Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Структурно-функциональная и нейрохимическая организация реакции самостимуляции у крыс с различным индивидуальным опытом

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Структурно-функциональная и нейрохимическая организация реакции самостимуляции у крыс с различным индивидуальным опытом"

Р Г Б ОД

1 3 МАЙ

На правах рукописи

Панченко Геннадий Николаевич

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И НЕЙРОХИМИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РЕАКЦИИ САМОСТИМУЛЯЦИИ У КРЫС С РАЗЛИЧНЫМ ИНДИВИДУАЛЬНЫМ

ОПЫТОМ

03.00.13 - физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссортации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена в Физиологическом отделе имени И.П.Павлова (руководитель - доктор медицинских наук В.М.Клименко) Научно-исследовательского института

экспериментальной медицины РАМН (директор - академик РАМН Б.И.Ткаченко).

Научный руководитель Научный консультант Официальные оппоненты:

Ведущее учреждение -

- доктор медицинских наук В.М.Клименко

- доктор медицинских наук П.Д.Шабанов

доктор медицинских наук, профессор Н.С.Сапронов

доктор медицинских наук А.Ф.Якимовский

Военно-Медицинская Академия МО РФ, Санкт-Петербург

Защша состоится " /Я " исОЦл 1996 года в " 4$ " часов на заседании диссертационного ученого совета (К.001.23.01) по защите кандидатских диссертации при Научно-исследовательском институте экспериментальной медицины РАМН по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул.акад. И.П.Павлова, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИЭМ РАМН по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул.акад. И.П.Павлова, 12.

Автореферат разослан "Я?" <г*<у>*:'/? л 1996 года.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических Наук

О.Г.Куликова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Экспериментальное исследование структурно-функциональной и нейрохимической организации подкрепляющих механизмов мозга является одной из важнейших проблем физиологии высшей нервной деятельности. Согласно современным представлениям, подкрепляющие, системы мозга относятся непосредственно к механизму эмоций и играют ведущую роль в осуществлении оценочной, переключательной и подкрепляющей функций, лежащих в основе всей ВНД индивида (Симонов, 1993; Судаков, 1995; Le Moal, Simon, 1991). В настоящее время широко исследуется участие нейромедиаторных систем, в частности рецепторов головного мозга, в реализации функций подкрепляющих систем мозга (Звартау, 1989; Талалаенко, 1989; Phillips, Fibiger, 1994).

Внутримозговые системы подкрепления являются основной мишенью широкого спектра нейротропных средств при многих заболеваниях центральной нервной системы (Marwah, 1987). Поэтому исследования в данном направлении имеют не только важное теоретическое значение для решения фундаментальных проблем нейробиологии, но и практическую направленность с целью разработки новых подходов к диагностике и лечению сложных нервнопсихических заболеваний у человека, а также синтеза новых лекарственных препаратов.

Подкрепляющие эмоциональные механизмы мозга обладают высокой степенью функциональной пластичности, являются механизмом сугубо индивидуальной адаптации, поэтому характер и качество афферентных поступлений в онтогенезе определяют особенности Их внутрицент-ральной организации и опосредуют всю высшую нервную деятельность особи (Вартанян, Петров, 1989; Лебедев и др, 1995). Вопрос о том, как различные внешние факторы ИЛИ Их отсутствие (в частности, дефицит внутривидовых контактов в раннем онтогенезе) влияют На формирование подкрепляющих механизмов мозга, представляется одной из ключевых проблем в понимании организации И саморазвитие центральных механизмов адаптивного Поведения. Наиболее интересным в этом плане явля-

ется исследование участия основных нейромедиаторных систем обеспечения внутримозговых подкрепляющих механизмов (дофамин-, норадре-налин-, серотонин-, ГАМК- и пептидергических) и их взаимодействия в условиях ограничения индивидуального опыта в онтогенезе. Данные лите ратуры (Le Moal, Simon, 1991; Phillips et al., 1994) констатируют, что в настоящее время этот вопрос изучен явно недостаточно и требует дополнительного экспериментального анализа.

К настоящему времени выяснено, чю нейрохимическим субстратоь реакции самостимуляции является преимущественно дофаминергическа! мезокортиколимбичоская система мозга, локализованная главным образом в вентральной области покрышки (ВОП) и медиальной префронталь-ной коре (МПК) (Phillips et al., 1992). Особый интерес представляет анализ структурно-функциональной и нейрохимической реорганизации подкрепляющих систем мозга при повреждении структур мезокортиколим-бической системы в раннем онтогенезе.

Цолью настоящей работы являлось изучение структурно-функциональной и нейрохимической организации внутримозгового механизма по ложитольного подкрепления у крыс, выращенных в сообществе и в условиях частично сенсорной и полной внутривидовой изоляции (с различны! индивидуальным опытом).

Задачами настоящей работы являлось:

1. Исследование участия дофамин-, норадреналин-, соротонин-, ГАМК-пептидергических систем в реализации механизма внутримозгового под' крепления у крыс, выращенных в сообщество и в условиях изоляции от сородичей, с помощью метода самостимуляции латерального гипоталамуса.

2. Исследование особенностей реорганизации механизма внутримозгового подкрепления у крыс с повреждениями мезокортиколимбических дофаминертических структур в раннем онтогенезе, выращенных в сообществе или в изоляции. .

3. Сопоставление центральных механизмов реорганизации (компенсации) системы положительного подкрепления у крыс с различным индиви

дуальным опытом с/или без повреждений мезокортиколимбических структур в раннем онтогенезе.

Научная новизна. Впервые показано, что характер изменений механизмов внутримозгового подкрепления при ограничении индивидуального опыта в онтогенезе имеет преимущественно дофаминергическую природу. В ее основе лежит дисбаланс пре- и постсинаптических элементов мезокортиколимбической системы мозга. При использовании селективных агонистов и антагонистов дофаминергическрй системы показано, что у животных, выращенных в изоляции, наблюдается повышение чувствительности Д2 дофаминовых и частично 5-НТ2 серотониновых рецептор-ных систем. Наиболее выраженно внутримозговые механизмы подкрепления модулируются различными синаптотропными агентами на фоне активации дофаминергической системы мозга или после повреждения мезокортиколимбических структур в раннем онтогенезе. Данный феномен характерен для животных, выращенных в изоляции.

Повреждения мезокортиколимбических структур в раннем онтогенезе компенсируются только у животных, выращенных в сообществе. Социальная изоляция крыс от сородичей резко повышает чувствительность дофаминергической системы мозга, причем в большей степени у животных с повреждениями мезокортиколимбических структур в раннем онтогенезе.

Практическая значимость. Полученные данные вскрывают структурно-функциональную и нейрохимическую природу нарушений механизма положительного подкрепления, возникающего вследствие дефицита индивидуального опыта в раннем онтогенезе. Показано, что последствия повреждений структурно-специфичных мбзговых систем, обеспечивающих реализацию эмоционально-мнестической функции мозга, в раннем онтогенезе могут нивелироваться обогащением индивидуального опыта, что необходимо иметь в виду в практике реабилитации. Данные имеют важное значение для разработки целенаправленных методов нейрофизиологической и фармакологической коррекции эмоциональных нарушений я клинике и в педагогической (дефектологической) практике. Полученные результаты о специфичности включения определенных рецепторов голов-

А

ного мозга в регуляцию механизма внутримозгового подкрепления в онтогенезе позволяет вести направленный синтез и по-новому использовать новые лекарственные препараты для лечения психонервных заболеваний эмоциональной природы у человека. В частности, показана перспектива применения поптидергичес*их средств, именно синтетического аналога меланостатина алаптида и арг-8-вазопрессина, при нарушениях эмоционально-мотивационной сферы.

Положения, выносимые на защйгу.

1. Социальная изоляция в раннем онтогенезе приводит к струкгур-но-функциональным и нейрохимическим перестройкам в организации внутримозгового механизма положительного подкрепления, которые имеют преимущественно дофаминоргическую природу. В основе указанных перестроек лежит дисбаланс пре- и постсинаптических элементов мезо-кортиколимбической системы мозга, в частности повышение чувствительности Д2 дофаминовых рецепторных систем.

2. Использование синаптотропных агентов, влияющих на норадрон-ергическую, серотониноргичоскую, ГАМК-ергическую и опиоидную системы мозга, но выявляет различий в механизмах внутримозгоиого подкрепления у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции, за исключением 5-НТ2 серотонИнергических роцопторов, чувствительность которых повышается у крь!с-изолянтов. Различия в нейрохимических механизмах реализации внутримозгового подкрепления у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции от сородичей, наблюдаются только в условиях активации дофаминоргической системы мозга фонамином.

3. Повреждения мезокортиколимбических структур в раннем онтогенезе компенсируются у животных, выращенных в сообществе. Социальная изоляция крыс от сородичей резко повышает чувствительность дофа-минергической системы мозга у животных с повреждениями данных структур в раннем онтогенезе.

4. Нейропептиды (арг-8-вазопрессин) и их антагонисты (налоксон) не оказывают существенного влияния на механизмы самостимуляции в условиях ограничения индивидуального опыта в онтогенезе. Их действие

проявляется после повреждения мазокортиколимбической системы мозга. Исключение составляет аналог меланостатина алаптид, действие которого на самостимуляцию, обусловлено, по-видимому, выражонной дофаминергической активностью.

Апробация материалов диссертации. Материалы диссертации изложены и обсуждены на: 1) конференции "Механизмы регуляции физиологических функций" (г. Санкт-Петербург, 1992); 2) Международной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика Сергея Викторовича Аничкова "Нейрофармакология на рубеже двух тысячолетий" (г. Санкт-Петербург, 1992); 3) Российской научной конференции "Антиги-поксанты и актопротекторы: итоги и перспективы" (г. Санкт-Петербург, 1994); 4) Международной конференции по стрессу и поведенческой медицине (г. Прага, 1994), 5) IV Всероссийской конференции "Нейроэндо-кринология-95" (г. Санкт-Петербург, 1995); 6) Первом Европейском конгрессе по фармакологии (г. Милан, 1995); 7) XXIV и XXVI Конгрессах Международного общества психонейроэндокринологов (г. Таормина,1993 и г. Мюнхен, 1995).

Диссертация апробирована на заседании Физиологического отдела им.И,П.Павлова НИИЭМ РАМН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, обзор литературы, методы исследования, четыре главы с описанием собственных экспериментов, обсуждение полученных данных, заключение, выводы и список литературы. Работа изложена на ^¿Р страницах машинописного текста, содержит 16 таблиц и 15 рисунков. Библиографический указатель включает,// отечественных и •'^зарубежных источников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Работа выполнена на 136 крысах породы Вистар, самцах массой 200250 г, выращенных в группе по 8-10 крыс в стандартных клетках в обычных условиях вивария, и 145 крысах, выращенных в условиях частичной сенсорной и полной внутривидовой изоляции. Каждую группу разбивали

на три подгруппы: контрольные животные, крысы с повреждением ВОП, крысы с повреждением МПК. Животных брали из помета и помещали в изоляцию на 17-й день жизни. К началу опытов возраст крыс-изолянтов и контрольных животных был одинаков (90-100 дней).

Стереотаксичоскио и нейрохирургические мотоды исследования. Унилатеральныо повреждения ВОП производили у 17-дневных крысят, используя 100 мМ раствор каиновой кислоты ("Sigma", США), который вводили микроионофоретически по координатам: АР=4,3 мм вперед от лямбды, SD=1,0 мм, Н=6,5 мм. Повреждение МПК производили последующим координатам: АР=2.0 мм вперед от брегмы, SD=0.4 мм, Н=1.9 мм. В МПК шприцом медленно вводили 0.8 мкл 0,2% раствора каиновой кислоты.

Опорации по вживлению электродов проводились с использованием стереотаксического прибора фирмы "Модикор" (Венгрия) всем контрольным крысам и животным с повреждением мезокортиколимби-ческих структур мозга в раннем онтогенезе. Электроды вживляли билатерально в латеральное 1 гипоталамическое ядро по следующим координатам: АР=2.5 мм назад от брегмы, SD=1.9 мм, Н=8.9 мм (Konig, Klippol, 1963).

Поело окончания всех экспериментов производили морфологический контроль локализации кончиков электродов и качество повреждения ВОП и МПК на серии фронтальных срезов мозга, которые окрашивали по методу Ниссля. О повреждении структуры судили по наличию разрушенных клеток.

Для исследования реакции самостимуляции крыс обучали нажимать на педаль в камере Скиннера в ответ на электрическое раздражение мозга. Для выработки рефлекса нажатия на рычаг использовали минимальную силу тока. При нажатии животным на педаль производилось раздражение мозга прямоугольными импульсами отрицательной полярности, длительностью 1 мс с частотой 100 Гц, в течение 0,4 с (режим "фиксированных пачек"). Для повторного раздражения животное было вынуждено снова нажимать на педаль. Анализировали каждое нажатие педали следу-

ющим образом: регистрировали частоту и время нажатия подали. На

i

основе этих данных вычисляли коэффициент "рассогласования" в модификации A.A. Лебедева и П.Д. Шабанова (1992).

Влияние фармакологических препаратов на реакцию СС латерального гипоталамуса определяли на 3-й день эксперимента поело стабилизации реакции при использовании фиксированной силы тока. Регистрировали число нажатий на педаль и коэффициент "рассогласования" в течение 15 минут, затем производили инъекцию препарата. Повторно в тот же день регистрировали число нажатий на педаль и коэффициент "рассогласования".

В работе использовали следующие фармакологические агенты:

а) Дофаминергические препараты:, непрямой адреномиметик, способствующий высвобождению преимущественно дофамина (ДА), а также норадреналина (НА) из прбсинаптических депо, фенамина гидрохлорид, применяли в дозе 1 мг/кг; апоморфин ("Sigma", США), агонист пресинап-тических Д2 (0.05 мг/кг) и постсинаптических Д1 и Д2 (0.5 мг/кг) рецепторов ДА; бромокриптин ("Sandoz", Швейцария), селективный агонист Д2 рецепторов ДА, 5 мг/кг; сульпирид ("Syntelabo", Франция), селективный антагонист Д2 рецепторов ДА, 10 мг/кг.

б) Норадренергические препараты: Празосин ("Orion", Финляндия), селективный антагонист а1 рецепторов НА, 1-5 мг/кг; анаприлин (Россия), антагонист ß-адренорецепторов, 5 мг/кг.

в) Серотонинергические препараты: Метисергид ("Serva", Германия), преимущественный антагонист 5-НТ2 рецепторов серотонина (5-НТ), 0.2 мг/кг; пара-хлорфенилаланин (ПХФА) ("Serva", Германия), ингибитор синтеза серотонина, 250 мг/кг, троекратно.

г) ГАМК-ергические препараты: ГАМК (гамма-аминомасляная кислота) ("Sigma", США), 200 мг/кг; бикукуллин ("Sigma", США), антагонист ГАМКА рецепторов, 0.2 мг/кг.

д) Препараты, влияющие на пептидергические системы мозга: Ала-птид (синтезирован доктором И. Крейчи в Институте фармации и биохимии, Прага, Чехия), нейропептид с выраженным ДА-ергическим действи-

ом, 1 мг/кг; арг-8-ваэопрессин ("SPOFA", Чехия), 10-7 М; налоксон ("Sigma", США), антагонист преимущественно мю-роцепторов, 0.3 мг/кг. Ва-зопрессин вводили интранаэально, а остальные препараты внутрибрю-шинно в объеме 0.5-0.8 мл за 30-60 минут до повторного тестирования. Кроме того, дойствио большинства фармакологических агентов исслодовали на фоне введения фенамина (1 мг/кг).

Вещества растворяли в дистиллированной воде или с добавлением твина-80. Контрольные животные получали иньекцию 0.9%-ного раствора хлористого натрия.

Статистическую обработку полученных результатов проводили на IBM РС/АТ-286 с использованием пакета программ "Statgrafics". Также применяли нспараметрический парный критерий Вилкоксона и непара-метричоский криторий Зилкоксона-Манна-Уитни.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

1. Исследование реакции самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс, выращонных в сообщество.

При исследовании ДА-оргических механизмов внутримозгового подкрепления показано, что у животных, выращонных в сообществе, непрямой адрономимотик фонамин 1 мг/кг увеличивал частоту нажатий на рычаг на 37.3% при этом коэффициент "рассогласования" снижается. Прямой агонист рецепторов ДА апоморфин 0,05 мг/кг на 21.3% снижал частоту нажатий на педаль. Применение высокой дозы апоморфина (0,5 мг/кг) не влияло на параметры роахЦии СС. Селективный агонист Д2 рецепторов ДА бромокриптин 5 мг/кг не влияет на реакцию СС латерального гипоталамуса. Сочетанное его применение с фенамином 1 мг/кг полностью блокирует облегчающий эффект последнего. Сульпирид 10 мг/кг, антагонист Д2 рецепторов ДА, увеличивает число нажатий на педаль лишь на 13.2% (Р>0.05). Введение сульпирида на фоне фенамина потенцирует облегчающий эффект фенамина: частота СС превышает фоновую на 48.3%, коэффициент "рассогласования" достоверно снижается.

У крыс с повреждением ВОП или МПК. в раннем онтогенозо фенамин достоверно увеличивает частоту нажатий педали (на 35.1% и 32.4% соответственно). Таким образом, анализ параметров реакции СС с применением фенамина не выявил отличий между животными без повреждений и с повреждениями структур мезокортиколимбической системы мозга.

Апоморфин (0.05 мг/кг) достоверно (на 20.1-20.5%) снижаот частоту реакции СС у животных с повреждением ВОП и МПК. В большой дозе апоморфин (0.5 мг/кг) не изменяет частоту нажатий педали и коэффициент "рассогласования" у интактных крыс и животных с повреждением ВОП или МПК. Следовательно, животные без повреждения и с повреждением ВОП или МПК, выращенные в сообществе, не отличаются по частоте реакции СС и коэффициенту "рассогласования" после введения апо-морфина 0.05-0.5 мг/кг.

При исследовании норадренергических механизмов внутримозго-вого подкрепления было показано, что антагонист а1-адренорецепторов празосин 1 мг/кг недостоверно снижает частоту нажатий на педаль. Пра-зосин в дозе 5 мг/кг почти полностью подавляет частоту нажатий на педаль и в несколько раз увеличивает коэффициент "рассогласования". Со-четаное применение фенамина 1 мг/кг и празосина 5 мг/кг снижает частоту нажатий на педаль на 20.5%, что достоверно меньше по отношению к действию фенамина.

Антагонист р-адренорецепторов анаприлин 5 мг/кг но меняет частоту нажатий на педаль, достоверно увеличивая коэффициент "рассогласования". Совместное введение анаприлина 5 мг/кг и фенамина 1 мг/кг увеличивает частоту нажатий на педаль на 31.8%, что практически не отличается по отношению к действию фенамина, причем коэффициент "рассогласования" достоверно не изменяется.

При исследовании серотонинергических механизмов внутримозго-вого подкрепления показано, что метисергид 0.2 мг/кг недостоверно уменьшает частоту нажатий на педаль (на 21.7%). Совместное введение мегисергида 0.2 мг/кг и фенамина 1 мг/кг не меняет СС. После трехдневного введения ингибитора триптофангидроксилазы ПХФА 250 мг/кг

применение 1 мг/кг фенамина не меняет частоту нажатий на педаль. Коэффициент "рассогласования" достоверно снижается.

При исследовании ГАМК-ергических механизмов внутримозгового подкрепления показано, что ГАМК 200 мг/кг и бикукуллин 0.2 мг/кг уме-ронно снижают СС, не меняя коэффициент "рассогласования". Бикукуллин при сочотанном применении с фенамином не влияет на облегчающий эффект последнего.

При исследовании влияния пептидергических средств на реакцию самостимуляции было показано, что эпаптид 1 мг/кг на 29.1% снижает частоту нажатий на педаль, коэффициент "рассогласования" увеличивается. Алаптид, введенный на фоне фенамина, не влияет на эффект последнего. В противоположность алаптиду, арг-8-вазопроссин (10-7 М ин-траназально) но измоняет параметры реакции СС. Налоксон 0.3 мг/кг таксе но влияет на гипоталамичоскую СС. Отличий не выявляется как при его сочотанном применении с фенамином 1 мг/кг, так и без фенамина.

У крыс с повреждением мозокортиколимбических структур мозга алаптид и вазопрсссин но меняли СС латерального гипоталамуса.

Исследование механизма положительного подкрепления с помощью реакции СС позволило изучить участие основных нейрохимических систем и рецепторов головного мозга в реализации внутримозгового подкрепления. В основе указанного механизма, по-видимому, лежит активация мезокортиколимбической системы мозга, определяемая функционированием сбалансированной системы активности про- и постсинапти-ческих Д2 и постсинаптических Д1 рецепторов ДА, активностью и1норад-реналиновых и 5-НТ2 серотониновых рецепторов при включении тормозного ГАМК-ергического контроля и модулирующем влиянии опиоидной системы мозга. Эти результаты во многом согласуются с данными литературы и указывают на существование полимедиаторного лимбико-ди-энцефального контроля системы положительного подкрепления при определяющей роли мезокортиколимбической системы мозга.

2. Исследование реакции самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс, выращенных в изоляции.

Непрямой адреномиметик фенамин 1 мг/кг увеличивает частоту нажатий на рычаг в среднем на 37.1%, коэффициент "рассогласования" при этом уменьшается. Противоположное действие оказывает прямой агонист дофаминовых рецепторов апоморфин (0,05 мг/кг): частота нажатий на педаль после его введения снижается на 23.2%, а коэффициент "рассогласования" увеличивается. Применение высокой дозы апомор-фина (0.5 мг/кг) не выявляет достоверных изменений реакции СС.

Селективный агонист Д2 рецепторов ДА бромокриптин 5 мг/кг вдвое снижает число нажатий на педаль, коэффициент "рассогласования" при этом увеличивается. Сульпирид 10 мг/кг сходным образом (на 42.9%) уменьшает СС, при этом коэффициент "рассогласования" повышается.

При сравнении действия бромокриптина и сульпирида у крыс-изо-лянтов и животных, выращенных в сообществе, наблюдаются четкие различия по характеру реагирования на вводимый препарат (табл. 1).

Таблица 1. Влияние ДА-ергических средств на реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса у интактных крыс с различным индивидуальным опытом.

Вещество доза Число нажатий за 15 мин.

до после введения до после введения

выращивание в сообществе выращивание в изоляции

Фенамин 1 мг/кг 343+54 470±64* 317±45 434+48*

Апоморфин 0.5 мг/кг 361±74 373+77 352±65 361+73

Бромокриптин 5 мг/кг 524+58 539±75 505±84 255±59**ввв

Сульпирид 10 мг/кг 577+82 653±91 445±77 254±66*в

Примечание. * - р<0.05, ** - Р<0.01 по отношению к фону (до введения вещества); в - Р<0.05, ввв - Р<0.001 по отношению к показателям группы крыс, выращенных в сообществе. Число зон стимуляций в каждом опыте составляло 10-12.

Так, у крыс выращенных в изоляции, введение бромокриптина приводит к сильному (на 49.6%) снижению реакции СС, в то время как у крыс, выращенных в сообществе, препарат не влияет на данную реакцию. У крыс, выросших сообществе, совместное введение бромокриптина и фенамина

вызывает полное подавление облегчающего влияния фенамина на СС. В то же время, у крыс-иэолянтов, как было отмечено ранее, бромокриптин не полностью устраняет его потенцирующий эффект на реакцию СС.

При изучении реакции СС у крыс с повреждением структур мезокор-тиколимбической ДА-ергической системы мозга в раннем онтогенезе показано, что фенамин 1 мг/кг почти в два раза увеличивает число нажатий на педаль у изолянтов с повреждением ВОП, либо МПК, что достоверно больше в сравнении с действием фенамина у контрольных крыс-изолян-тов. Увеличение частоты реакции СС сопровождается снижением коэффициента "рассогласования".

После введения обеих исследованных доз апоморфина (0.05 и 0.5 мг/кг) крысы с повреждением МПК, выращенные в изоляции, достоверно отличаются от контрольных крыс подвергнутых изоляции, по частоте нажатий на педаль. В то же время повреждение ВОП или МПК у крыс, выращенных в сообществе, не влияет на параметры реакции СС после введения апоморфина (табл. 2).

Таблица. 2. Действие ДА-ергических средств на реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс с повреждением структур мезокорти-колимбической ДА-ергической системы, выращенных в сообществе и в изоляции.

Вещество доза Число нажатий за 15 мин.

до после введения до после введения

выращивание в сообществе выращивание в изоляции

Фенамин 1 мг/кг 343±54 470±64* 317+45 434148*

ФенаМин+ВОП 1 мг/кг 410±45 554+56* 337+34 641169**в

Фенамин+МПК 1 мг/кг 521±52 690162* 276+44 519141**в

Апоморфин 0.05 мг/кг 460188 362+79* 354±60 272144*

Апоморфин+ВОП 0.05 мг/кг 438171 348±58* 6181116 564+100

А'поморфин+МПК 0.05 мг/кг 63В±72 510+101 649181 337+69**В'

Примечание. Обозначения те же, что в таблице 1.

При исследовании НА-ергических механизмов внутримозгового подкрепления у крыс показано, что животные, выращенные в изоляции и в сообществе, практически одинаково реагируют на введение празосина 1 мг/кг и на совместное введение празосина 5 мг/кг и фенамина 1 мг/кг.

Антагонист р-адренорецепторов анаприлин 5 мг/кг лишь на 9.8% снижает число нажатий на педаль у крыс, выращенных в изоляции. Сочетан-ное введение анаприлина 5 мг/кг и фенамина 1 мг/кг приводит к потенцированию эффекта последнего (частота нажатий на педаль увеличивается на 73.3%). Важно отметить, что это действие анаприлина проявляется только у крыс-изолянтов (табл. 3).

Таблица 3. Сравнение действия норадроналин-, серотонин-, ГАМК-ерги-ческих средств на реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс с различным индивидуальным опытом.

Вещество доза Число нажатий за 15 мин.

до после введения до после введения

выращивание в сообществе выращивание в изоляции

Фенамин 1 мг/кг 343+54 470+64* 317±45 434+48*

Анаприлин 5 мг/кг 530±81 508±86 457±49 413±48

Анаприлин + фенамин 5 мг/кг 479±71 631±50* 380±81 658±90** аав

Метисергид 0.2 мг/кг 596±118 466±109 610±128 353±73*

Метисергид + фенамин 0.2 мг/кг 454±71 519±77а 399±57 574±86*в

Бикукуллин 0.2 мг'кг 400±56 360±70 413±97 353±83

Бикукуллин + фенамин 0.2 мг/кг 462±83 566+69* 287±42 513±42**ав

Примечание: аа- Р< 0.01 по отношению к действию фенамина. Остальные обозначения те же, что в таблице 1.

При исследовании серотонинергических механизмов внутримозго-вого подкрепления показано, что у крыс, выращенных в изоляции, мети-сергид 0.2 мг/кг на 42.1% снижает частоту нажатий на педаль и в два раза увеличивает коэффициент "рассогласования". В то же время, у крыс-изолянтов на СС, обусловленную фенамином, метисергид не влияет. Пос-

ле введения фенамина на фоне ПХФА частота нажатий на педаль увеличивается на 11.4% (Р>0.05). Следует отметить, что метисергид 0.2 мг/кг в два раза сильнее ингибирует СС латерального гипоталамуса у животных, выращенных в изоляции, чем в сообществе и, наоборот, метисергид снижает подкрепляющий эффект фенамина у крыс, выращенных в сообществе, а не у крыс-изолянтов (табл. 3). Очевидные различия между группами также выявляются после введения фенамина на фоне ПХФА. Инги-бирование синтеза 5-НТ с последующим введением фенамина не приводит к изменению облегчающего эффекта фенамина у крыс, выращенных в сообществе, но вызывает достоверное снижению этого эффекта у изо-лянтов.

При исследовании ГАМК-ергических механизмов внутримозгового подкрепления показано, что у крыс-изолмнтов ГАМК 200 мг/кг и бикукул-лин 0.2 мг/кг снижают частоту нажатий педали на 21.3% и 14.5% соответственно и повышают коэффициент "рассогласования". Сочетанное применение бикукуллина 0.2 мг/кг и фенамина 1 мг/кг приводит к двукратному увеличению облегчающего эффекта фенамина на СС, т.е частота нажатий на рычаг увеличивается на 79.1%, коэффициент "рассогласования" при этом снижается.

При сравнении действия ГАМК-ергических средств на СС у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции, достоверные отличия обнаруживаются только по результатам сочетанного применения фенамина и бикукуллина, т.е. при условии активации ДА-ергической системы (табл. 3).

При исследовании влияния нейропептидов алаптида и арг-8- вазо-прессина, а также антагониста опиатных рецепторов налоксона на параметры реакции СС латерального гипоталамуса у контрольных крыс показано, что только алаптид 1 мг/кг увеличивает СС (на 19.9%). При сочетан-мом применении алаптида с фенамином у крыс, выращенных в изоляции, пептид полностью устраняет потенцирующий эффект фенамина на СС.

Таким образом, при сравнении действия пептидов и налоксона на СС крыс, выращенных в сообществе и изоляции, отличия выявлены лишь у алаптида, но не арг-8-вазопрессина и налоксона.

У крыс с повреждением структур мезокортиколимбической дофа-минергической системы мозга показано, что алаптид оказывает разнонаправленное влияние на параметры реакции СС у крыс с повреждением МПК, выращенных в сообществе и в изоляции.

Арг-8-вазопрессин на 22.9% увеличивает частоту нажатий на педаль у изолянтов с повреждением ВОП. Животные, имеющие повреждение МПК, после введения арг-8-еазопрессина нажимают на педаль значительно реже (частота нажатий на педаль снижается на 45.1%), коэффициент "рассогласования" удваивается. Таким образом, обнаружено противоположное действие арг-8-вазопрессина на реакцию СС крыс, выращенных в изоляции и имеющих повреждение ВОП или МПК. В то же время арг-8-вазопрессин не влиял на СС крыс с повреждением структур мозга, выращенных в сообществе.

Таким образом, при использовании пептидергических средств только алаптид, обладающий выраженными ДА-ергическими свойствами, вызывает разнонаправленные эффекты у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции. Арг-8-вазопрессин влиял на СС только у крыс-изолянтов с повреждением мезокортиколимбических структур. Отсутствие эффекта у напоксона указывает на ограниченное участие опиоидных систем в реализации реакции СС латерального гипоталамуса при социальной изол-ции животных.

Суммируя полученные данные можно заключить, что социальная изоляция в онтогенезе приводит к структурно-функциональным и нейрохимическим перестройкам механизма внутримозгового подкрепления, оцениваемого с помощью реакции СС, которые имеют преимущественно ДА-ергическую природу. В основе указанных перестроек лежит дисбаланс пре- и постсинаптических элементов мезокортиколимбической системы, в частности повышение чувствительности Д2 рецепторов ДА. Так, наиболее отчетливые различия подкрепляющих эффектов у животных, выращенных в сообществе и в изоляции, наблюдались после применения специфических синаптотропных агентов, действующих на Д2 рецепторы ДА (бромокриптин, сульпирид, алаптид). В то же время использование пре-

паратов, влияющих на НА-ергическую, 5-НТ-ергическую, ГАМК-ергичес-кую и опиоидную системы мозга не выявило различий в механизмах вну-тримозгового подкрепления у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции, за исключением 5-НТ2 рецепторов 5-НТ. Только при дополнительной активации ДА-ергических механизмов подкрепления фенамином выявлялись определенные различия по показателям реакции СС у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции от сородичей. В частности, способность в различной степени модулировать ДА-ергические механизмы положительного подкрепления наблюдалась при использовании целого ряда препаратов НА-ергического (анаприлин), 5-НТ-ергического (ПХФА), ГАМК-ергического (бикукуллин) действия. По-видимому, ДА-ергическая система положительного подкрепления является определяющим фактором в формировании и саморазвитии центральных механизмов подкрепляющей функции мозга в онтогенезе и в первую очередь реагирует на ограничение социальной и сенсорной афферентации в онтогенезе. НА-, 5-НТ-, ГАМК-ергические системы мозга скорее модулируют развитие ДА-ергических механизмов внутримозгового подкрепления и в меньшей степени оказывают самостоятельное действие на указанные механизмы при ограничении индивидуального опыта в онтогенезе.

Исследования по повреждению мезокортиколимбических структур в раннем онтогенезе подтвердили предположение о важной роли ДА-ерги-ческой системы мозга в развитии механизма положительного подкрепления в онтогенезе. Повреждения мезокортиколимбических ДА-ергических структур в раннем онтогенезе вызывало значительное повышение чувствительности к агонистам дофамина (фенамин, апоморфин) только у крыс, выращенных в изоляции. В то же время повреждения указанных структур у животных, выращенных в сообществе, не выявили достоверных различий по показателям реакции СС по сравнению с контрольными крысами.

Проведенный нейрофармакологический анализ говорит об изменении чувствительности преимущественно Д2 ауторецепторов ДА у крыс с повреждением МПК, выращенных в изоляции. Эти данные согласуются с рядом исследований о необходимости определенного баланса дофами-

новых рецепторных систем в онтогенезе. Изменение указанного баланса может привести к дисрегуляции эмоциональных реакций. Количество Д1 рецепторов ДА переднего мозга крысы значительно увеличивается во время первого месяца постнатального развития, достигая высокого Д1/Д2 соотношения, которое сохраняется таковым и у взрослого животного (Gelbard et al., 1989а). Gelbard (Gelbard et al., 1989b) постулирует, что определенное соотношение Д1/Д2 рецепторов необходимо для нормального развития в онтогенезе. Механизмы, лежащие в основе компенсации различных повреждающих воздействий на ДА-ергические системы мозга, не идентичны у взрослых и молодых животных вследствие неразвитости у последних рецепторного аппарата ДА на момент повреждающего воздействия (Snyder et al., 1986; Gelbard в» al.. 1990).

Рецепторы ДА проявляют высокую степень пластичности в ответ на различные экспериментальные воздействия, действующие на ДА-ерги-ческую медиаторную систему мозга, например при повреждении структур ДА-ергической системы или после хронического введения веществ, изменяющих ДА-ергическую передачу (Savasta et al., 1988). Следствием повреждения ДА-ергических нейронов является гИперчувствительность Д2 рецепторов ДА (Calabresi et al., 1991).

По-видимому, полноценный индивидуальный опыт, воздействие широкого спектра биологически значимых раздражителей (социальные контакты) до полового созревания стимулируют не только развитие адаптивных функций мозга, но и процессов функциональной реорганизации нейронных систем, направленных на компенсацию повреждений, производимых в раннем постнатальном периоде. Иное дело, если После таких повреждений животные выращиваются в социальной изоляции. Мозг таких животных, характеризующийся гиперчувствительностью к патогенным воздействиям и дисбалансом систем подкрепления (Вартанян, Петров, 1989) оказывается неспособным компенсировать "выпадение" Из саморазвивающейся мезокортиколимбической системы определенных звень-

!

ев. что позволило, в определенной мере выявить их роль в регуляции эмоционального поведения. Таким образом, унилатеральные поврежде-

ния мезокортиколимбических структур в раннем онтогенезе компенсируются у животных, содержащихся в сообществе, но не компенсируются у крыс, выращенных в изоляции, что выявляется по показателям реакции СС.

Таким образом, в работе определены нейрохимические системы и рецепторы головного мозга, активно участвующие в механизме внутри-мозгового подкрепления. В то же время ограничение индивидуального опыта в онтогенезе приводит к ряду изменений указанных механизмов: повышению чувствительности Д2 рецепторов ДА, дисбалансу пре- и постсинаптических механизмов мезокортиколимбической системы мозга, выявляемому после повреждений структур мозга в онтогенезе, изменению чувствительности 5-НТ2 рецепторов 5-НТ к действию селективных антагонистов, различию действия синаптотропных средств на подкрепляющие свойства агониста дофамина.

ВЫВОДЫ:

1. Социальная изоляция в раннем онтогенезе приводит к структурно-функциональным и нейрохимическим перестройкам в организации внутримозгового механизма положительного подкрепления, которые имеют преимущественно дофаминергическую природу, в основе указанных перестроек лежит дисбаланс пре- и постсинаптических элементов мезокортиколимбической системы мозга, в частности, повышение чувствительности Д2 Дофаминовых рецепторных систем.

2. У крыс, выращенных в сообществе или в условиях социальной изоляции от сородичей, исходная и стимулируемая агонйстами дофамина частота самораздражения латерального гипоталамуса существенно не отличается. Различия подкрепляющих свойств агонистов в обеих группах выявляются только после повреждения мезокортиколимбических структур в раннем онтогенезе или введения сийаптотропных агентов.

3. Социальная изоляция крыс от сородичей в раннем онтогенезе вызывает гиперчувстбительность пре- и постсинаптических Д2 рецепто-

ров дофаминергической системы мозга, причем в большей степени у животных с повреждением мезокортиколимбических структур.

4. Последствия унилаторальных повреждений мезокортиколимбических структур в раннем онтогенезе, определяемые по реакции самостимуляции, компенсируются у животных, содержавшихся в сообществе, и не компбнсируются у крыс, выращенных в изоляции.

5. Использование синаптотропных агентов, влияющих на норадре-нергическую, серотонинергическую, ГАМК-ергическую и опиоидную сис-

. темы мозга, не выявляет различий в механизмах внутримозгового подкрепления у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции, за исключением 5-НТ2 серотониновых рецепторов, чувствительность которых повышается у крыс-изолянтов.

6. Различия в нейрохимических механизмах реализации внутримозгового подкрепления у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции от сородичей, наблюдаются только в условиях активации дофаминергической системы мозга фенамином. В частности, при ограничении индивидуального опыта в онтогенезе, антагонисты ß-адронорецепторов (анапри-лин), антагонисты ГАМКА рецепторов (бикукуллин) и ингибиторы синтеза серотонина (пара-хлорфенилапанин) в значительной степени модулируют дофаминергические механизмы подкрепления.

7. Нейропептиды (арг-В-вазопрессин) И их антагонисты (налоксон) но оказывают существенного влияния на механизмы самостимуляции в условиях ограничения индивидуального опыта в онтогенезе. Их действие проявляется после повреждения мезокортиколимбической системы мозга. Исключение составляет аналог меланостатина алаптид, действие ко-торого на самостимуляцию, обусловлено, по-видимому, выраженной дофаминергической активностью.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Лебедев A.A., Варлинская Е.И., Одес Л.Н., Панченко Г.Н. и др. Лате-рализованное действие Арг-8-вазопрессина на эмоциональные реакции крыс // Антигипоксанты и актопротекторы. СПб. 1994. Т.4. С. 258.

Лебедев A.A., Одес Л.Н., Панченко Г.Н., Петров Е.С. Действие Арг-8-вазопрессина на эмоциональные реакции у крыс с различным индиви-

дуальным опытом // IV Всерос. Конф. "Нейроэндокринология-95". Тез. докл. СПб. 1995. С. 77.

Панченко Г.Н., Лебедев А.А. Исследование мезолимбической системы мозга крыс, выращенных в изоляции // Механизмы регуляции физиологических функций. СПб. 1992. С. 100.

Панченко Г.Н., Лебедев А.А., Джулакидзе И.Д. Влияние аналога ме-ланостатина на поведение, вызванное фенамином, у крыс с различным индивидуальным опытом // Нейрофармакология на рубеже двух тысячелетий. СПб. 1992. С. 166.

Панченко Г.Н., Лебедев АЖ, Шабанов П.Д. Сопоставление эффектов агонистов дофамина на самостимуляцию гипоталамуса крыс с разрушением мезолимбических структур мозга, выращенных в условиях социальной изоляции И ЖВНД. 1996. Т 46. Вып. 4. С. 802-809.

Krejci I., Kasafirek Е., ... Lebedev А.А., Panchenko G.N.....Behavioural

effects of alaptide, a spirocyclic dipeptide derived from melanostatine // Neuropeptides. 1993. V. 24. N 4. P. 230.

Lebedev A.A., Panchenko G.N., Shabanov P.O. Dopaminergic mode of action for melanostatine analogue in animal model of social isolation // Neuroendocrine. Letts. 1993. V. 15. N 4. P. 320.

Lebedev A.A., Panchenko G.N., Shabanov P.D. Hypothalamic self-stimulation is regulated by dopamine autoreceptor system // Pharmacol. Res. 1995. V. 31. Suppl. P. 111.

Lebedev A.A., Shabanov P.D., Panchenko G.N. Alaptide, a new dipeptide derived from melanostatine marks the state of social isolation in rats / The CINS / ISBM Conf. on Stress and Behav. Med. Prague. 1994. P. 38.

Shabanov P.D., Lebedev A.A., Panchenko G.N. Dopaminergic and sero-tonlnergic components of hypothalamic self-stimulation in rats with lesslons of medial prefrontal cotex // Ibid. P. 57.

Panchenko G.N., Lebedev A.A., Shabanov P.D. Participation of the dopamine autoreceptor systems in the regulation of hypothalamic self-stimulation in rats // 26th ISPNE Congr. Munich, Germany. 1995. P. 44.

Shabanov P.D., Panchenko G.N., Lebedev A.A. New dipeptide derived from melanostatine as a possible marker for the state of social isolation in rats // Ibid. P. 45.

Shabanov P.D., Panchenko G.N., Lebedev A.A. Reinforcing properties of monoaminergic drugs In Isolated rats // Pharmacol. Res. 1995. V. 31. Suppl. P. 375.

Tun bHUVjfuLiC,K.H4 i if. ¿SfiS-JC.