Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль глюкокортикоидов в регуляции болевой чувствительности

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль глюкокортикоидов в регуляции болевой чувствительности"

2 2 С:: Ц •" РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ нм. И. II. ПАВЛОВА

На правах рукописи

ЯРУШШ1НА Наталья Ильинична

РОЛЬ ГШОКОКОРТИКОИДОВ В РЕГУЛЯЦИИ БОЛЕВОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

03.00.13 - Физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-НЕТЕРБУРГ 1998

Работа выполнена в лаборатории эксперимыпалыюй эндокршюлопш Института физиологии 1Ш. И.П.Павлова РАН.

Научные руководшели:

д.м.н., проф. А.А. Филаретов ,

д.б.н. Л.П. Фнларетова.

Официальные оппоненгы:

академик РАЕН, засл. деят. пауки Poccini, д.м.н., проф. В.Г. Кассиль, д.б.н. O.A. Данилова.

Ведущее учреждение:

Санкт-Петербургский государственный ушшерси-тег, Санкг-Петербург.

Защита состонгся " ¿~" 1998 г. в И> -^час. на заседают

Диссертационного совета по защите кандидатских диссертаций (К 002.36.01)

Института физиологии им. И.П. Павлова РАН (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 6)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии им.И.П. Павлова РАН.

Автореферат разослан "¿3 1998 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат биол. наук

О.Г. Чивилева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Проблема адаптации организма к факторам среды является одной из актуальных проблем современной физиолопш. К числу реакций, обеспечивающих адаптацию, относится стрессорная реакция, важнейшим и постоянным компонентом которой является активация гипоталамо-типофизарно-адренокортнкальной системы (ГГАКС).

Одним из ярких проявлений стрессорнон реакции, характеризующим её как реакцию адаптации, является развитие аналгезии. Известно, что в зависимости от параметров стрессорного воздействия (Lewis et al., 1980) аналгезия, вызванная стрессом, может обеспечиваться как опиоидными, так и неопиоидными механизмами. Вклад огаюидной системы в развитие аналгезии, вызванной стрессом, хорошо изучен и не вызывает сомнений (Герц, Миллан, 1989; Akil et al., 1986), значение же неопиодкых механизмов, обеспечивающих угнетение болевой чувствительности при стрессе, в настоящее время исследовано недостаточно.

Угнетение болевой чувствительности при стрессе, с одной стороны, и активация ГГАКС, с другой, а также имеющиеся в литературе сведения относительно участия кортикостероидов в противоболевой реакции организма (Мс Lennan et al., 1982) дают основание предположить, что один из неопиоидных механизмов аналгезии, вызванной стрессом, может опосредоваться кортикостероидами. Роль данных гормонов в вызванной стрессом аналгезии, развитие которой осуществляется без вовлечения опиоидной системы, не изучалась.

При исследовании центральных механизмов аналгезии, вызванной стрессом, было показано, что угнетение болевой чувствительности при стрессе может опосредоваться центральным серым веществом среднего мозга (ЦСВСМ) (Bragin et al., 1983), которое, как известно, является ключевым звеном противоболевой системы (Mayer, Liebeskind, 1974; Carstens, Watkins, 1984; Bragin et al., 1983). Электрораздражение ЦСВСМ приводит к развитию аналгезии, которая, также как и аналгезия, вызванная стрессом, может обеспечиваться как опиоидными, так и неопиоидными механизмами (Cannon et al., 1982; Tom et at, 1989). До сих пор роль кортикостероидов в обеспечении аналгезии, вызванной стимуляцией ЦСВСМ, не изучалась. Имеющиеся в литературе косвенные сведения об активирующем влиянии ЦСВСМ на функцию ГГАКС (Endroszi, Lissak, 1963) позволяют предположить вовлечение этих гормонов в данный вид аналгезии.

Настоящее исследование было направлено на выяснение роли кортикостероидов в обеспечении аналгезии, возникающей при стрессе и при стимуляции ЦСВСМ.

Цель и задачи исследования. Цель работы - изучение роли глюкокортикоидов в

регулящш болевой чувствительности.

Задачи исследования:

исследовать влияние экзогенных кортикостероидов на болевую. чувствительность при их внутрибрюшинном введении

- в условиях нормальной продукции кортикостероидов (интактиая ГГАКС) определить зависимости между содержанием кортикостероидов в плазме крови и болевой чувствительностью после стресса и после электростимуляцни ЦСВСМ

- в условиях функциональной блокады ГГАКС изучить влияние дефицита продукции кортикостероидов и влияние последующего восстановления нормальной продукции этих гормонов на развитие аналтезии, вызванной стрессом

- в условиях функциональной блокады ГГАКС и адреналэктомии исследовать влияние дефицита продукции кортикостероидов на развитие аналтезии, вызванной стимуляцией ЦСВСМ

- изучить влияние введения корпасостерона в ЦСВСМ на болевую чувствительность

Научная новизна. Впервые показано участие глюкскорпжовдов в вызванной стрессом аналтезии, развитие которой не обеспечивается опиоидными механизмами. Установлена линейная зависимость между уровнем глюкокортикоидов в плазме крови и порогом болевой реакции после стрессорного воздействия. В хронических экспершгентах при использовании двух моделей функциональной блокады ГГАКС было установлено, что недостаток продукции глюкокортикоидов вызывает устранение аналитического эффекта, вызванного стрессом. Впервые в хронических экспериментах показано, что восстановление функциональной активности ГГАКС после блокады ее функции приводит к восстановлению аналтезии, вызванной стрессом. Продемонстрирован дозозавксимый аналгетнческий эффект экзогенных глюкокортикоидов. Впервые показано значение глюкокортикоидов для развития аналтезии, вызванной электростимуляцией ЦСВСМ. Выявлено, что аналгетнческий эффект глюкокортикоидов может опосредоваться их влиянием на ЦСВСМ.

Получены новые данные о центральной регуляции функции ГГАКС: выявлена роль ЦСВСМ в активации ГГАКС. Обнаружено, что в условиях центральной активации ГГАКС, вызванной электрораздражением ЦСВСМ, проявляется одна из закономерностей ее фумкционироваши - оптнмально-пессимальный характер ответа ГГАКС на действие раздражителей возрастающей силы.

Теоретическое и практическое значение. Полученные данные важны для понимания механизмов регуляции болевой чувствительности. Показано, что неопиоцдные формы аналтезии, возникающие при стрессе и при стимуляции ЦСВСМ, могут опосредоваться глюкокортикоидами.

Данное исследование расширяет наши знания об адаптационных возможностях

ГГАКС, о механизмах регуляции функции этой системы и закономерностях ее функционирования. Выявлена роль одной из важнейших экстр апшоталамических структур мозга - ЦСВСМ в активации функции ГГАКС. Установлен зависимость степени активации ГГАКС от силы раздражения ЦСВСМ Показано, что в условиях центральной активации ГТАКС путем стимуляции ЦСВСМ электрическим током проявляется одна из закономерностей функционирования ГГАКС - оптимально-песснмальный характер ответа системы на действие раздражителей возрастающей силы.

Данные о противоболевом действии глкжокортикоидов могут быть использованы при разработке новых, наиболее эффективных методов обезболивания. Прикладное значение могут иметь результата, касающиеся влияния на болевую чувствительность блокады функциональной активности ГГАКС, которые свидетельствуют о том, что угнетение функции ГГАКС сопровождается повышенной чувствительностью организма к боли.

Апробация работы. Материалы работы докладывались на городских конференциях молодых ученых и специалистов "Механизмы регуляции физиологических функции" (С.-Петербург, 1989, 1992); на Международном симпозиуме "Физиология птофнзарно-адренокортикальной системы" (С.-Петербург, 1990); на симпозиуме "Нейробиологические аспекты современной эндокринологии" (Москва, 1991); на Международном симпозиуме "Проблемы интероцепцшГ (С.-Петербург, 1997); на Научной конференции "Эндокринные механизмы регуляции функций в норме и патологии" (Новосибирск, 1997); на заседании С.-Петербургского общества физиологов, биохимиков и фармакологов (С.-Петербург, 1998).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методического раздела, 3 экспериментальных глав, заключения и выводов; изложена на страницах, иллюстрирована 26 рисунками и 3 таблицами. Список цитированной литературы содержит ^¿.источников.

МЕТОДИКА

Эксперименты проведены на 410 крысах-самцах линии Вистар и Спрейг-Доули массой 220-300 г. Все эксперименты выполнены на наркотизированных животных (нембутал, 4 мг/100 г массы тела, внутрибркишшно за 20 минут до регистрации исходного болевого порога или забора 1-й пробы крови).

Для изучения роли эндогенных кортнкостерондов в регуляции болевой чувствительности использовали две модели аналгезии: аналгезию, вызванную стрессом, и аналгезию, вызванную электростимуляцией ЦСВСМ. Вклад эндогенных глкжокортикоидов в обеспечение аналгетического эффекта оценивался: 1) путем определения зависимости между содержанием кортикостероидов в плазме крови и болевой чувствительностью после стресса и после стимуляции ЦСВСМ у животных с

интактной ГТАКС; 2) путем изучения влияния дефицита продукции кортикостероидов на развитие адалгезии, вызванной стрессом или электростимуляцией ЦСВСМ (крысы с блокадой функции ГТАКС или адрекалэкпжированные животные). Кроме того, для понимания роли кортикостероидов в аналгезии, вызванной стрессом, изучалось влияние восстановления нормальной продукции гормонов на болевую чувствительность.

Для создания дефицита продукции кортикостероидов в плазме крови использовали два способа функциональной блокады ГТАКС: 1) введение гидрокортизона в дозе, превышающей физиологическую (15 мг/100 г, влутрлбргошшшо) за неделю до тестирования болевой чувствительности; 2) внутришпоталамическое введение дексаметазона (200 мкг на крысу) в область над паравентрикулярным ядром (ПВЯ) гипоталамуса за неделю до тестирования болевой чувствительности (Коуаса е! а1., 1986).

Для выяснения влияния экзогенных кортикостероидов на болевую чувствительность производилось внутрибрюшинное введение разных доз кортикостерона и гидрокортизона крысам с шпаклюй ГТАКС. Для выявления возможного механизма влияния кортикостероидов на болевую чувствительность изучался эффект введения кортикостерона (50 мкг на крысу) в ключевую структуру противоболевой системы - ЦСВСМ.

В специальных сериях экспериментов с помощью опиатного антагониста -налоксона (1 иг/кг, внутрибрюшинно, за 15 минут до измерения исходного болевого порога) оценивалось участие опиоидов в развитии аналгезин, вызванной стрессом и стимуляцией ЦСВСМ.

Болевую чувствительность тестировали по величине порога болевой реакции. Болевым порогом служила сила тока, при которой наблюдалась реакция отдергивания крысой хвоста в ответ на его элекпрораздражение (синусоидальный ток, 500 Гц, сила тока изменялась дискретно от 0.07 до 2 мА с шагом 70 мкА).

Хирургические операции (вживление в ЦСВСМ стимулирующего электрода, вживление направляющей трубочки, введение дексаметазона в область над ПВЯ гипоталамуса ) производились под нембуталовым наркозом (4.5-5 мг/100 г массы тела) в соответствии с координатами стереотаксического атласа (РеЯееппо е1.а1., 1979). Все эксперименты начинали через неделю после хирургического вмешательства.

Состояние ГТАКС во всех экспериментах оценивали по уровню кортикостероидов в плазме крови. Содержание кортикостероидов определяли спектрофлюориметрическим микрометодом (Балашов, 1990). Для этого из хвостовой вены брали 2 пробы крови: до воздействия и после него (на 5-й минуте после окончания действия стрессора и 10-й-после окончания стимуляции ЦСВСМ).

Все полученные данные обрабатывали статистически. Анализ значимое™ различий уровней кортикостероидов в плазме крови проводили на основе t-критерия Стьюдекга или модификации, предложенной Велшем для сравнения величин с различными дисперсиями. Значимость различий болевых порогов оценивалась с помощью критериев Уилкоксона или Манна-Уотни. Достоверность зависимости между уровнем глюкокортнкоидов и болевым порогом оценивалась на основании величины коэффициента линейной корреляции.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Аналитический эффект экзогенных кортикостероидов. Для изучения аналгетического эффекта экзогенных глюкокортнкоидов использовали физиологические дозы (75, 150, 300 мкг/100 г массы тела) гидрокортизона и кортнкосгерона, после введения которых содержание кортикостероидов в плазме крови соответствовало уровню гормонов, наблюдаемому при стрессе, и супрафгаиологическую дозу (600 мкг/100г массы тела). Тестирование болевой реакции осуществлялось до и через 15 минут после внутрнбркшшнного введения гормона.

Введение гидрокортизона или корппсостерона в физиологических дозах вызывало дозозависимый аналитический эффект, о чем свидетельствует градуальное увеличение порога болевой реакции, соответствующее росту концентрации гормонов в крови. Аналгетический эффект возникал после введения гормонов в дозе 150 мкг/100 г

Рис.1. Дозозависимый аиалгетяческий эффект,

вызванный внутрибрюшинкым введением гидрокортизона и кортакостерона.

За 100% принят исходный болевой порог, измеренный до введения гормона (0.39±0,01 мА, п=9б). "0" на оси абсцисс соответствует контролю: введению растворителя. * - достоверность отличий от контроля при р < 0.05, ** - при р < 0.01. Количество случаев в каждой точке 5-13.

массы тела и усиливался (р<0.02) при увеличении дозы введенного гормош до 300 мкг/100 г массы тела (рис. 1).

250т

о

«150

О в (11 §100

ш

50-

-«— ГИДРОКОРТИЗОН -•--КОРТИКОСТЕРОН

О 75 150 300 600 Доза гормона, мкг/100г массы тела

Дальнейшее увеличение дозы гормона (600 мкг/100 г массы тела) не вызывало усиления аналгетического эффекта: после введения кортикостерона в этой дозе болевой

порог оставался таким же, как и после его введения в дозе 300 мкг/100 г массы тела, а после введения гидрокортизона в дозе 600 мкг/100 г массы тела болевой порог становился даже меньше (р<0.05), чем после дозы 300 мкг/100 г массы тела (рнс.1).

Значение глюкокортнкоидов для аналгезии, вызванной стрессом. В качестве стрессора использовалось раздражение кожи задних конечностей крыс электрическим током (0.7 мА, 15 с включено-15 с выключено, в течение 3-х минут).

Данное воздействие вызывало активацию ГТАКС, что проявлялось в увеличении уровня кортикостерона в плазме крови (рис. 2).

Раздражение задних конечностей крыс электрическим током приводило к развитию аналгезни, которая не опосредуется опнондными механизмами, о чем свидетельствовало отсутствие влияния налоксона (1 мг/кг массы тела) на величину аналгезш!, вызванной сгрессориым воздействием. Средняя величина порога болевой реакции, зарегистрированная в течение 10 минут после действия стрессора у животных, получавших опиатный антагонист, составляла 0.81+0.2 мА (п=6) и достоверно не отличалась от соответствующей величины у контрольных крыс, которым вместо налоксона вводили физиологический раствор - 0.88±0.1 мА (п=11). Обе группы животных после стресса продемонстрировали достоверное увеличение порога болевой реакции (р<0.05) по сравнению с исходными болевыми порогами, измеренными до стресса (средняя величина исходного болевого у крыс, получавших налоксон, составляла 0.37+0.04 мА при п=б и у контрольных крыс - 0.45±0.03 мА при п= 11).

Выявлена корреляция между уровнем кортикостероидов в плазме крови и болевым порогом после стресса у одних и тех же животных с шпаклюй ГТАКС (г=0.61, при р<0.02). Подъем содержания кортикостероидов в плазме крови, наблюдаемый на 3-й минуте после окончания действия стрессора, сопровождался

Рис.2. Влияние стрессорного воздействия на содержание кортикостерона в плазм« крови и на болевую чувствительность.

За 100% приняты исходный болевой порог, измеренный до стресса (0.44±0.03 мА, п=11) и базалькый уровень

кортикостероидов в плазме крови (10.6±1.2 мкг%, п=8). * - достоверность отличий от 100 % при р < 0.05, ** - при р<0.01. Количество случаев в хавдой точке 6-11. Жирная линия на оси абсцисс - время действия стрессора.

400 т

350-

й? 300-

§. 250 -о

* 20° ■ О

3 150-

с;

о

Ш 100 -600 ■

—•—БОЛЕВОЙ ПОРОГ Т400 --•--КОРТИКОСТЕРОН

-4-

-10 -6

-V-

-- 350

-- 300

о4

-250 х"

0)

-200 с

о

- 150 м £

-- 100 Ь. о ьй

■60

5 10 15 20 29 30 35

Время, мин

значительным увеличением порога болевой реакции относительно исходного болевого порога, измеренного до стресса (рис.2). Уменьшению содержания кортикостероидов в плазме крови на 20-й минуте после стресса (р<0.05) соответствовало уменьшение порога болевой реакцци по сравнению с его величиной на 5-й минуте (р<0.05).

Использование двух моделей функциональной блокады ГТАКС с последующим восстановлением активности этой системы позволило нам доказать существование аналгетического эффекта глюкокортикоидов, выделяющихся при стрессе.

Через неделю после инъекции шдрокортнзона (15 мг/100 г массы тела) наблюдалась блокада функции ГТАКС, которая проявлялась отсутствием реакции системы на действие стрессора и значительным снижением базалъною содержания кортикостероидов в крови. Блокада функции ГТАКС сопровождалась блокадой аналгетического эффекта, вызванного стрессом (рис.3).

<

|_Г

о о. о с >х о о

о §

ш

2,0 т

1.6 -

1,2 -

0,8 -

0,4

0,0

—•— Ж1АКТН*Я ГТАКС --»-- БГОКАДАГГАКС -1 >€ПЕПЯ -•--БЛОКАДА ГТАКС-11\№ДЕЛЯ

10

20

30

Время, мин

ПДО СТРЕССА

■ ПОСЛЕДЕЙСТВИЯ СТРЕССОРА

Рис.3. Влияние

внутрнбрюшинного введения гидрокортизона (15 мг/100 г массы тела) на аналгезию, вызванную «рессорным

воздействием, и активность ГГАКС.

* - достоверность отличий от исходного Солевого порога, измеренного до стресса, или от базального уровня

кортикостероидов в плазме крови при р<0.05. + - достоверность отличий от соответствующей контрольной группы (ишактиая ГГАКС ) при р < 0.05. Количество случаев в каждой точке на графике 6-16. Жирная линия на оси абсцисс -время действия стрессора.

I НЕДЕЛЯ 01 НЕДЕЛЯ

БЛОКАДА ГГАКС

Через 3 недели после введения гидрокортизона наблюдалось частичное восстановление функциональной активности ГТАКС, о чем свидетельствовало появление стрессорного подъема уровня кортикостероидов в плазме крови, хотя и меньшего по величине по сравнению со стрессорным уровнем гормонов у контрольных животных с ингактной ГТАКС (р<0.05). Частичному восстановлению функции ГТАКС соответствовало частичное восстановление аналгезии, вызванной стрессом: длительность аналгезии у животных через 3 недели после блокады функции ГТАКС -10 минут - была меньше по сравнению с таковой у контрольных животных с ингактной ГТАКС - 30 минут, (рис.3).

1.4 1,2

<

* 1.0 + а

§ 0,8 {

2 о.о

01

I 0,4 ■: 0,2 -:

0,0

3 120

?-10 +

-БЛОКАДА ГТАКС

1

I ИШТ1

0 5 10 20 Время, мин

□ ДО СТРЕССА

30

□ ПОСЛЕДЕЙСТВИЯ СТРЕССОРА

[4-

10

БЛОК«Д» ГГАХС

1,4 1.2

<

- 1.0

О О.

0 0,в

>х

§ 0.6 «>

1 0,4

0,2

- КОНТРОЛЬ

0,0

2

5

I

г 10 + о в.

Е.

2 о

0 5 10 20

Время, мин

а до СТРЕССА

а поста действия

СТРЕССОРА

30

ЕЙ

бпокадо

пжс

Рис.4. Влияние внугригипатапаыичесхого введения дексаметазона на аналгезию, вызванную стрессорным воздействием, и активность ГГАКС.

А - через 7 дней, Б - через 30 дней после введения дексаметазона. Контроль -ложнооперированкые животные о ингактной ГГАКС. * - достоверность отличий от исходного болевого порога, измеренного до стресса, или баэального содержания кортикостероидов в плазме крови при р<0.05. + - достоверность отлкчнй от соответствующей контрольной группы при р<0.05. Количество случаев в каждой точке на графиках 7-14. Жирная линия на оси абсцисс - время действия стрессора.

§

Аналогичные результаты о влиянии дефицита стрессорной продукции кортикостероидов на аналгезию, вызванную данным видом стресса, были получены и при использовании другой модели функциональной блокады ГГАКС с последующим восстановлением ее активности (рис.4).

Через неделю после введения дексаметазоиа в область над ПВЯ гипоталамуса наблюдалась блокада функциональной активности ГТАКС (рис.4, А). Блокада функции ГТАКС сопровождалась блокадой аналгетического эффекта, вызванного стрессом (рис.4, А).

Через месяц после введения дексаметазоиа, когда стрессорный уровень корпасостерона в плазме крови полностью восстанавливался, полностью восстанавливалась и аналгезия, вызванная стрессом (рис.4, Б). Следует отметить, что именно те же животные, у которых через неделю после внутригипоталамического введения дексаметазоиа полностью отсутствовал вызванный стрессом аналитический эффект, спустя месяц после введения гормона продемонстрировали такое же увеличение порога болевой реакции по сравнению с исходным болевым порогом, как контрольные ложноопернрованные крысы с шпаклюй ГТАКС.

Полученные данные свидетельствуют об участии глюкокортикоидов, выделяющихся при стрессе, в опосредовании аналгетического эффекта стресса.

Значение глюкокортикоидов для аналгеэии, вызванной стимуляцией ЦСВСМ. Электрораздражение дорсолатеральной области ЦСВСМ (монополярно, прямоугольными импульсами тока, силой 30-100 мкА, дтапельностью 1 мсек, частотой 100 гц, в течение 5 минут) производилось в хронических экспериментах на крысах с предварительно вживленными электродами.

Электростимуляция ЦСВСМ током 50 мкА приводила к развитию аналгезии, которая не опосредуется оииоидными механизмами, о чем свидетельствовало отсутствие влияния налоксона на развитие данного вида аналгезии. Средняя величина болевого порога, зарегистрированная в течение 10 минут после окончания раздражения ЦСВСМ у животных, получавши опиатныя антагонист, составляла 1.18±0.26 мА (п=6) и достоверно не отличалась от соответствующей величины болевого порога у контрольных крыс - 0.80±0.17 мА (п=9). Обе группы животных продемонстрировали достоверное увеличение (р<0.05) порога болевой реакции в ответ на раздражение ЦСВСМ по сравнению с исходными болевыми порогами, измеренными до стимуляции ЦСВСМ (средний исходный болевой порог у крыс, которым вводили налоксон составлял 0.42±0.08 мА при п=7, а у контрольных животных - 0.37Ю.03 мА при п=10).

Электростимуляция ЦСВСМ вызывала активацию ГТАКС, степень которой зависела от силы раздражения ЦСВСМ (рис.5). Кривая зависимости уровня глюкокортикоидов в плазме крови от силы стимуляции ЦСВСМ имеет оптимум и

пессимум. Уровень кортикостерондов в крови градуально повышался с ростом силы тока вплоть до 50 мкА (оптимум силы), при дальнейшем увеличении силы тока -постепенно снижался, при силе тока 100 мкА (пессимум силы) уровень глюкокортикоидов не отличался от базального. Отличия между уровнями гормонов в крови после стимуляции ЦСВСМ током 30 мкА и 40 мкА, 40 мкА и 50 мкА, 50 мкА и 75 ыкА, 75 мкА и 100 мкА достоверны при р<0.05.

Электростимуляция ЦСВСМ изменяла порог болевой чувствительности. Аналгетнческнй эффект, возникающий при стимуляции ЦСВСМ у крыс с интаетной ГГАКС, зависел от силы тока и соответствовал степени активации ГГАКС (рис.5). Максимальному уровню кортикостерондов в плазме крови, зарегистрированному после электрораздражения ЦСВСМ током 50 мкА, соответствовал максимальный аналитический эффект, уменьшение содержания кортикостерондов в плазме крови при увеличении силы раздражения ЦСВСМ до 100 мкА сопровождалось уменьшением порога болевой реакции по сравнению с его величиной после стимуляции током 50 мкА ( р<0.05).

Рис.5. Зависимость функциональной активности ГГАКС и порога болевой реакции от силы тока, используемого для

стимуляции ЦСВСМ.

За 100 % были приняты исходный болевой порог, измеренный до стимуляции ЦСВСМ

(0.30±0.01 мА, п=3б) и бвзальный уровень кортико-стероидов в плазме крови (11.08±1.49 мА, п=15). * - достоверность отличий от 100 % при р<0.05. Количество случаев в каждой точке 4-17.

Вклад эндогенных кортикостерондов в аналгезию, вызванную стимуляцией ЦСВСМ (сила тока - 50 мкА), оценивался путем изучения влияния дефицита продукции кортикостерондов, созданного путем функциональной блокады ГГАКС или адреналэктомией, на развитие данного вида аналгезии.

Функциональная блокада ГГАКС, вызванная внутрибрюшинным введением гидрокортизона (15 мг/100 г), приводила к уменьшению: 1) величины аналгетаческого

—•—БОЛЕВОЙ ГОРОГ - КОРТОКОСТСРОН

30 40 50 60 70 80 90 100 Сила стимуляции ЦС8СМ, мкА

эффекта на 0-й, 5-й и 10-й минутах после окончания стимуляции ЦСВСМ; 2) скорости возникновения аналгезии, которая у контрольных животных развивалась сразу же после прекращения стимуляции ЦСВСМ, а у животных с блокадой функции ГТАКС - лишь через 5 минут после окончания раздражения ЦСВСМ; 3) длительности аналгетнческого эффекта, вызванного стимуляцией ЦСВСМ, которая у животных с блокадой функции ГТАКС составляла 5 минут (с 5-й по 10-ю мин), а у контрольных крыс с ингактной ГТАКС - 30 минут (с 0-й по 30-ю шш) (рис.б).

-»• -ИНТАКТНЧЯ ГГЖС-СТИМУЛЯ|Ия - »' -БЛОКАДА. ГГЖС - СТУМУЛЯДИЯ -•— («ТАКТНАЯ ГТАКС - Е£1 СТЧ/УПЯДШ

280 т

220-

о

§• 180 + с >х о а

¡Н 140-о ш

100

л

+

ч-

Рис.6. Влияние функциональной блокады ГГАКС, вызванной введением гидрокортизона, на аиалгеипо, возникающую при стимуляции ЦСВСМ электрическим током (50 мхА).

За 100 % был принят исходный болевой порог, измеренный до стимуляции ЦСВСМ (0.27±0.01 мА, п=21). * - достоверность отличий от 100%. + - достоверность отличий от контроля (ннтаютшя ГГАКС - без стимуляции). Количество случаев в каждой точке 7-14. Жирная линия на оси абсцисс - время действия стимула.

о

20 25

30

5 10 15 Время, МИН

Адреналэктомия полностью устраняла аналитический эффект, вызванный стимуляцией ЦСВСМ током 50 мкА. Ложноадреналэктомированные животные продемонстрировали достоверное увеличение порога болевой реакции в ответ на раздражение ЦСВСМ по сравнению с исходным болевым порогом, измеренным до стимуляции ЦСВСМ (рнс.7).

1.0

0.»

< 0,8

ъГ 0.7

| М

С >х 0,5

а Ф 0,4

1 0,3

0.2

0.1

0,0

-10

- -КОНТРОЛЬ

— АДРЁНАЛЭКТОМИЯ

5 10 15 Время, мин

20

Э0

Рис.7. Влияние адреналэктомии на аиалгетический эффект, вызванный стимуляцией ЦСВСМ (50 мкА).

* - достоверность отличий от исходного болевого порота, измеренного до стимуляции ЦСВСМ при р<0.05, + - от контроля (ложноадреналэкгомиро-ванкые крысы) при р<0.05. Количество

случаев в каждой точке 5-8. Жирная линия на оси абсцисс - время действия стимула.

н

Для изучения возможного механизма влшшш кортикостероидов на болевую чувствительность производилось введение кортикостерона в ЦСВСМ. Внутримозговое введение кортикостерона приводило к развитию аналгезии, о чем свидетельствовало увеличение порогов болевой реакции (р<0.05) на 5-й минуте - (152±11%, п=21) и на 15-й - (129±6%, п=20) после введения гормона по сравнению с соответствующими величинами у контрольных крыс - (116±10%, п=10) и (104±6%, п=10), которым вместо гормона имплантировался альбумин. Приведенные величины болевых порогов выражены в процентах цо отношению к исходному болевому порогу, измеренному до введения гормона, который варьировал от 0.23, до 0.65 мА.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты настоящего исследования демонстрируют аналгетический эффект как экзогенных, так и эндогенных глюкокортикоцдов.

О противоболевом действии экзогенных глюкокортнкоидов свидетельствуют наши данные, полученные в экспериментах с внутрибрюшинным и внутримозговым введением гормонов. Показано, что степень аналгетического эффекта экзогенных глюкокортнкоидов определяется дозой введенного гормона. Эти данные позволили нам сделать определенные предположения об участтш эндогенных глюкокоргикоидов в регуляции болевой чувствительности.

Для исследования роли эндогенных глюкокортнкоидов в регуляции болевой чувствительности нами были выбраны два наиболее интересных для нас вида аналгезии: аналгезия, возникающая при стрессе и при стимуляции ЦСВСМ электрическим током. Выбор вызванной стрессом аналгезии определялся нашим интересом к адаптационным эффектам глюкокортнкоидов, выделяющихся при стрессе. Используя модель вызванной стрессом аналгезии, сначала мы обнаружили корреляцию между уровнем стрессорной продукции глюкокортнкоидов и величиной болевого порога после стресса. Дальнейшие наши исследования подтвердили, что соответствие величины аналгетического эффекта уровню глюкокортнкоидов в крови не случайно. Классическая физиологическая модель - выключение функции системы (в нашем случае блокада ГГАКС) с последующей ее компенсацией (восстановление нормальной стрессорной продукции гормонов со временем) позволила доказать существование аналгетического эффекта выделяющихся при стрессе глюкокортнкоидов. Использование двух моделей блокады ГТАКС, с одной стороны, повысило надежность результатов, а с другой стороны, позволило выявить более тонкие соотношения между уровнем гормонов и болевой чувствительностью. В качестве компенсации функции ГГАКС было использовано восстановление уровня глюкокортнкоидов в крови естественным путем, а не путем заместительной терапии экзогенными гормонами, что

представляется нам чрезвычайно ценным. Результаты наших экспериментов показали, что угнетение продукции глюкокортикоидов в условиях блокады функции ГГАКС приводит к блокаде аналитического эффекта, вызванного стрессом. Восстановление стрессорной продукции глюкокортикоидов сопровождается восстановлением вызванной стрессом аналгезии, которая восстанавливается в той мере, в какой восстанавливается функциональная активность ГГАКС.

Вторая модель аналгезии - аналгезия, вызванная стимуляцией центрального звена противоболевой системы - ЦСВСМ - представляла для нас интерес с точки зрения понимания механизмов, которые могут обеспечивать аналгетический эффект глюкокортикоидов. Подход который мы использовали при исследовании роли глюкокортикоидов в аналгезии, вызванной стимуляцией ЦСВСМ, был аналогичен тому, с помощью которого изучалась нами роль этих гормонов в вызванной стрессом аналгезии. Полученные данные показали, что эндогенные глюкокортикоиды участвуют в развитии аналгезии, вызванной электростимуляцией дорсолатеральной части ЦСВСМ, возникновение которой опосредуется неопиоидными механизмами.

Результаты нашего исследования свидетельствуют в пользу того, что противоболевой эффект глюкокортикоидов может опосредоваться их действием на нейроны ЦСВСМ.

ВЫВОДЫ

1. Экзогенные глюкокортикоиды вызывают развитие аналгезии у наркотизированных крыс. Кортнкостерон и гидрокортизон, введенные внутрибрюшинно, приводят к дозозависиному аналгетическому эффекту, который возникает после введения гормонов в дозе 150 мкг/100 г массы тела и усиливается при увеличении дозы до 300 мкг/100 г массы тела. Дальнейшее увеличение дозы гормона до 600 мкг/100 г массы тела не приводит к усилению аналгезии.

2. Эндогенные глюкокортикоиды, выделяющиеся при стрессе или при стимуляции ключевого звена противоболевой системы - центрального серого вещества среднего мозга (ЦСВСМ), принимают участие в обеспечении аналгезии, вызванной стрессом или стимуляцией данной структуры мозга у наркотизированных крыс.

3. Недостаток стрессорной продукции глюкокортикоидов, возникающий вследствие угнетения функции пшотаяамо-гииофизарно-адренокортнкальной системы (ГГАКС) экзогенными гормонами (внутрибрюшинным введением гидрокортизона в дозе 15 мг/100 г массы тела или внугригипогаламическим введением дексаметазона в дозе 200 мкг на крысу за неделю до тестирования болевой чувствительности) приводит к блокаде аналгезии, вызванной стрессом. Восстановление стрессорной продукции глюкокортикоидов сопровождается восстановлением аналитического эффекта,

наблюдаемого при стрессе.

4. Аналитический эффект, возникающий при стимуляции ЦСВСМ, зависит от силы тока и соответствует степени активации ГГАКС, наблюдающейся после стимуляции данной структуры мозга. Максимальный аналгегаческий эффект наблюдается в ответ на стимуляцию ЦСВСМ током 50 мкА, при которой подъем уровня глюкокортикоидов ь крови максимален. Уменьшение уровня глюкокортикоидов в крови при увеличении силы тока свыше 50 мкА сопровождается снижением аналгетического эффекта, вызванного стимуляцией ЦСВСМ. При силе тока 100 мкА болевой порог и уровень глюкокортикоидов в крови не отличаются от исходных величин, зарегистрированных до стимуляции ЦСВСМ.

5. Недостаток продукции глюкокортикоидов, возникающий вследствие угнетения функции ГГАКС гидрокортизоном (15 иг/100 г массы тела) или после адреналэктомии, приводит, соответственно, к уменьшению или блокаде аналгетического эффекта, вызванного электростимуляцией ЦСВСМ.

6. Аналгетиче скин эффект глнжокорпгикоидов может опосредоваться влиянием данных гормонов на ЦСВСМ. Введение кортикостерона (50 мкг на крысу) в ЦСВСМ приводит к развитию аналгезии.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ Д ИССЕРТАЦИИ

1. Ярушкина Н.И., Рочас C.B. Значение центрального серого вещества среднего мозга в регуляции гипофизарно-адренокортнкальной системы // Механизмы регуляции физиологических, функций. JL: Наука. 1989. С.74-75.

2. Filaretov A.A., Yarushkina N.I., Bogdanov A.I. Antinociceptive effect of midbrain periaqueductal gray matter (PAG) stimulation and pituitary adrenocortical system (PACS) // Neuroendocrinol.Lett 1990. Vol.12. P.326.

3. Ярушкина Н.И., Богданов А.И. Противоболевой эффект центрального серого вещества среднего мозга и гипофшарно-адренокортикальная система // Материалы международного симпозиума "Фюиология гипофизарно-адренокоршкальной системы". Л.: Наука. 1990. С.109-110.

4. Ярушкина Н.И. Значение центрального серого вещества (ЦСВ) среднего мозга в регуляции шпофиэарно-адренокоргикальиой (ТАКС) и болевой систем // Нейробиологические аспекты современной эндокринологии. Сб. Научных трудов М. 1991. С.67.

5. Ярушкина Н.И., Богданов А.И., Филаретов А А. Центральное серое вещество среднего мозга: роль кортикостероидов в обезболивающем эффекте // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1991. Т.77. N4. С.83-89.

-176. Ярушюша Н.И. Значение кортикостероидов в стресс-вызвашюй аиалгезии //

Мехашпмы регуляции физиологических функций. С-ГЮ.: Наука. 1992. С.73.

7. Филаретов А.А., Богданов А.И., Ярушкина Н.И. Сгресс-вызванная аналгезия. Роль гормонов гипофтарно-адренокортикальной системы // Фгоиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1995. Т.81. N2. С.40-46.

8. Filaretov А.А., Bogdanov A.I., Yarushkina N.I. Stress-induced analgesia. Role of pituitary-adrenocortical axis hormones // Neuroscience and Behavioral Physiology. 1996. Vol.26. N6.

9. Ярушкина Н.И., Богданов А.И. Роль кортикостероидов в обеспечении аналгегнческого эффекта, вызванного стимуляцией центрального серого вещества среднего мозга // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1998. Т.84. N7. С.00-00.

10. Ярушюша Н.И., Богданов А.И. Значение кортикостерона в аиалгезии, вызванной стимуляцией центрального серого вещества среднего мозга // Тезисы межд. симпозиума "Проблемы интероцетдш". С-Пб. 1997. С.119.

11. Богданов А.И., Ярушкнна Н.И. Роль кортикостероидов в стресс-вызванной аналгезш! // Тезисы межд. конференции "Эндокрюшые мехашомы регуляции функций в норме и патологии". Новосибирск. 1997. С.24-25.

12. Yarushkina N.I., Bogdanov A.I. Corticosteroids and pain sensitivity II Pathophysiology. 1998. Vol.5. Suppl.l. РЛ99.

13. Богданов А.И., Ярушкина Н.И. Роль корпкостеровдов в аиалгезии, вызванной стрессом // Тезисы XVII съезда физиологов России. Ростов-на Дону. 1998. (в печати).