in fetal sheep // Neurosci. Lett. 1999. - Vol. 266. - Issue 1. - P. 33-36.

150. Nunez-Abades P.A., Pasaro R., Bianchi A.L. Localization of respiratory bulbospinal and propriobulbar neurons in the region of the nucleus ambiguus of the rat // Brain Res. 1991. - Vol. 568. - P. 165-172.

151. Okazaki M., Takeda R., Yamazaki H., Haji A. Synaptic mechanisms of inspiratory off-switching evoked by pontine pneumotaxic stimulation in cats // Neurosci. Research. 2002. - Vol. 44. - Issue 1. - P. 101-110.

152. Onimaru H. Studies of the respiratory center using isolated brainstem-spinal cord preparation //Neurosci. Res. 1995. - Vol. 21. - No. 3. - P. 183-190.

153. Onimaru H., Arata A., Homma I. Neuronal mechanisms of respiratory rhythm generation: an approach using in vitro preparation //J. Physiol. (Jap.). 1997. -Vol. 47.-No. 5.-P. 385-403.

154. Onimaru H., Arata A., Homma I. Primary respiratory rhythm generator in the medulla of brainstem-spinal cord preparation from newborn rat // Brain Research. 1988.-Vol. 445.-P. 314-324.

155. Onimaru H., Ballanyi K., Homma I. Contribution of Ca2+-dependent conductances to membrane potential fluctuations of medullary respiratory neurons of newborn rats in vitro // J. Physiol. 2003. - Vol. 552. - No. 3. - P. 727-741.

156. Onimaru H., Homma I. Respiratory rhythm generator neurons in medulla of brainstem-spinal cord preparations from newborn rat // Brain Research. 1987. -Vol. 403.-P. 380-384.

157. Onimaru H., Kumagawa Y., Homma I. Respiration-related rhythmic activity in the rostral medulla of newborn rats //J. Neurophysiol. 2006. - Vol.96. -P. 55-61.

158. Paton J. The ventral medullary respiratory network of the mature mouse studied in a working heart- brainstem preparation // J. Physiol. (Lond). 1996. -Vol. 493.-P. 819-831.

159. Pattenon W. M. Primary afferent projections from the upper respiratory tract in the muskrat// J. Comp. Neurol.- 1991.-Vol. 308.-No. 1.-P. 51-65.

160. Paxison G., Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates // Forth edition, Academic Press, USA, 1998.

161. Pierrefiche O., Foutz A.S., Champagnat J., Denavit-Saubie M. NMDA and non-NMDA receptors may play roles in timing mechanisms and transmission in the feline respiratory network //J. Physiol. 1994. - Vol.474. - No. 3.-P. 509-523.

162. Pierrefiche O., Foutz A.S., Denavit-Saubie M. Pneumotaxic mechanisms in the non-human primate: effect of the N-metnyl-D-aspartate (NMDA) antagonist ketamine // Neurosci. Lett. 1990. - Vol. 119. - P. 90-93.

163. Pilowsky P. M., Jiang C., Lipski J. An intracellular study of respiratory neurons in the rostral ventrolateral medulla of rat and their relationship to catecholamine-containg neurons // J. Comp. Neurol. 1990. - Vol. 301.-P. 604-617.

164. Pitts R. F., Mangoum H. W., Ranson S. W. The origin of respiratory rhythmicity // Am. J. Physiol. 1939. - Vol. 127. - P. 654-670.

165. Radulovacki M., Pavlovic S., Saponjic J., Carley D. W. Intertrigeminal region attenuated reflex apnea and stabilizes respiratory pattern in rats //Brain Research. 2003. - Vol. 975. - Issue 1-2. - P. 66-72.

166. Rena L., Szczupak L. Coactivation of motoneurons regulated by a network combining electrical and chemical synapses // J. Neurosci. 2003. - Vol. 23. -No. 2.-P. 682-692.

167. Riche D. M., Denavit-Saubie M., Champagnat J. Pontine afferents to the medullary respiratory system: anatomofunctional correlation // Neurosci. Letters. -1979.-Vol. 13.-P. 151-155.

168. Richter D. W. Rhythogenesis of respiratory movements. In: "Central control of the autonomic nervous system". Harwood Academic Publ. GmbH. 1992, P. 1-30.

169. Richter D. W., Ballanyi K., Schwarzacher S. Mechanisms of respiratory rhythm generation // Curr. Opinion Neurobiol. 1992. - Vol. 2. - P. 788-793.

170. Richter D. W., Spyer K. M. Studing rhythmogenesis of breathing: comparison o in vivo and in vitro models // Trends Neurosci. 2001. - Vol. 24. - P. 464-472.

171. Rorig B., Klausa G., Sutor B. Intracellular acidification reduced gap junction coupling between immature rat neocortical pyramidal neurones // J. Physiol. -1996. Vol. 490. - Issue 1. - P. 31-49.

172. Saleh T. M., Bauce L. G., Pittman Q. J. Glutamate release in parabrachial nucleus and baroreflex alterations after vagal afferent activation // AJP -Regulatory, Integrative and Comp. Physiol. 1997. - Vol. 272. - Issue 5. -P. 1631-R1640.

173. Saleh T. M., Connel B. J. Estrogen-induced autonomic effects are mediate by NMDA and GABAa receptors in the parabrachial nucleus // Brain Research. -2003. Vol. 973. - Issue 2. - P. 161-170.

174. Saleh T. M., Connel B. J., Cribb A. E. Estrogen in the parabrachial nucleus attenuates the sympathoexcitation following MCAO in male rats // Brain Research. 2005. - Vol. 1066. - Issue 1-2. - P. 187-195.

175. Saper C. B., Loewy A. D. Efferent connections of the parabrachial nucleus in the rat //Brain Research. 1980. - Vol. 197. - P. 291-317.

176. Schmid K., Bohmer G., Fallert M. Medullary respiratory-related neurons with axonal connections to rostral pons and their function in termination of inspiration // Pflugers Arch. 1985. - Vol. 403. - P. 58-65.

177. Segers L. S., Shannon R., Lindsey B. G. Interactions between rostral pontine and ventral medullary respiratory neurons // J. Neurophysiol. -1985. Vol. 54. -Issue2.-P. 318-334.

178. Shaw C.-F., Cohen M. I., Barnhardt R. Inspiratory-modulated neurons of the rostrolateral pons: effects of pulmonary afferent input // Brain Research. 1989. -Vol. 485.-P. 179-184.

179. Smith J. C., Ellenberger H. H., Ballanyi K., Richter D. W., Feldman J. L. Pre-Botsinger complex: a brainstem region that may generate respiratory rhythm in mammals // Science. -1991. Vol. 254. - P. 726-729.

180. Song G., Mizuguchi A., Aoki M. Axonal projections from the pontine pneumotaxic region to the nucleus raphe magnus in cats // Respir. Physiol. 1991. -Vol. 85.-P. 329-339.

181. Song G., Poon C.-S. Functional and structural models of pontine modulation of mechanoreceptor and chemoreceptor reflex // Respir. Physiol, and Neurobiol. -2004.-Vol. 143.-P. 281-292.

182. Song G., Yu Y., Poon C.-S. Cytoarchitecture of pneumotaxic integration of respiratory and nonrespiratory information in the rat // J. Neurosci. 2006. -Vol. 26.-No. 1.-P. 300-310.

183. Speck D. F., Feldman J. L. The effects of microstimulations in the ventral and dorsal respiratory groups in medulla of cat // J. Neurosci. 1982. - Vol. 2. -No. 6.-P. 744-757.

184. St John W. M. Diffuse pathways convey efferent activity from rostral pontile pneumotaxic center to medullary respiratory regions // Exp. Neurology. 1986. -Vol. 94.-P. 155-165.

185. St John W. M., Bledsoe T. A. Genesis of rhythmic respiratory activity in pons independent of medulla // J. Appl. Physiol. 1985. - Vol. 59. - No. 3. -P. 684-690.

186. St John W. M., Wang S. C. Integration of chemoreceptor stimuli by caudal pontile and rostral medullary sites // J. Appl. Physiol. 1976. - Vol. 41. - No. 5. -P. 612-622.

187. St. John W. M. Medullary regions for neurogenesis of gasping: noeud vital or noeuds vitals? // J. Appl. Physiol. 1996. - Vol. 81. - No. 5. - P. 1865-1877.

188. St. John W. M. Neurogenesis of patterns of automatic ventilatory activity // Prog. Neurubiol. 1998. - Vol. 56. - P. 97.

189. Stella G. On the mechanism production and the physiological significance of 'apneusis' // J. Physiol. (London). 1938a. - Vol. 93. - P. 10-23.

190. Stella G. The dependence of the activity of the 'apneustic centre' on the carbon dioxide of the arterial blood // J. Physiol. (Lond.). 1938b. - Vol.93. - P.263-275.

191. Suzue T. Respiratory rhythm generation in the in vitro brainstem-spinal cord preparation of the neonatal rat // J. Physiol. 1984. - Vol. 354. - P. 173-183.

192. Takano K., Kato F. Inspiration-promoting vagal reflex in anaesthetized rabbits after rostral dorsolateral pons lesions // J. Physiol. 2003. - Vol. 550 - No. 3. -P. 973-983.

193. Takano K., Kato F. Inspiration-promoting vagal reflex under NMDA receptor blockade in anaesthetized rabbits //J.Physiol. 1999. - Vol.516. - No. 2.-P. 571-582.

194. Tanabe A., Fujii T., Onimaru H. Facilitation of respiratory rhythm by a fi-opioid agonist in newborn rat pons-medulla-spinal cord preparations // Neurosci. Lett. 2005. - Vol. 375. - Issue 1. - P. 19-22.

195. Tian G.-F., Peever J. H., Duffin J. Synchronization of ventral-group, bulbospinal inspiratory neurons in the decerebrate rat // Exp.Brain Res. 1999. -Vol. 117.-P. 479-487.

196. Trifunovic R., Reilly S. Medial parabrachial nucleus neurons modulate d-fenfluramine-induced anorexia through 5HT2G receptors // Brain research. -20006.-Vol. 1067.-P. 170-176.

197. Villard M.-F., Caille D., Hugelin A. Dissociation between respiratory phase switching and phasic phrenic response on low-intensity stimulation of pneumotaxic complex and nearby structures // J. Physiol. (Paris) 1984. -Vol. 79.-P. 11-16.

198. Wang W., Fung M. L., St John W. M. Pontile regulation of ventilatory activity in the adult rat // J. Appl. Physiol. 1993. - Vol. 74. - No. 6. - P. 2801-2811.

199. Yokota S., Tsumori T., Ono K., Yasui Y. Glutamatergic projection from the Kolliker-Fuse nucleus to the phrenic nucleus in the rat // Brain Research. 2003. -Vol. 995.-P. 118-130.

200. Yokota S., Tsumori T., Ono K., Yasui Y. Phrenic motoneurons receive monosynaptic inputs from the Kolliker-Fuse nucleus: a light- and electron-microscopic study in the rat // Brain Res. 2001. - Vol. 88. - P. 330-335.

201. Zidichouski J. A., Easaw J. C., Jhamandas J. H. Glutamate receptor subtypes mediate excitatory synaptic responses of rat lateral parabrachial neurons // AJP -Heart and Circulatory Physiol. -1996. Vol. 270. - Issue 5. - P. H1557-H1567.

Информация о работе

Якунина, Оксана Вячеславовна
кандидата биологических наук
Самара, 2007
ВАК 03.00.13

Диссертация

Роль глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в регуляции дыхательного ритмогенеза у новорожденных крыс in vitro - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Роль глутаматергической системы пневмотаксического комплекса в регуляции дыхательного ритмогенеза у новорожденных крыс in vitro - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы