Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Значение лептина в бульбарных механизмах регуляции дыхания

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Значение лептина в бульбарных механизмах регуляции дыхания"

На правах рукописи

Инюшкина Елена Михайловна

ЗНАЧЕНИЕ ЛЕНТИНА В БУЛЬВАРНЫХ МЕХАНИЗМАХ РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ

03 00 13 - физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САМАРА-2007

2 4 май 2007

003059997

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный университет»

Научный руководитель

Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Меркулова Нина Андреевна

Официальные оппоненты

доктор биологических наук, профессор Зайцев Владимир Владимирович кандидат биологических наук, доцент Попов Юрий Михайлович

Ведущая организация

Институт физиологии им И П Павлова РАН, г Санкт-Петербург

Защита состоится 2007 года в /3 часов

на заседании диссертационного совета К 212 218 02 при ГОУ ВПО «Самарский государственный университет» по адресу 443011, Самара, ул Академика Павлова, 1, зал заседаний

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Самарского государственного университета

Автореферат разослан Оя^уе^сЛ. 2007 года Ученый секретарь

диссертационного совета

Ведясова О А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальпость проблемы. Физиологическая и нейрохимическая организация центральной регуляции дыхания остается одной из актуальных проблем физиологии (Сергиевский, 1950, Cohen, 1979, Richter, 1996, Пятин и соавт, 1998, Johonson et al ,2001, DelNegro et al, 2002, Bongianni et al, 2002, Ommaru et al, 2003, Попов, 2003, Якунин, 2003, Александрова, 2004, Меркулова и соавт, 2004, Миняев и соавт, 2004, Бреслав, Ноздрачев, 2005, Инюшкин, 2006, Сафонов, 2007)

В настоящее время пристальное внимание уделяется исследованию нейрохимического обеспечения бульбарных механизмов регуляции дыхания Это объясняется тем, что полученные в последнее время данные подтвердили непосредственное участие многочисленных нейромедиаторов и нейромодуляторов в реализации сложных функциональных взаимодействий между различными типами нейронов дыхательного центра, в анализе и синтезе поступающей туда афферентной информации, в процессах формирования адекватных параметров моторного респираторного драйва (Lonergan et al, 2003, Liu et al, 2004, Wu et al, 2004, Inyushkin, 2005, 2006) В рамках проблемы нейрохимических механизмов регуляции дыхания особый интерес представляет изучение регуляторных пептидов, в частности, их участия в генерации дыхательного ритма и регуляции паттерна дыхания (Bayliss et al, 1994, Bianchi et al, 1995, Schmid et al, 1996, McCrimmon et al, 1997, Haji et al, 2000, Инюшкин, 2003, Mellen et al, 2003) Приоритетность проблемы пептидергических механизмов регуляции дыхания определяется широким представительством пептидергических структур в центральной нервной системе, участием пептидов в регуляции многих физиологических функций, в том числе и дыхания, а также перспективностью использования веществ данной группы, их аналогов и антагонистов в медицинской практике (Ашмарин и соавт, 1988, Гомазков, 1995, Ашмарин и соавт, 1999)

Одним из наиболее значимых событий в современной физиологии явилось открытие регуляторного полипептида лептина (Zhang et al, 1994) Установлено, что данный пептид продуцируется клетками жировой ткани и принимает активное участие в центральных механизмах регуляции жирового обмена, аппетита, количества принимаемой пищи и веса тела (Schwartz et al, 1996) Установлено, что легггин, свободно проникая через гематоэнцефалический барьер, связывается со специфическими рецепторами в различных структурах центральной нервной системы (Schwartz et al, 1996) Следует особо подчеркнуть, что сравнительно высокая концентрация специфических рецепторов к лептину выявлена в структурах бульбарного дыхательного центра, особенно в ядре солитарного тракта (Mercer et al, 1998, Hosoi et al, 2002), что указывает на возможность участия лептина в центральных механизмах регуляции дыхания на уровне этих структур Однако, значение лептина в регуляции деятельности дыхательного центра до настоящего времени практически не изучалось Несмотря на то, что ранее в единичных работах было продемонстрировано наличие дыхательных эффектов

лептина при его внутрибрюшинном введении (Тапкеэку й а1, 1998, СШопеИ е1 а1, 1999), механизмы центральной респираторной активности данного пептида остаются совершенно неисследованными Это определило цели и задачи настоящего исследования

Цель и задачи исследования: целью работы явилось изучение роли и физиологических механизмов участия лептина в центральной регуляции дыхания

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи

1 Провести сравнительный анализ респираторных эффектов лептина при его локальном введении в различные функционально-специфические отделы дыхательного центра Выявить отделы дыхательного центра, играющие наиболее важную роль в реализации респираторных эффектов лептина

2 Выяснить характер респираторных реакций на микроинъекщш растворов лептина в широком диапазоне концентраций в ядро солигарного тракта - область максимальной плотности лептиновых рецепторов в стволе мозга

3 Изучить роль лептина в реализации инспираторно-тормозящего рефлекса Геринга-Брейера на уровне ядра солигарного тракта

4 Исследовать влияние микроинъекций лептина в ядро солитарного тракта на вентиляторную чувствительность к гиперкапнии

5 Выяснить особенности респираторных реакций на микроинъекции лептина в комплекс пре-Бетцингера - важнейший ритмогенерирующий отдел дыхательного центра и оценить потенциальную возможность участия лептина в механизмах дыхательного ритмогенеза

6 Оценить роль и возможные механизмы участия вентральной дыхательной группы и комплекса Бетцингера в опосредовании центральной респираторной активности лептина

Научпая иовнзпа работы. В настоящей работе впервые проведено сравнительное исследование респираторных эффектов, возникающих при локальном воздействии широкого диапазона концентраций лептина на различные отделы дыхательного центра и доказано непосредственное участие этого пептида в центральных механизмах регуляции дыхания

Показано, что респираторные эффекты лептина реализуются главным образом на уровне трех отделов дыхательного центра дорсальной дыхательной группы, комплекса пре-Бётцингера и рострального отдела вентральной дыхательной группы При этом установлено, что конкретные особенности дыхательных реакций определяются не только концентрацией лептина, но и функциональными свойствами отдела дыхательного центра, подвергающегося воздействию В частности, впервые продемонстрировано, что локальное воздействие лептина на ядро солитарного тракта и область локализации вентральной дыхательной группы оказывает преимущественное влияние на механизмы регуляции объемных параметров паттерна дыхания, при микроинъекциях лептина в комплекс пре-Бётцингера главным образом затрагивается ритмогенерирующая функция дыхательного центра

Впервые экспериментально раскрыты механизмы центральной респираторной активности лептина на уровне ядра солитарного тракта В частности, получены приоритетные данные о модуляции лептином специфической афферентации, поступающей в данную область от рецепторов растяжения легких Доказано, что рост глубины дыхания при микроинъекции лептина в дорсальный отдел дыхательного центра обусловлен ингибирующим влиянием на инспираторно-тормозящий рефлекс Геринга-Брейера Кроме этого, получены новые данные о способности лептина модулировать функцию центральных хемочувствительных структур ядра солитарного тракта Установлено, что локальное воздействие лептина на данную область вызывает стимуляцию вентиляторной чувствительности к гиперкапнии Полученные данные дают основания предполагать, что в основе этого эффекта лежит непосредственное влияние пептида на расположенные в дорсальном отделе дыхательного центра хемочувствительные нейроны

Теоретическое и практическое значение работы. Полученные сведения о характере и особенностях реакций внешнего дыхания и биоэлектрической активности инспираторных мышц на микроинъекции лептина в различные функционально-специфические структуры дыхательного центра, изучение влияния лептина на инспираторно-тормозящий рефлекс Геринга-Брейера в условиях микроинъекции лептина в ядро солитарного тракта, анализ влияния лептина на вентиляторную чувствительность к гиперкапнии при воздействии данного пептида на хемочувствительные нейроны ядра солитарного тракта, имеют существенное значение являются основополагающими для обоснования теоретических представлений об участии нового эндогенного регуляторного пептида лептина в регуляции дыхания

Данные о роли и конкретных механизмах участия лептина в деятельности дыхательного центра важны для понимания нейрохимических закономерностей респираторного ритмогенеза и регуляции паттерна дыхания

Учитывая, что лептину принадлежит ведущая роль в регуляции жирового обмена, настоящая работа имеет важное практическое значение для нейрофармакологии и медицины в плане разработки новых методов коррекции дыхательных нарушений, при формах ожирения, обусловленных недостатком лептина или нарушением процессинга лептиновых рецепторов Осповные положении, выносимые на защиту:

1 Микроинъекции 10"10 - 10'4 М лептина в различные функционально-специфические отделы дыхательного центра вызывают реакции паттерна дыхания и биоэлектрической активности инспираторных мышц Характер реакций определяется как действующей концентрацией лептина, так и функциональными свойствами отдела дыхательного центра, подвергающегося воздействию Наиболее важную роль среди структур дыхательного центра в реализации респираторных эффектов лептина играют ядро солитарного тракта, комплекс пре-Бетцингера и ростральный отдел вентральной дыхательной группы

2 Микроинъекции растворов лептина в широком диапазоне концентраций в ядро солитарного тракта вызывают выраженные изменения объемных показателей дыхания и амплитуды осцилляций в залпах активности инспираторных мышц При концентрации 10"6 М наблюдается изменение частоты дыхательных движений

3 Важным механизмом реализации респираторных эффектов лептина на уровне дорсальной дыхательной группы является повышение этим пептидом чувствительности нейронов ядра солитарного тракта к специфической механоафферентации, поступающей по блуждающим нервам, что проявляется в угнетении инспираторно-тормозящего рефлекса Геринга-Брейера

4 Лептин способен модулировать уровень центрального респираторного хемочувствительного драйва на уровне ядра солитарного тракта и, таким образом, повышать выраженность вентиляторного ответа на гиперкагашю

5 Микроинъекции лептина в широком диапазоне концентраций в комплекс пре-Бетцингера вызывают значительное увеличение частоты дыхания Концентрация 10"4 М лептина параллельно вызывает уменьшение дыхательного объема и биоэлектрической активности инспираторных мышц Это может указывать на способность комплекса пре-Бетцингера принимать участие в механизмах респираторного ритмогенеза

6 Микроинъекции лептина в ростральный отдел вентральной дыхательной группы вызывают угнетение дыхательных реакций только при концентрациях 10"6 - 10"4 М, микроинъекции лептина в каудальный отдел вентральной дыхательной группы вызывают угнетение дыхательных реакций только при концентрациях 10"4 М Микроинъекции лептина в комплекс Бетцингера не вызывают изменений дыхательных реакций

Апробация работы. Материалы работы доложены и обсуждены на XI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2004» (Москва, 2004), на первой конференции молодых ученых Поволжья «Актуальные проблемы экологии Волжского бассейна» (Тольятти, 2007), на X Всероссийской школе-семинаре с международным участием «Экспериментальная и клиническая физиология дыхания» (Репино, 2007), на XXX, XXXI, ХХХП научных конференциях молодых ученых и специалистов Самарского Государственного Университета (Самара, 2005, 2006, 2007)

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 171 страницах машинописного текста, иллюстрирована 53 рисунками Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследований, обсуждения полученных данных, выводов, списка литературы (44 отечественных и 203 зарубежных источника).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИСЛЕДОВАННИЯ

Исследование выполнено на 115 белых нелинейных лабораторных крысах обоего пола массой 200-260 г, наркотизированных уретаном (1 5 г/кг массы тела, внутрибрюшинно, «Sigma») Животных трахеостомировали,

производили трепанацию затылочной кости и осуществляли доступ к дорсальной поверхности продолговатого мозга

Воздействие на различные функционально-специфические отделы дыхательного центра производили методом микроинъекций Лептин («Sigma») инъецировали с помощью микрошприца MLLI-1 через стеклянную микропипетку с диаметром кончика около 30 мкм Пептид растворяли в искусственной цереброспинальной жидкости ex tempore и вводили в объеме 0 2 мкл в соответствии с координатами стереотаксического атласа мозга крысы (Paxrnos, Watson, 1986) Использовали растворы лептина следующих концентраций

Ю"10, 10"8, 10'6, 10"4 M В контрольных экспериментах в те же области инъецировали 0 2 мкл искусственной цереброспинальной жидкости

В конце каждого третьего эксперимента мозг извлекали из полости черепа и фиксировали в 4,0% растворе формалина для последующего гистологического контроля места инъекции

Показатели дыхания определяли по спирограмме, электромиограмме (ЭМГ) диафрагмы и наружных межреберных мышц Параметры паттерна внешнего дыхания изучали по спирограмме (Конза и соавт, 1978) Регистрацию осуществляли с помощью миниатюрного спирографа с фотооптическим датчиком перемещений колокола, сигнал с которого поступал на один из каналов интерфейса Micro-CED 1401 (Cambnge Electronic Design) и далее на персональный компьютер Для регистрации и обработки данных использовали программу Spike-2 (Cambridge Electronic Design) На спирограммах определяли дыхательный объем (VT, мл), продолжительность инспираторной (Ть с) и экспираторной (ТЕ, с) фаз Определяли продолжительность дыхательного цикла (Тт, с) и вычисляли частоту дыхания (f, мин'1) по формуле f = 60/Тт Минутный объем дыхания (V, мл/мин) рассчитывали по формуле V = f х VT

Параллельно с паттерном дыхания регистрировали биоэлектрическую активность диафрагмы и наружных межреберных мышц (VI-VIII межреберье) Далее сигнал подавали на на один из каналов интерфейса Micro-CED 1401 (Cambnge Electronic Design) и затем на персональный компьютер Для регистрации и обработки данных использовали программу Spike-2 (Cambridge Electronic Design) Полученные ЭМГ с помощью программ цифровой обработки сигнала, входящих в пакет Spike-2 подвергали полноволновому выпрямлению и получали интегрированные ЭМГ, на которых определяли максимальную амплитуду залпов активности (отн ед ) Для изучения динамики дыхательных реакций сравнивали исследуемые показатели до введения пептида, затем каждую минуту в течение первых 10-ти минут, а затем на 15-й, 20-й, 25-й, 30-й, 40-й, 50-й, 60-й мин после микроинъекций

Рефлекс Геринга-Брейера вызывали раздуванием легких в начале выдоха четырьмя уровнями избыточного давления 2 5, 5 0, 7 5, 10 0 см вод ст Тест производили через 5-7 минут после микроиньекции 10'4 M лептина или искусственной цереброспинальной жидкости (контроль) в ядро солитарного

тракта Для оценки выраженности инспираторно-тормозяхцего рефлекса Геринга-Брейера на ЭМГ диафрагмы определяли величину нормализованной продолжительности выдоха, которую рассчитывали как отношение длительности выдоха при раздувании легких к длительности выдоха в исходном состоянии (ТЕ norm = Te mil / ТЕ mit ) ТЕ mit рассчитывали как среднюю арифметическую от продолжительности выдоха в 7 циклах, предшествующих раздуванию лёгких

В серии экспериментов, где изучалось влияние микроинъекций лептина 10"4 M в ядро солигарного тракта на выраженность вентиляторных реакций на гиперкашппо, использовали 2 различных уровня гиперкапнии, последовательно переводя животных с дыхания чистым кислородом (исходное состояние) на дыхание гиперкапническими газовыми смесями, содержавшими 5% С02 95% 02 (газовая смесь 1), а затем 10% С02 и 90% 02 (газовая смесь 2) Об уровне легочной вентиляции судили по интегрированной активности наружных межреберных мышц (Evanich et al, 1976)

Данные обработаны статистически с помощью программного пакета SigmaStat 2 0 (Jandel Scientific, USA) с использованием теста ANOVA для повторных измерений, дополненного тестами Holm-Sidak, или Dunn's для попарного сравнения значений исследуемых параметров с исходными Для сравнения независимых выборок использовали непарный /-test или MannWhitney rank sum test (в случаях несоответствия данных в выборках нормальному распределению) Нормальность распределения вариант в выборках проверяли с помощью теста Колмогорова-Смирнова Все нормально распределенные данные представлены как средние арифметические ± стандартные ошибки среднего Изменения параметров считались статистически значимыми начиная с р<0 05 Графически результаты представлены с использованием программного пакета SigmaPlot 8 0 (Jandel Scientific, USA)

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Реакции внешнего дыхания и биоэлектрической активности ниспнраторпых мышц на микрошгьекцпн лептина в различные фуикцнопалыю-спецнфнческне отделы дыхательного центра.

В данной главе описаны результаты экспериментов, в которых выполнено сравнительное исследование реакций паттерна внешнего дыхания, а также биоэлектрической активности диафрагмы и наружных межреберных мышц наркотизированных крыс на микроинъекции широкого диапазона концентраций лептина (Ю-10, 10"8, 10"6 и 10"4 М) в область локализации дорсальной дыхательной группы, каудального и рострального отделов вентральной дыхательной группы, комплекса пре-Бетцингера и комплекса Бётцингера Микроинъекции искусственной цереброспинальной жидкости в перечисленные отдел дыхательного центра в контрольных наблюдениях не вызывали статистически значимых изменений показателей паттерна внешнего дыхания и биоэлектрической активности инспираторных мышц

Концентрация леитина Ю"10 М при локальном воздействии этого вещества на область ядра солитарного тракта оказалась подпороговой Микроинъекции 10"s—10"4 М лептина в ядро солитарного тракта приводили к дозо-зависимым дыхательным реакциям

Микроинъекции 10"8 М лептина в ядро солитарного тракта приводили к стимуляции дыхания Об этом свидетельствует повышение уровня вентиляции легких (р<0 05 one way ANO VA test), наблюдавшееся в период с 6 по 15 минуту после микроинъекции (максимально - 10 7%, 62 6+3 3 до 69 3±3 1 мл/мин через 15 минут после микроинъекции лептина, р<0 05 Holm-Sidak test) Стимуляция дыхания в данных экспериментальных условиях происходила в условиях небольшого увеличения глубины дыхания (р<0 05 one way ANOVA test), тогда как частота дыхания и продолжительность вдоха и выдоха не изменялись Увеличение дыхательного объема, наблюдавшееся после микроинъекций 10"8 М лептина в ядро солитарного тракта происходило в условиях роста биоэлектрической активности наружных межреберных мышц (р<0 05 ANOVA on ranks) Временное течение изменений данного показателя в целом соответствовало динамике изменений глубины дыхания

Микроинъекции 10'6 М лептина в ядро солитарного тракта вызывали стимуляцию дыхания, что проявлялось в повышении уровня вентиляции легких (р<0 05 one way ANOVA test) с 6 по 10 минуту после начала воздействия, с максимальным ее увеличением через 6 минут после микроинъекции лептина (на 27 7%, с 65 8±4 0 до 84 0±6 1 мл/мин, р<0 01 Holm-Sidak test) Респираторная реакция на микроинъекцию 10"6 М лептина в ядро солитарного тракта проходила в условиях выраженных изменений дыхательного объема (р<0 001 one way ANOVA test) Изменения данного показателя оказались двухфазными в динамике реакции выделялись ранний компонент, выражавшийся в снижении глубины дыхания, и поздний компонент, выражавшийся в росте дыхательного объема Ранний компонент реакции отличался кратковременностью и развивался в течение 2-3 минуты после начала микроинъекции В этот период значение данного показателя составило 78 2% от своего первоначального значения (р<0 001 Holm-Sidak test) С 7 по 15 минуту после микроинъекции проявлялся поздний компонент реакции, характеризовавшийся умеренным увеличением глубины дыхания Максимальное увеличение дыхательного объёма зарегистрировано через 7 минут воздействия 10"6 М лептина, оно составило 15 1% (р<0 01 Holm-Sidak test) Стимуляция дыхания после локального введения 10" М лептина в ядро солитарного тракта проявлялось и в статистически значимом росте частоты дыхания (р<0 05 one way ANOVA test), наблюдавшемся со 2 по 6 минуту после микроинъекции (максимально на 30 0%, р<0 01 Holm-Sidak test) Рост частоты дыхания происходил за счёт укорочения как инспираторной (р<0 05 one way ANOVA test), так и экспираторной (р<0 05 one way ANOVA test) фазы цикла внешнего дыхания Изменения дыхательного объёма, наблюдавшиеся после введения 10'6 М лептина в ядро солитарного тракта сопровождалось соответствующими изменениями амплитуды залпов на ЭМГ диафрагмы

(р<0 05 ANOVA on ranks) и наружных межрёберных мышц (р<0 001 ANO VA on ranks) Изменения данных показателей в целом повторяли динамику изменений глубины дыхания При этом не удалось выявить статистически значимых различий в выраженности реакций диафрагмы и наружных межрёберных мышц на пике ранней фазы реакции - через 3 минуты после микроинъекции (р>0 05 Mann-Whitney rank sum test) В то же время, выраженность роста амплитуды интегрированной активности наружных межрёберных мышц на пике поздней фазы реакции (через 7 минут после введения лептина) статистически значимо превышала рост аналогичного показателя активности диафрагмы (р<0 05 Mann-Whitney rank sum test) Такой сложный профиль респираторных реакцийможет указывать на то, что в их основе может лежать не один, а несколько физиологических механизмов с различной динамикой их включения в реализацию реакции

Микроинъекции 10*4 М лептина в ядро солитарного тракта вызывали стимуляцию дыхания, которая выражалась в значительном росте легочной вентиляции (р<0 01 one way ANOVA test) с 4 по 15 минуту после микроинъекции Максимальное значение этого показателя зарегистрировано через 6 минут после начала воздействия, когда он превысил свое исходное значение на 33 9% (рост с 56 3+4 2 до 75 4±5 9 мл/мин , р<0 01 Holm-Sidak test) Изменений частоты дыхания выявлено не было (р>0 05 one way ANOVA test) Также наблюдался рост амплитуды залпов на ЭМГ диафрагмы (р<0 01 one way ANOVA test) и наружных межрёберных мышц (р<0 001 ANOVA on ranks) При этом рост максимальной амплитуды интегрированной ЭМГ наружных межреберных мышц превышал аналогичный показатель активности диафрагмы (р<0 05 Mann-Whitney rank sum test) Таким образом, есть все основания утверждать, что в данных условиях рост дыхательного объёма осуществлялся преимущественно за счет повышения активности наружных межреберных мышц Можно предположить, что данная особенность реакции инспираторных мышц является проявлением общей закономерности, в соответствии с которой изменения глубины дыхания осуществляестся главным образом за счет изменений функций наружных межреберных мышц, тогда как функция основной инспираторной мышцы диафрагмы отличается относительной стабильностью

Одной из характерных особенностей респираторных реакций на микроинъекции лептина в ядро солитарного тракта было появление большого количества «вздохов» - углублённых продолжительных вдохов, сопровождавшихся усиленным залпом биоэлектрической активности на ЭМГ инспираторных мышц и удлинением последующего межзалпового интервала. В данных экспериментальных условиях нам лишь в единичных случаях удавалось наблюдать «вздохи» до инъекции лептина, однако, после инъекции они регистрировались в том или ином количестве во всех экспериментах, включая те из них, где использовалась наиболее низкая концентрация лептина (Ю-10 М) Статистические данные, приведённые в табл 1 свидетельствуют о существовании зависимости между концентрацией лептина в инъецируемом

растворе и количественной динамикой возникновения «вздохов» в различные периоды наблюдения от действующей концентрации лептина

Табл 1 Количество «вздохов» до и в различные периоды после микроинъекции лептина в ядро солигарного тракта_

Концентрация лептина (М) Момент первого «вздоха» после инъекции (с) Количество «вздохов»

Исходное состояние После микроинъекции

0-20 минут 20-40 минут 40-60 минут

(контроль) ю-10 10"8 10"6 10"4 2833±388##* 1910+352**" 1053+177*** 119+10 220+33* 0 0±0 0 0 0+0 0 0 3±0 2 0 7+0 4 0 0+0 0 0 0±0 0*** 0 7±0 4Ш 1 7±0 6**** 18 0±2 8*** 5 0±0 7***ш 0 0+0 0*** 0 3±0 2т 4 з+о 9**« 12 0±07*** 9 7±3 6* 0 4±0 2т 1 7+0 8*** 7 3±0 б*** 7 3+0 8*** 13 3±5 0*

Примечание в таблице звездочками отмечены статистически значимые различия с исходным состоянием (до микроинъекции) *р<0 05, ***р<0 001 (Holm-Sidak test) Символом # отмечены статистически значимые различия с реакциями на воздействие 10"6 М лептина *р<0 05, "шр<0 001 (Holm-Sidak test)

Вместе с тем, данные таблицы указывают на значительные различия между группами в количественной динамике возникновения «вздохов» В наблюдениях, где использовали 10"4 и 10"8 М растворы лептина, несмотря на общее количественное преобладание «вздохов» в первой группе, в динамике их возникновения по ходу эксперимента обнаруживалось сходство количество «вздохов» прогрессивно нарастало к концу часового периода наблюдения (соответственно, р<0 05 и р<0 001 one way ANO VA test) В противоположность этому, после введения 10'6 М лептина количество «вздохов» оказалось максимальным в ранний период воздействия, прогрессивно снижаясь к концу наблюдения (р<0 01 one way ANO VA test) Для группы, где использовалась Ю"10 М концентрация пептида, статистически значимые различия в количестве «вздохов» в разные периоды после микроинъекции с тем же показателем для 20-минутного интервала, предшествовавшего микроинъекции, отсутствовали При воздействии лептина на ядро солитарного тракта выраженность эффекта находилась в прямой зависимости от концентрации лептина вплоть до действующей концентрации пептида, равной 10"6 М Дальнейшее повышение концентрации уже не приводило к росту вентиляции лёгких и выраженность респираторной реакции оставалась приблизительно на том же уровне (рис 1)

Микроинъекции лептина в область расположения пре-Бётцингерова комплекса вызывали реакции паттерна дыхания и биоэлектрической активности инспираторных мышц в экспериментах, где концентрация лептина в рабочем растворе составляла 10"8 М и выше

Vj c%)

***

Рис 1 Зависимость максимального роста минутного объема дыхания (в % от исходного уровня) от концентрации лептина в рабочем растворе при микроинъекциях в ядро солитарного тракта Звездочками отмечены статистически значимые различия между группами (***р<0 001)

Микроинъекции 10"8 М лептина в пре-Бетцингеров комплекс вызывали умеренно выраженные респираторные реакции, выражавшиеся в стимуляции дыхания Наблюдался статистически значимый рост вентиляции легких (р<0 01 one way ANO VA test) в период с 5 по 20 минуту после инъекции При этом наиболее выраженное увеличение легочной вентиляции составило 13 7% (рост с 64 3+2 8 до 73 1±2 9 мл/мин, р<0 01 Holm-Sidak test) Вентиляторная реакция определялась соответствующим увеличением частоты дыхания (р<0 01 one way ANO VA test) за счет укорочения экспираторной фазы (р<0 05 one way ANOVA test) Статистически значимых изменений длительности вдоха не выявлено (р>0 05 one way ANOVA test) Также не обнаружено изменений дыхательного объема (р>0 05 one way ANOVA test), амплитуды интегрированной активности диафрагмы (р>0 05 ANOVA on ranks) и наружных межреберных мышц (р>0 05 ANOVA on ranks)

Микроинъекции 10~б М лептина в область локализации комплекса пре-Бетцингера вызывали выраженные респираторные реакции Наблюдался значительный рост легочной вентиляции (р<0 001 one way ANOVA test) с 4 по 40 минуту после инъекции На пике реакции прирост этого показателя составил 22 6% (рост с 77 2±3 2 до 95 5±4 9 мл/мин, р<0 001 Holm-Sidak test) Рост минутного объема дыхания происходил исключительно за счет увеличения частоты дыхания (р<0 001 one way ANOVA test) Статистически значимых изменений дыхательного объема не выявлено (р>0 05 one way ANOVA test), несмотря на явную тенденцию глубины дыхания к уменьшению Также не зарегистрировано изменений амплитуды интегрированной активности инспираторных мышц (р>0 05 ANOVA on ranks) Увеличение частоты дыхания в данных условиях происходило вследствие укорочения экспираторной фазы

(р<0 001 one way ANO VA test), продолжительность инспираторной фазы не изменялась (р>0 05 one way ANO VA test)

Микроинъекции 10"4 М лептина в комплекс пре-Бётцингера вызывали выраженные респираторные реакции, качественно отличные от реакций на введение в данную область более низких концентраций пептида Реакции заключались в прогрессивном росте частоты дыхания, а также в снижении дыхательного объема и максимальной амплитуды интегрированной активности инспираторных мышц Несмотря на короткий латентный период реакций (изменения паттерна дыхания и биоэлектрической активности инспираторных мышц были очевидными уже через 2 минуты после микроинъекции), их развитие было продолжительным, а наиболее выраженные изменения наблюдались лишь через 40 минут после начала воздействия В 25% случаев снижение глубины дыхания было настолько значительным, что реакция закончилась экспираторным апноэ В данных экспериментальных условиях вентиляция легких относительно слабо, но статистически значимо отличалась от своего исходного значения начиная со 2 минуты после микроинъекции лептина (р<0 001 ANOVA on ranks) Реакция оказалось двухфазной первоначальный рост легочной вентиляции, наблюдавшийся до 7 минуты после инъекции, в последующем сменялся ее снижением (вследствие появления случаев апноэ) Максимальный рост данного показателя зарегистрирован через 3 минуты после начала воздействия, когда медиана минутного объёма дыхания на 7 2% превышала свой исходный уровень (рост с 62 68 до 67 16 мл/мин, р<0 05 Dunn's test) Наиболее существенное снижение легочной вентиляции обнаруживалось через 40 минут после инъекции лептина, когда медиана данного показателя составляла 80 3% от своей первоначальной величины (снижение с 62 68 до 50 34 мл/мин, р<0 001 Dunn's test) Одним из наиболее характерных респираторных эффектов, наблюдавшимся после введения 10"4 М лептина в область локализации пре-Бетцингерова комплекса, был рост частоты дыхания (р<0 001 ANO VA on ranks) Реакция частоты дыхания отличалась рядом особенностей К ним, в частности, следует отнести короткий латентный период (в пределах 1 минуты), медленное прогрессивное нарастание выраженности эффекта и необычно большую продолжительность даже в конце часового периода наблюдения частота дыхания всё ещё статистически значимо превышала свой исходный уровень Максимальный рост частоты дыхания был обнаружен через 40 минут после введения пептида, когда медиана данного показателя превысила свою исходную величину на 18 8% (рост с 58 4 до 69 4 мин"1, р<0 001 Dunn's test) Данные факты могут непосредственно указывать на участие лептина в риммогенерирующих механизмах Стоит особо отметить, что столь значительный рост частоты дыхания в целом по выборке данных зарегистрирован несмотря на случаи апноэ Анализ изменений продолжительности фаз цикла внешнего дыхания показал, что описанные изменения частоты дыхания происходили главным образом за счёт укорочения экспираторной фазы (р<0 001 ANO VA on ranks) Инспираторная фаза также укорачивалась (р<0 001 ANO VA on ranks) Однако, статистически значимых

изменений данного показателя не обнаруживалось вплоть до возникновения экспираторного апноэ в одном из экспериментов Другой особенностью дыхательных реакций, наблюдавшейся после локального введения концентрированного раствора лептина в комплекс пре-Бетцингера было снижение глубины дыхания (р<0 001 ANOVA on ranks)

Vj (»/»)

Рис 2 Зависимость максимального роста минутного объема дыхания (в % от исходного уровня) от концентрации лептина в рабочем растворе при микроинъекциях в пре-Бетцингеров комплекс Звездочками отмечены статистически значимые различия между группами (*р<0 05, ***р<0 001)

Латентный период реакции данного параметра составил 5 минут, а ее продолжительность в целом превышала часовой период наблюдения Уменьшение дыхательного объема происходило в условиях снижения интегрированной амплитуды залпов активности диафрагмы (р<0 001 ANO VA on ranks) и наружных межреберных мышц (р<0 001 ANO VA on ranks) При сравнении выраженности изменений биоэлектрической активности диафрагмы и наружных межреберных мышц статистически значимых различий не обнаружено (р>0 05 Mann-Whitney rank sum test) Очевидно, в данных условиях диафрагма и наружные межреберные мышцы в равной степени участвовали в уменьшении глубины дыхания

При воздействии лептина на комплекс пре-Бетцингера выраженность эффекта находилась в прямой зависимости от концентрации лептина в диапазоне концентраций лептина 10"ш-10'6 М Дальнейшее повышение концентрации до 10"4 М уже не приводило к дальнейшему росту вентиляции легких Напротив, при этом возникало резкое снижение выраженности эффекта Таким образом, форма графика зависимости концентрация — эффект в данных экспериментальных условиях оказалась близка к колоколообразной с наиболее выраженной реакцией под действием 10"6 М раствора лептина (рис 2)

При микроинъекциях лептина в каудальный отдел вентральной респираторной группы эффективным оказался лишь наиболее

концентрированный из использованных растворов лептина (1(Г4 М), который оказывал умеренно выраженное ингибирующее влияние на дыхание Об этом свидетельствовало снижение минутного объема дыхания (р<0 05 one way ANO VA test) с 7 по 20 минуту после начала воздействия На пике реакции оно составило 16 8% от исходного уровня (снижение с 65 0±3 2 до 54 1±4 6 мл/мин , р<0 01 Holm-Sidak test) Снижение вентиляции легких происходило за счет уменьшения глубины дыхания (р<0 001 one way ANO VA test), тогда как частота дыхания оставалась стабильной Отмечалось также снижение амплитуды залпов биоэлектрической активности диафрагмы (р<0 05 one way ANO VA test) и наружных межреберных мышц (р<0 01 one way ANO VA test), причем реакция ЭМГ наружных межреберных мышц оказалась более выраженной (р<0 05 unpaired /-test)

Микроинъекции 10"10 М и 10'8 М лептина в ростральный отдел вентральной дыхательной группы не приводили к статистически значимым изменениям исследуемых показателей паттерна внешнего дыхания и электрической активности инспираторных мышц Локальное воздействие на эту область 10'6 и 10д М лептина вызывало статистически значимые изменения отдельных параметров При этом реакции в обоих случаях были в целом аналогичны по характеру, однако, при использовании 10"4 М раствора они оказались более выраженными, характеризовались меньшим латентным периодом и большей продолжительностью В целом реакции выражались в снижении минутного объёма дыхания Под действием 10"4 М лептина снижение вентиляции легких (р<0 01 one way ANO VA test) наблюдалось с 7 по 20 минуту после начала воздействия, причем ее максимальное снижение составило 33 8% от исходного уровня (с 75 9+4 2 до 50 2+8 8 мл/мин, р<0 001 Holm-Sidak test) Реакция протекала в условиях уменьшения глубины дыхания (р<0 01 one way ANO VA test), а также снижения интегрированной амплитуды залпов активности диафрагмы (р<0 05 one way ANOVA test) и наружных межреберных мышц (р<0 001 ANOVA on ranks), при этом выраженность реакции ЭМГ наружных межрёберных мышц была более значительной (р<0 05 Mann-Whitney rank sum test) Статистически значимых изменений частоты дыхания в данных экспериментах не зарегистрировано

Микроинъекции Ю'10 М - 10"4 М лептина в область локализации комплекса Бетцингера не вызвали статистически значимых изменений исследуемых параметров паттерна внешнего дыхания и ЭМГ инспираторных мышц Очевидно, данный отдел дыхательного центра не играет существенной роли в реализации респираторных эффектов лептина

2. Влияние микроинъекций лептина в ядро солитарного тракта па

инспираторно-тормозящий рефлекс Геринга-Брейера

В данных экспериментах исследовали влияние микроинъекций 10"4 М

лептина в ядро солитарного тракта на выраженность рефлекса Геринга-

Брейера Проведенные эксперименты показали, что воздействие 10"4 М лептина

на область ядра солитарного тракта оказывает ингибирующее влияние на

проявления инспираторно-тормозящего рефлекса Геринга-Брейера Микроинъекция лептина в данную область вызвала существенное укорочение продолжительности экспираторных остановок дыхания вследствие раздувания легких ТЕпогт.

Рис 3 Влияние микроинъекций 10'4 М раствора лептина в ядро солитарного тракта на инспираторно-тормозящий рефлекс Геринга-Брейера По оси абсцисс - давление раздувания лёгких (см вод ст ), по оси ординат -нормализованная продолжительность выдоха Звёздочками обозначены статистически значимые различия между значением Те norm в контроле и после микроинъекции лептина (*р<0 05, ***р<0 001)

Статистический анализ полученных данных (рис 3) показал, что после введения лептина произошло смещение графика вниз по сравнению с контрольным, те в сторону меньших значений Те norm При этом статистически значимые различия между значением Те norm в контроле и после введения лептина обнаруживались при всех четырех уровнях давления раздувания Даже при раздувании лёгких под минимальным давлением (2 5 см водст) 10"4 М лептин вызвал уменьшение нормализованной продолжительности выдоха на 15 8% (с 2 97±0 09 до 2 50±0 14 р<0,05 unpaired i-тест), а наиболее выраженное относительное снижение величины ТЕ norm Под влиянием 10"4 М лептина зарегистрировано при раздувании лспсих под давлением (5 см водст) на 47 5% (с 5 87+0 11 до 3 08+0 09, р<0,001 unpaired /-тест)

В целом результаты, представленные в настоящей главе, показывают, что микроинъекции 10"4 М лептина в ядро солитарного тракта оказывают ингибирующее влияние на инспираторно-тормозящий рефлекс Геринга-Брейера Таким образом, важным механизмом влияния лептина на глубину дыхания, проявляющимся в условиях локального воздействия этого пептида на область ядра солитарного тракта, является модуляция им данного рефлекса

3. Влияние микроинъекций лептина в ядро солитарного тракта на вептиляторпую чувтвнтельность к гннеркапннн

В настоящем разделе изучалось влияние микроинъекций лептина в ядро солитарного тракта на выраженность вентиляторных реакций на гиперкапнию Для этого регистрировали реакции интегрального показателя активности наружных межреберных мышц (1А!С) после инъекций лептина или искусственной цереброспинальной жидкости (контроль) в ядра солитарного тракта на фоне дыхания крыс чистым кислородом, а также гиперкапническими смесями, содержавшими 5% и 10% С02

А Б

0% со2

14. |»|м Itf 41" 'Hill "Ф "I» «|f -41 ..1.^1 фи 4И" ......fr чи^м

5% С02

.»„ ф. .41.....ф ^ <4.....¡ц.

/\ ATYTvyvyv АДА ЛААЛАЛААЛ

10% со2

4 ».....ф "if»»«Й # # It' 4 4 4 4141 *Ч

aaaaaäaaa^ AAAAAäAAA,

Рис 4 Респираторные реакции на микроинъекции искусственной цереброспинальной жидкости (А) и 10"4 М лептина (Б) в ядро солитарного тракта в условиях дыхания кислородом (0% С02) и гиперкапническими смесями (5% С02 и 10% С02)

На рисунке представлены фрагменты электромиограмм наружных межреберных мышц (вверху) и их интегрированных производных (внизу) Калибровка внизу справа вертикальный отрезок - 100 отн ед , горизонтальный отрезок -1 с

Микроинъекции 10"4 М лептина в область ядра солитарного тракта в условиях дыхания чистым кислородом вызывали стимуляцию дыхания, что выражалось в росте 1А1С (рис 4) Динамика данной реакции отличалась относительно коротким латентным периодом (в пределах 3 минут) и быстрым ростом исследуемого интегративного показателя к 5-7 минуте, после чего активность наружных межрёберных мышц прогрессивно восстанавливалась приблизительно к 30 минуте после начала воздействия Рост 1Ак; происходил

главным образом за счет увеличения амплитуды интегрированной ЭМГ наружных межрёберных мышц, тогда как частота генерации залпов активности оставалась относительно стабильной На пике реакции значение 1Ак превысило свой исходный уровень на 38 2% (рост с 4936±597 до 6822±883 отн ед мин"1, р<0 01 paired f-test)

Респираторные реакции аналогичной направленности, но значительно большей выраженности, наблюдались при воздействии 10"4 М лептина на область ядра солитарного тракта на фоне дыхания гиперкапническими смесями (рис 4) В частности, после перевода животных на 5% гиперкапническую смесь введение лептина привело к росту IAk на 67 9% (с 6742±690 до 11317±1376 отн ед мин"1, р<0 001 paired /-test) Такая же микроинъекция после перевода животных на дыхание 10% гиперкапнической смесью привела к ещё более выраженному росту IAic на 84 7% (с 8444±917 до 15599±1835 отнед мин"1, р<0 001 paired i-test)

Таким образом, результаты, представленные в настоящей главе, показывают, что одним из механизмов респираторной активности лептина на уровне дорсального отдела дыхательного центра является стимуляция вентиляторной чувствительности к гиперкапнии, в основе которого может лежать непосредственное воздействие этого пептида на расположенные в данной области хемочувствительные нейроны

ВЫВОДЫ

1 Сравнительный анализ респираторных реакций на микроинъекции Ю'^-Ю"4 М высокомолекулярного регуляторного пептида лептина в различные функционально-специфические отделы бульбарного дыхательного центра показал, что данный пептид способен оказывать непосредственное влияние на функцию бульбарного дыхательного центра При этом его респираторные эффекты реализуются главным образом на уровне трёх отделов дыхательного центра дорсальной дыхательной группы, комплекса пре-Бётцингера и рострального отдела вентральной дыхательной группы

2 Установлено, что локальное воздействие 10"8-10"4 М лептина на область ядра солитарного тракта приводит к росту дыхательного объема и амплитуды осцилляций в залпах активности инспираторных мышц Дополнительно к данным эффектам, 10"6 М лептин вызывает транзиторный коротколатентный рост частоты дыхания за счёт укорочения инспираторной и экспираторной фазы дыхательного цикла, сопровождающийся снижением дыхательного объема

3 Доказано, что микроинъекции лептина в ядро солитарного тршсга угнетают проявления инспираторно-тормозящего рефлекса Геринга-Брейера Таким образом, одним из механизмов реализации респираторных эффектов лептина на уровне дорсальной дыхательной группы является модуляция им данного рефлекса

4 Локальное введение лептина в ядро солитарного тракта приводит к усилению вентиляторной реакции на 5% и 10% гиперкапнию Эти данные

наряду с появлением большого количества усиленных вдохов («вздохов») свидетельствуют о том, что в реализации респираторных эффектов лептина на уровне ядра солитарного тракта принимают непосредственное участие расположенные здесь хемочувствительные структуры

5 Микроинъекции 10" -10"4 М лептина в комплекс пре-Бетцингера вызывают увеличение частоты дыхания преимущественно за счет укорочения выдоха Раствор пептида максимальной концентрации (10"4 М) параллельно вызывает снижение дыхательного объема и биоэлектрической активности инспираторных мышц, что в отдельных случаях приводит к экспираторному апноэ Эти данные свидетельствуют о том, что лепгин в физиологическом диапазоне концентраций на уровне комплекса пре-Бётцшггера способен оказывать непосредственное участие на механизмы респираторного ритмогенеза

6 Микроинъекции 10"б-10"4 М лептина в ростральный отдел вентральной дыхательной группы вызывают снижение дыхательного объема без изменений частоты дыхания и продолжительности фаз дыхательного цикла Подобные реакции наблюдаются при локальном воздействии 10"4 М лептина на каудальный отдел вентральной дыхательной группы Есть все основания предполагать, что наблюдавшиеся реакции обусловлены ингибирующим влиянием лептина на инспираторные бульбоспинальные премотонейроны вентральной дыхательной группы При воздействии лептина на комплекс Бетцингера респираторных реакций не наблюдалось, очевидно, данный отдел дыхательного центра не играет заметной роли в реализации респираторных эффектов лептина

Список публикаций по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1 Инюшкина Е М Местоположение и структурно-функциональная организация дыхательного центра состояние проблемы / Меркулова Н А, Беляков В И, Толкушкина Д Н // Вестник Самарского государственного университета Самара. - 2004 Второй специальный выпуск - С 176-185 , авт 1 с

2 Инюшкина Е М Лептин - анорексигенный регуляторный полипептид с респираторной активностью // Вестник Самарского государственного университета №2(42) -Самара - 2006 - С 150-161

Публикации в сборниках и материалах конференций

1 Инюшкина Е М Характеристика дыхательных реакций на микроинъекции соматостатина в область ядра солитарного тракта // Материалы XI международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых « Ломоносов - 2004» Москва - 2004 - С 54

2 Попова ЕМ (Инюшкина) Физиологические механизмы центральной респираторной активности нейропептидов / Инюшкин А Н, Глазкова Е Н //Росс физиол журн им ИМ Сеченова - 2004 - Т 90 № 8 - С 522

л

3 Инюшкина Е М Механизмы адаптации деятельности дыхательной^ центра / Меркулова Н А , Беляков В И, Зайнулин Р А, Толкушкина Д Н, // Актуальные проблемы адаптации организма в норме и патологии Материалы международной конференции Ярославль Ремдер 2005 С 3031, авт 0 3с

4 Инюшкина Е М Респираторные реакции на микроинъекции лептина в область ядра солитарного тракта / Меркулова Н А, Инюшкин А Н // Механизмы функционирования висцеральных систем Материалы конференции с международным участием, посвящённой 80-летию института физиологии им ИП Павлова РАН СПб - 2005 - С 105-106, авт 0,3 с

5 Инюшкина Е М Значение ядра солитарного тракта в реализации ингибирующего влияния нейропептидов на дыхание / Меркулова Н А, Инюшкин АН// Материалы докладов V Сибирского физиологического общества Бюллетень Сибирской медицины Томск - 2005 - Т 4 Приложение 1 - С 44

6 Инюшкина Е М Нейрофизиологические свойства полипептида лептина — нового эндогенного регулятора дыхания // Ш Областной конкурс 2006 года на предоставление грантов студентам, аспирантам и молодым ученым Самара - 2006 - С 108

7 Инюшкина Е М Респираторная активность лептина на уровне каудального отдела вентральной дыхательной группы // Экологический сборник Труды молодых ученых Поволжья Тольятти - 2007 - С 64-67

8 Инюшкина ЕМ Респираторная активность лептина на уровне ядра одиночного пучка / Меркулова НА, Инюшкин АН // Вопросы экспериментальной и клинической физиологии дыхания Тверь - 2007 -С 106-111 , авт 2 с

9 Инюшкина Е М Роль каудального отдела вентральной дыхательной группы в реализации респираторной активности лептина // Материалы международной конференции «Биология XXI столетия» - Черкассы 2007 -С 310-311

Подписано в печать 23 апреля 2007 года Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать оперативная Объем 1 п л Тираж 100 экз Заказ № /397 443011 г Самара, ул Академика Павлова, 1 Отпечатано УОП СамГУ

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Инюшкина, Елена Михайловна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор литературы

1.1 Структурно-функциональная организация дыхательного центра

1.2 Структура и физиологическая роль легггина

1.3 Респираторная активность лептина, орексигенных и анорексигенных пептидов

ГЛАВА 2. Материалы и методы исследований

2.1. Операционная подготовка

2.2. Микроинъекции пептида лептина в структуры мозга

2.3. Регистрация паттерна дыхания крысы

2.4. Регистрация биоэлектрической активности инспираторных

2.5. Исследование инспираторно-тормозящего рефлекса Геринга-Брейера

2.6. Методика исследования вентиляторной реакции на гиперкапнию

2.7. Статистическая обработка данных

2.8. Вещества, использованные в работе

ГЛАВА 3. Реакции внешнего дыхания и биоэлектрической активности инспираторных мышц на микроинъекции лептина в различные функционально-специфические отделы дыхательного центра

3.1. Реакции на микроинъекции лептина в область ядра солитарного тракта.

3.2. Реакции на микроинъекции лептина в каудальный отдел вентральной дыхательной группы

3.3. Реакции на микроинъекции лептина в ростральный отдел вентральной дыхательной группы

3.4. Реакции на микроинъекции лептина в область комплекса пре-Бетцингера

3.5. Реакции на микроинъекции лептина в комплекс Бещингера

ГЛАВА 4. Влияние микроинъекций лептина в ядро солитарного тракта на инснираторно-тормозящий рефлекс

Геринга-Брейера

ГЛАВА 5. Влияние микроинъекций лептина в ядро солитарного тракта на вентиляторную чувствительность к гиперкапнии

ГЛАВА 6. Обсуждение результатов

ВЫВОДЫ 144 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И

ЛИТЕРАТУРЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Значение лептина в бульбарных механизмах регуляции дыхания"

Актуальность проблемы. Физиологическая и нейрохимическая организация центральной регуляции дыхания остается одной из актуальных проблем физиологии (Сергиевский, 1950; Cohen, 1979; Richter., 1996; Пятин и соавт., 1998; Johnson et al., 2001; DelNegro et al., 2002; Bongianni et al., 2002; Onimaru et al., 2003; Попов., 2003; Якунин., 2003; Александрова, 2004; Меркулова и соавт., 2004; Миняев и соавт., 2004; Бреслав, Ноздрачев., 2005; Инюшкин, 2006; Сафонов, 2007).

В настоящее время пристальное внимание уделяется исследованию нейрохимического обеспечения бульбарных механизмов регуляции дыхания. Это объясняется тем, что полученные в последнее время данные подтвердили непосредственное участие многочисленных нейромедиаторов и нейромодуляторов в реализации сложных функциональных взаимодействий между различными типами нейронов дыхательного центра, в анализе и синтезе поступающей туда афферентной информации, в процессах формирования адекватных параметров моторного респираторного драйва (Lonergan et al., 2003; Liu et al., 2004; Wu et al., 2004; Inyushkin, 2005, 2006). В рамках проблемы нейрохимических механизмов регуляции дыхания особый интерес представляет изучение регуляторных пептидов, в частности, их участия в генерации дыхательного ритма и регуляции паттерна дыхания (Bayliss et al., 1994; Bianchi et al., 1995; Schmid et al., 1996; McCrimmon et al., 1997; Haji et al., 2000; Инюшкин, 2003; Mellen et al., 2003). Иммуногистохимические и ауторадиографические исследования показывают высокую концентрацию различных пептидов и плотность их специфических рецепторов в различных ядрах дыхательного центра, что свидетельствует о непосредственном участии эндогенных пептидов в деятельности дыхательного центра (Инюшкин, 2003). Приоритетность проблемы пептидергических механизмов регуляции дыхания определяется широким представительством пептидергических структур в центральной нервной системе, участием пептидов в регуляции многих физиологических функций, в том числе и дыхания, а также перспективностью использования веществ данной группы, их аналогов и антагонистов в медицинской практике (Ашмарин и соавт., 1988; Гомазков, 1995; Ашмарин и соавт., 1999).

Одним из наиболее значимых событий в современной физиологии явилось открытие регуляторного полипептида лептина (Zhang et al., 1994). Установлено, что данный пептид продуцируется клетками жировой ткани и принимает активное участие в центральных механизмах регуляции жирового обмена, аппетита, количества принимаемой пищи и веса тела (Schwartz et al., 1996), а также в циркадианной модуляции физиологических функций, оказывая непосредственное влияние на уровень активности и спайковое кодирование информации нейронами супрахиазматического ядра (Inyushkin, Dyball, 2004). Установлено, что лептин, свободно проникая через гематоэнцефалический барьер, связывается со специфическими рецепторами в различных структурах центральной нервной системы (Schwartz et al., 1996). Следует особо подчеркнуть, что сравнительно высокая концентрация специфических рецепторов к лепгину выявлена в структурах бульбарного дыхательного центра, особенно в ядре солитарного тракта (Mercer et al., 1998; Hosoi et al., 2002), что указывает на возможность участия лептина в центральных механизмах регуляции дыхания на уровне этих структур. Однако, значение лептина в регуляции деятельности дыхательного центра до настоящего времени практически не изучалось. Несмотря на то, что ранее в единичных работах было продемонстрировано наличие дыхательных эффектов лептина при его внутрибрюшинном введении (Tankesley et al., 1998; O Donell et al., 1999), механизмы центральной респираторной активности данного пептида остаются совершенно неисследованными. Это определило цели и задачи настоящего исследования.

Цель и задачи исследования: целью работы явилось изучение роли и физиологических механизмов участия лептина в центральной регуляции дыхания.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Провести сравнительный анализ респираторных эффектов лептина при его локальном введении в различные функционально-специфические отделы дыхательного центра. Выявить отделы дыхательного центра, играющие наиболее важную роль в реализации респираторных эффектов лептина.

2. Выяснить характер респираторных реакций на микроинъекции растворов лептина в широком диапазоне концентраций в ядро солитарного тракта - область максимальной концентрации лептиновых рецепторов в стволе мозга.

3. Изучить роль лептина в реализации инспираторно-тормозящего рефлекса Геринга-Брейера на уровне ядра солитарного тракта.

4. Исследовать влияние микроинъекций лептина в ядро солитарного тракта на вентиляторную чувствительность к гиперкапнии

5. Выяснить особенности респираторных реакций на микроинъекции лептина в комплекс пре-Бётцингера - важнейший ритмогенерирующий отдел дыхательного центра и оценить потенциальную возможность участия лептина в механизмах дыхательного ритмогенеза.

6. Оценить роль и возможные механизмы участия вентральной дыхательной группы и комплекса Ббтцингера в опосредовании центральной респираторной активности лептина.

Научная новизна работы. В настоящей работе впервые проведено сравнительное исследование респираторных эффектов, возникающих при локальном воздействии широкого диапазона концентраций лептина на различные отделы дыхательного центра и доказано непосредственное участие этого пептида в центральных механизмах регуляции дыхания.

Показано, что респираторные эффекты лептина реализуются главным образом на уровне трех отделов дыхательного центра: дорсальной дыхательной группы, комплекса пре-Бетцингера и рострального отдела вентральной дыхательной группы. При этом установлено, что конкретные особенности дыхательных реакций определяются не только концентрацией лептина, но и функциональными свойствами отдела дыхательного центра, подвергающегося воздействию. В частности, впервые продемонстрировано, что локальное воздействие лептина на ядро солитарного тракта и область локализации вентральной дыхательной группы оказывает преимущественное влияние на механизмы регуляции объемных параметров паттерна дыхания, при микроинъекциях лептина в комплекс пре-Бетцингера главным образом затрагивается ритмогенерирующая функция дыхательного центра.

Впервые экспериментально раскрыты механизмы центральной респираторной активности лептина на уровне ядра солитарного тракта. В частности, получены приоритетные данные о модуляции лептином специфической афферентации, поступающей в данную область от рецепторов растяжения легких. Доказано, что рост глубины дыхания при микроинъекции лептина в дорсальный отдел дыхательного центра обусловлен ингибирующим влиянием на инспираторно-тормозящий рефлекс Геринга-Брейера. Кроме этого, получены новые данные о способности лептина модулировать функцию центральных хемочувствительных структур ядра солитарного тракта. Установлено, что локальное воздействие лептина на данную область вызывает стимуляцию вентиляторной чувствительности к гиперкапнии. Полученные данные дают основания предполагать, что в основе этого эффекта лежит непосредственное влияние пептида на расположенные в дорсальном отделе дыхательного центра хемочувствительные нейроны.

Теоретическое и практическое значение работы. Полученные сведения о характере и особенностях реакций внешнего дыхания и биоэлектрической активности инспираторных мышц на микроинъекции лептина в различные функционально-специфические структуры дыхательного центра, изучение влияния лептина на инспираторно-тормозящий рефлекс Геринга-Брёйера в условиях микроинъекции лептина в ядро солитарного тракта, анализ влияния лептина на вентиляторную чувствительность к гиперкапнии при воздействии данного пептида на хемочувствительные нейроны ядра солитарного тракта, имеют существенное значение являются основополагающими для обоснования теоретических представлений об участии нового эндогенного регуляторного пептида лептина в регуляции дыхания.

Данные о роли и конкретных механизмах участия лептина в деятельности дыхательного центра важны для понимания нейрохимических закономерностей респираторного ритмогенеза и регуляции паттерна дыхания.

Учитывая, что лептину принадлежит ведущая роль в регуляции жирового обмена, настоящая работа имеет важное практическое значение для нейрофармакологии и медицины в плане разработки новых методов коррекции дыхательных нарушений, при формах ожирения, обусловленных недостатком лептина или нарушением процессинга лептиновых рецепторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Микроинъекции Ю'10 - 10"4 М лептина в различные функционально-специфические отделы дыхательного центра вызывают реакции паттерна дыхания и биоэлектрической активности инспираторных мышц. Характер реакций определяется как действующей концентрацией лептина, так и функциональными свойствами отдела дыхательного центра, подвергающегося воздействию. Наиболее важную роль среди структур дыхательного центра в реализации респираторных эффектов лептина играют ядро солитарного тракта, комплекс пре-Бетцингера и ростральный отдел вентральной дыхательной группы.

2. Микроинъекции растворов лептина в широком диапазоне концентраций в ядро солитарного тракта вызывает выраженные изменения объемных показателей дыхания и амплитуды осцилляций в залпах активности инспираторных мышц. При концентрации 10"6 М наблюдалось изменение частоты дыхательных движений.

3. Важным механизмом реализации респираторных эффектов лепгина на уровне дорсальной дыхательной группы является повышение этим пептидом чувствительности нейронов ядра солитарного тракта к специфической механоафферентации, поступающей по блуждающим нервам, что проявляется в угнетении инспираторно-тормозящего рефлекса Геринга-Брейера.

4. Лептин способен модул1фовать уровень центрального ресшфаторного хемочувствительного драйва на уровне ядра солитарного тракта и, таким образом, повышать выраженность вентиляторного ответа на гиперкапнию.

5. Микроинъекции лептина в широком диапазоне концентраций в комплекс пре-Бетцингера вызывают значительное увеличение частоты дыхания. Концентрация 10*4 М лептина параллельно вызывала уменьшение дыхательного объема и биоэлектрической активности инспираторных мышц. Это может указывать на способность комплекса пре-Бетцингера принимать участие в механизмах респираторного ритмогенеза.

6. Микроинъекции лептина в ростральный отдел вентральной дыхательной группы вызывают угнетение дыхательных реакций только при концентрациях 10"6 - 10"4 М; микроинъекции лептина в каудальный отдел вентральной дыхательной группы вызывают угнетение дыхательных реакций только при концентрациях 10"4 М. Микроинъекции лептина в комплекс Бетцингера не вызывают изменений дыхательных реакций.

Аппробация работы. Материалы работы доложены и обсуждены:

• на XI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2004» (Москва, 2004);

• на первой конференции молодых ученых Поволжья «Актуальные проблемы экологии Волжского бассейна» (Тольятти, 2007);

• на X Всероссийской школе-семинаре с международным участием «Экспериментальная и клиническая физиология дыхания» (Репино, 2007);

• на XXX, XXXI, XXXII научных конференциях молодых ученых и специалистов Самарского Государственного Университета (Самара, 2005, 2006,2007).

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Инюшкина, Елена Михайловна

выводы

1. Сравнительный анализ респираторных реакций на микроинъекции Ю'^-Ю"4 М высокомолекулярного регуляторного пептида лепгина в различные функционально-специфические отделы бульбарного дыхательного центра показал, что данный пептид способен оказывать непосредственное влияние на функцию бульбарного дыхательного центра. При этом его респираторные эффекты реализуются главным образом на уровне трёх отделов дыхательного центра: дорсальной дыхательной группы, комплекса пре-Бётцингера и рострального отдела вентральной дыхательной группы.

2. Установлено, что локальное воздействие Ю^-Ю"4 М лептина на область ядра солитарного тракта приводит к росту дыхательного объема и амплитуды осцилляций в залпах активности инспираторных мышц. Дополнительно к данным эффектам, 10"6 М лептин вызывает транзиторный коротколатентный рост частоты дыхания за счёт укорочения инспираторной и экспираторной фазы дыхательного цикла, сопровождающийся снижением дыхательного объёма.

3. Доказано, что микроинъекции лептина в ядро солитарного тракта угнетают проявления инспираторно-тормозящего рефлекса Геринга-Брейера. Таким образом, одним из механизмов реализации респираторных эффектов лептина на уровне дорсальной дыхательной группы является модуляция им данного рефлекса.

4. Локальное введение лептина в ядро солитарного тракта приводит к усилению вентиляторной реакции на 5% и 10% гиперкапнию. Эти данные наряду с появлением большого количества усиленных вдохов («вздохов») свидетельствуют о том, что в реализации респираторных эффектов лептина на уровне ядра солитарного тракта принимают непосредственное участие расположенные здесь хемочувствительные структуры.

5. Микроинъекции КГМО"4 М лептина в комплекс пре-Бетцингера вызывают увеличение частоты дыхания преимущественно за счёт укорочения выдоха. Раствор пептида максимальной концентрации (10"4 М) параллельно вызывает снижение дыхательного объёма и биоэлектрической активности инспираторных мышц, что в отдельных случаях приводит к экспираторному апноэ. Эти данные свидетельствуют о том, что лептин в физиологическом диапазоне концентраций на уровне комплекса пре-Бётцингера способен оказывать непосредственное участие на механизмы респираторного ритмогенеза.

6. Микроинъекции Ю'МО"4 М лептина в ростральный отдел вентральной дыхательной группы вызывают снижение дыхательного объёма без изменений частоты дыхания и продолжительности фаз дыхательного цикла. Подобные реакции наблюдаются при локальном воздействии кг4 М лептина на каудальный отдел вентральной дыхательной группы. Есть все основания предполагать, что наблюдавшиеся реакции обусловлены ингибирующим влиянием лептина на инспираторные бульбоспинальные премотонейроны вентральной дыхательной группы. При воздействии лептина на комплекс Бётцингера респираторных реакций не наблюдалось; очевидно, данный отдел дыхательного центра не играет заметной роли в реализации респираторных эффектов лептина.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Инюшкина, Елена Михайловна, Самара

1. Александров, В.Г. Респираторные эффекты локального раздражения инсулярной области коры головного мозга / В.Г. Александров, Н.П. Александрова //Росс, физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1998. - Т.84(4). -С. 316-322.

2. Александрова, Н.П. Роль афферентной системы легких в обеспечении стабильности верхних дыхательных путей при обструктивном дыхании / Н.П. Александрова // Росс, физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2004. -Т.90(8). - С. 510.

3. Алексеева, A.C. Роль нейротрансмиттеров и нейромодуляторов нейронов зоны А5 в регуляции активности дыхательного центра в препаратах мозга новорожденных крыс in vitro / A.C. Алексеева. Автореф. дисс. канд. мед. наук. - Самара, 2006. - 21 с.

4. Андрианов, Б.А. Нейрофизиологическая и нейроанатомическая организация пре-Бетцингерова комплекса и его роль в формировании дыхательного ритма / Б.А. Андрианов. Автореф. дисс. канд. мед. наук. -Самара, 2005. - 23 с.

5. Ашмарин, И.П. Нейропептиды в синаптической передаче / И.П. Ашмарин, М.А. Каменская // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Физиология человека и животных. -1988. Т. 34. - С. 1-184.

6. Ашмарин, И.П. Биохимия мозга / И.П. Ашмарин, П.В. Стукалов, Н.Д. Ещенко; под ред. И.П. Ашмарина. СПб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 1999. - 328 с.

7. Бреслав, И.С. Паттерны дыхания / И.С. Бреслав. Л.:Наука, 1984. - 206 с.

8. Бреслав, И.С. Регуляция дыхания / И.С. Бреслав, В.Д. Глебовский. Л.: Наука, 1981.-280 с.

9. Бреслав, И.С. Дыхание. Висцеральный и поведенческий аспекты / И.С. Бреслав, А.Д. Ноздрачев. С-Петербург.: Наука, 2005. - 310 с.

10. Глазкова, E.H. Респираторные реакции у крыс на микроинъекции бомбезина в область ядра солитарного тракта / E.H. Глазкова, А.Н. Инюшкин, Е.И. Теньгаев // Нейрофизиология. 2003. - т.35, №5. - С. 410417.

11. Гордиевский, А.Ю. Центральные механизмы координации дыхательных и сосудистых рефлексов / А.Ю. Гордиевский. Сборник трудов СГПУ. -Самара, 2002. - С. 255-264.

12. Гомазков, O.A. Физиологически активные пептвды. Справочное руководство / O.A. Гомазков. -М.:ИПГМ, 1995. -144 с.

13. Гордиевский, А.Ю. Изменение паттерна биоэлектрической ативности инспираторных мышц при электрической стимуляции ядра одиночного пути / А.Ю. Гордиевский. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. - Самара, 2003. - С. 72.

14. Инюшкин, А.Н. Респираторные и гемодинамические реакции у крыс на микроинъекции опиоидов в ядро солитарного тракта / А.Н. Инюшкин // Российский физиол. ж. им. И.М. Сеченова. -1997. Т.83, №3. - С. 112-121.

15. Инюшкин, А.Н. Роль нейропепгидов в бульбарных механизмах регуляции дыхания / А.Н. Инюшкин. Автореф. дис. докт. биол. Наук. - М., 1998. -44 с.

16. Инюшкин, А.Н. Влияние тиролиберина на мембранный потенциал и паттерн спонтанной активности нейронов дыхательного центра in vitro / А.Н. Инюшкин // Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. -2002. -т.88, №11. с. 1467-1476.

17. Инюшкин, А.Н. Тиролиберин блокирует калиевый А-ток в нейронах дыхательного центра взрослых крыс in vitro / А.Н. Инюшкин // Росс, физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2003. - Т. 89, № 12. - С. 1560 -1568.

18. Инюшкин, А.Н. Влияние лейцин-энкефалина на мембранный потенциал и активность нейронов дыхательного центра крыс in vitro / А.Н. Инюшкин // Росс, физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2005. - Т.91, № 6. - С. 656-665.

19. Инюшкин, А.Н. Влияние лейцин-энкефалина на калиевые токи нейронов дыхательного центра крыс in vitro / А.Н. Инюшкин // Росс, физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2006. - Т.92, № 5. - С.615-625.

20. Инюшкин, А.Н. Влияние микроинъекций тиролиберина в область ядра солитарного тракта на показатели дыхания и кровообращения / А.Н. Инюшкин, H.A. Меркулова // Физиол. ж. им. Сеченова. -1993. Т. 79, №11. - С.52-58.

21. Инюшкин, А.Н. Дыхательный ритмогенез у млекопитающих: в поисках пейсмейкерных нейронов. / А.Н. Инюшкин, H.A. Меркулова Самара: Самарский ун-т, 1998. - С. 23-34.

22. Конза, A.A. Установка для регистрации легочной вентиляции и механики дыхания у лабораторных животных / A.A. Конза, В.П. Фролова // Физиол. ж. им. И.М. Сеченова. -1978. Т. 64., № 6. - С. 878-880.

23. Меркулова, H.A. История развития учения о местоположении дыхательного центра / H.A. Меркулова // Регуляция автономных функций / Самара: Самарский ун-т, 1998. С. 8-22.

24. Меркулова, H.A. Модуляция нейропептидами инспираторно-тормозящего рефлекса Геринга-Брейера / H.A. Меркулова, А.Н. Инюшкин // Вестник Самарского государственного университета Спец. выпуск: Самара, 1995. -С. 152-158.

25. Миняев, В.И. Сравнительные особенности реакций системы дыхания на циклическую мышечную работу рук и ног / В.И. Миняев, М.А. Папин // Росс, физиол. ж. им. И.М. Сеченова. 2004. - Т. 90., № 8. - С. 518-519.

26. Попов, Ю.М. Нейронные механизмы реализации афферентных сигналов с позиции компартментно-кластерной теории дыхательного ригмогенеза / Ю.М. Попов // Достижения биологичесой функциологии и их место в практике образования. Самара, 2003. - С. 185-186.

27. Пятин, В.Ф. Генерация дыхательного ритма / В.Ф. Пятин, O.JI. Никитин. -Самара, 1998. 92 с.

28. Сафонов, В.А. Регуляция дыхания / В.А. Сафонов // Вопросы экспериментальной и клинической физиологии дыхания. Тверь, 2007. - С. 217.

29. Сафонов, В.А. Нейрофизиология дыхания / В.А.Сафонов, В.Н. Ефимов,

30. A.A. Чумаченко. -М.: Медицина, 1980. С. 217-227.

31. Сафонов, В.А. Автоматия или ритмообразование в дыхательном центре /

32. B.А. Сафонов, М.А. Лебедева // Журн. Физиология человека. 2003. - Т. 29. №1.-С. 108-121.

33. Сергеев, О.С. Дыхательные нейроны в продолговатом мозге крыс / О.С. Сергеев, М. Гарсия, А.Ф. Баядарес // Физиол. журнал СССР. 1975. - Т. 61, №2. - С. 262-267.

34. Сергиевский, М.В. Дыхательный центр млекопитающих животных / М.В. Сергиевский. М.: Медгиз, 1950. - 395 с.

35. Сергиевский, М.В. Структура и функциональная организация дыхательного центра / М.В. Сергиевский, Р.Ш. Габдрахманов, А.М. Огородов, В.А. Сафонов, В.Е. Якунин. Новосибирск, 1993. - С. 192.

36. Сергиевский, М.В. Дыхательный центр / М.В. Сергиевский, H.A. Меркулова, Р.Ш. Габдарахманов, В.Е. Якунин, О.С. Сергеев. М.: Медицина, 1975. -183 с.

37. Тараканов, И.А. Влияние NMDA-рецепгоров на формирование дыхательного ритма / И. А. Тараканов, H.H. Тарасова, А. Дымецка // Третий Российский конгресс по патофизиологии. М., 2004. - С. 82.

38. Тарасова, H.H. Влияние фенибута на реакцию дыхательной системы у крыс при гипоксической гипоксии / H.H. Тарасова, Е.А. Белова, И.А. Тараканов, В.А. Сафонов // Гипоксия. Механизмы адаптации, коррекция. -М.,2005.-С. 107.

39. Тарасова, H.H. Влияние блокатора NMDA-рецепторов МК-801 на чувствительность дыхательной системы к углекислому газу / H.H. Тарасова, И.А. Тараканов, А. Дымецка // Третий Российский конгресс по патофизиологии. М., 2004. - С. 82.

40. Чепурнов, С.А. Влияние микроинъекций тахикининов в область ядра солитарного тракта на дыхание и кровообращение у крыс / С.А. Чепурнов, А.Н. Инюшкин // Российский физиол. ж. им. И.М. Сеченова. 1997. - Т.83, №4.-С. 117-125.

41. Якунин, В.Е. Нисходящие пути медиальных ядер дыхательного центра к дыхательным мышцам / В.Е. Якунин // Физиол. журн. СССР. Т. 76, № 5. -1990. - С. 613-619.

42. Якунин, В.Е. Центральные механизмы взаимодействия произвольного и автоматического контроля дыхательных движений / В.Е. Якунин, Б.А. Андрианов, Д.В. Астафьев. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. - Самара, 2003. - С. 258.

43. Якунин, В.Б. Нейроанатомическая и функционалная организация пре-Бетцингерова комплекса кошки / В.Е. Якунин, С.В. Якунина // Росс, физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1998. - Т.84, № 11. - С. 1278-1286.

44. Achard, P. Perinatal maturation of the respiratory rhythm generator in mammals: From experimental results to computational simulation / P. Achard, S. Zanella, R. Rodriguez, G. Hilaire // Respirat. Physiol. Neurobiol. V.149, 2005. - P.17-27.

45. Anderson, M.K. Differential effects of excitatory amino acid receptor antagonism in the ventral respiratory group / M.K. Anderson, D.F. Speck // Brain Res. -1999. Vol. 829. - P. 69-76.

46. Arata, A. The adrenergic modulation of firings of respiratory rhythm -generating neurons in medulla-spinal cord preparation from newborn rat / A. Arata, H. Onimaru, I. Homma // Exp. Brain Res. 1998. - Vol. 119. - P. 399408.

47. Arita, H. Morphological and physiological properties of caudal medullary expiratory neurons of the cat / H. Arita, N. Kogo, N. Koshya // Brain Res. 1987. -Vol. 401.-P. 258-266.

48. Aylwin, M.L. NMDA receptors contribut to primary visceral afferent transmission in the nucleus of the solitary tract / M.L. Aylwin, J.M. Horowitz, A.C. Bonham // J. Neurophysiol. -1997. Vol. 77. - P. 2539-2548.

49. Bado, A. The stomach is a source of leptin / A. Bado, S. Levasseur, S. Attoub // Nature. 1998. - V. 394. - P. 790-793.

50. Ballantyne, D. Mammalian brainstem chemosensitive neurons: linking them to respiration in vitro / D. Ballantyne, P. Scheid // J. Physiol. (Lond.). 2000. - V. 525,№3.p. 567-577.

51. Ballantyne, D. Central chemosensivity of respiration: a brief overview / D. Ballantyne, P. Scheid // Respir. Physiol. 2001. - V. 129. - P. 5-12.

52. Ballantyne, D. The non-uniform character of expiratory synaptic activity in expiratory bulbospinal neurons of the cat / D. Ballantyne, D.W. Richter // J. Physiol. (Lond.). -1986. V. 370. - P. 433-456.

53. Ballanyi, K. cAMP dependent reversal of opioid and prostaglandin - mediated depression of the isolated respiratory network in the newborn rats / K. Ballanyi, P.M. Lalley, B. Hoch, D.W. Richter // J. Physiol. - 1997. - Vol. 504. - P. 127134.

54. Banks, W.A. The many lives of leptin / W.A. Banks // Peptides. 2004. - V. 25. -P. 331-338.

55. Banks, W.A. Leptin enters the brain by a saturable system independent of insulin / W.A. Banks, A.J. Kastin, W. Huang // Peptides. 1996. - V. 17. - P. 305-311.

56. Bazan, J.F. Structural design and molecular evolution of a cytokine receptor superfamily / J.F. Bazan // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990. - V.87. - P. 6934-6938.

57. Berger, A.J. Morphology of inspiratory neurons located in the ventrolateral nucleus of the tractus solitarius of the cat / A.J. Berger, D.B. Averill, W.E. Cameron // J. Comp. Neurol. -1984. Vol. 224. - P. 60-70.

58. Berger, A. J. Connectivity of slowly adapting pulmonary stretch receptors with dorsal medullary respiratory neurons / A.J. Berger, T.E. Dick // J. Neurophysiol. -1989. V. 58. - P. 1259-1274.

59. Berthoud, H.R. A new role for leptin as a direct satiety signal from the stomach / H.R. Berthoud //Am. J. Physiol. 2005. - V. 288. - P. R796-R797.

60. Bianchi, A.L. Central control of breathing in mammals: Neuronal circuity, membrane properties and neurotransmitters / A.L. Bianchi, M. Denavit Saubie, J. Champagnat//Phisiol. Rev. -1995. - V.75. - P.l - 45.

61. Bianchi, A.L. Electrophysiological properties of rostral medullary respiratory neurones in the cat: an intracellular study / A.L. Bianchi, L. Grelot, S. Iscoe, J.E. Remmers // J Physiol (Lond). 1988. - Vol. 407. - P. 293-310.

62. Blum, W.F. Leptin: the voice of the adipose tissue / W.F. Blum // Horm. Res. -1997.-V. 48. Suppl. 4.-P. 2-8.

63. Bhumbra, G.S. Rhythmic changes in spike coding in the rat suprachiasmatic nucleus / G.S. Bhumbra, A.N. Inyushkin, K. Saeb-Parsy // J. Physiol. 2005. -V. 563 (l).-P. 291-307.

64. Bongianni, F. Respiratory neuronal activity during apnea and poststimuatory effects of laryngeal origin in the cat / F. Bongianni, D. Mutolo, M. Carfi, G.A. Fontana, T. Pantaleo // Appl. Physiol. 2000. - Vol. 89. - P. 917-925.

65. Bongianni, F. Respiratory responses to ionotropic glutamate receptor antagonists in the ventral respiratory group of the rabbit / F. Bongianni, D. Mutolo, M. Carfi, T. Pantaleo // Pflugers Arch. 2002. - Vol. 444. - P. 602-609.

66. Bonham, A.C. Pulmonary stretch recrptor afferents activate excitatory amino acid receptors in the nucleus tractus solitarii in rats / A.C. Bonham, S.K. Coles, D.R. McCrimman//J. Physiol. 1993. - Vol. 484. - P. 725-745.

67. Bonham, A.C. Neurones in a discrete region of the nucleus tractus solitarius are required for the Breuer Hering reflex in rat / Bonham A.C., McCrimman D.R. // J. Physiol. -1990. - V. 427. - P. 261-280.

68. Breidert, M. Leptin and its receptor in normal human gastric mucosa and in Helicobacter pylori-associated gastritis / M. Breidert, S. Miehlke, A. Glasow // Scand. J. Gastroenterol. -1999. V. 34. - P. 954-961.

69. Busselberg, D. Reorganization of respiratory network activity after loss of glycinergic inhibition / D. Busselberg, A.M. Bischoff, J.F.R. Paton, D.W. Richter // Pflugers. Arch.-Eur. J. Physiol. 2001. - V. 441. - P. 444-449.

70. Butera, R.J. Models of respiratory rhythm generation in the pre-Botzinger complex. I. Bursting pacemaker neurons / R. J. Butera, J. Rinzel, J.C. Smith // J. Neurophysiol. -1999. V. 81. - P. 382-397.

71. Buyse, M. Expression and regulation of leptin receptor proteins in afferent and efferent neurons of the vagus nerve / M. Buyse, M.-L. Ovesjo, H. Goiot // Eur. J. Neurosci. 2001. - V. 14. - P. 64-72.

72. Cinti, S. Secretory granules of endocrine and chief cells of human stomach mucosa contain leptin / S. Cinti, R. Matteis, C. Pico // Int. J. Obes. 2000. - P. 789-793.

73. Cherniack, N.S. Characteristics and rate of occurrence of spontaneous and provoked augmented breaths / N.S. Cherniack, C. von Euler, M. Glogowska, I. Homma//Acta Physiol. Scand. -1981. -V. 111. -P. 349-360.

74. Cohen, M.I. Neurogenesis of respiratory rhythm in the mammal / M.I. Cohen // Physiol Rev. -1979. Vol. 59 - P. 1105-1173.

75. Connelley, C.A. Pre-Botzinger complex in cats: respiratory neuronal discharge patterns / C.A. Connelley, E.G. Dobdins, J.L. Feldman // Brain Res. 1992. -Vol. 390.-P. 337-340.

76. Cowley, M.A. Leptin activates anorexigenic POMC neurons through a neural network in the arcuate nucleus / M.A. Cowley, J.L. Smart, M. Rubinstein // Nature. -2001. -V. 411. -P. 480-484.

77. Cumin, F. Mechanism of leptin removal from the circulation by the kidney / F. Cumin, H.P. Baum, N. Levens // J. Endocrinol. -1997. V. 155. - P. 577-585.

78. De Castro, D. Electrophysiological study of dorsal respiratory neurons in the medulla oblongata of the rat / D. De Castro, J. Lipski, R. Kanjhan // Brain. Res. -1994. V. 639.-P. 49-56.

79. Dean, J.B. Depolarization and stimulation of neurons in nucleus tractus solitarii by carbon dioxide does not require chemical synaptic input / J.B. Dean, D.A. Bayliss, J.T. Erikson, W.L. Lawing, D.E. Mfflhoffi // Neuroscience 1990. - V. 36.-P. 207-216.

80. Dean, J.B. C02 decreases membrane conductance and depolarizes neurons in the nucleus tractus solitarius / J.B. Dean, W.L. Lawing, D.E. Millhorn // Exp. Brain. Res. -1989. V. 76. - P. 656-661.

81. Dean, J.B. Cell-cell coupling in C02/H+ excited neurons in brainstem slices / J.B. Dean, E.A. Kinkade, R.W. Putnam // Respir. Physiol. 2001. - Vol. 129. -P. 83-100.

82. Del Negro, C.A. Models of respiratory rhythm generation in the pre-Botzinger complex. III. Experimental tests of model predictions / C.A. Del Negro, S.M. Johnson, R.J. Butera, J.C. Smith //J. Neurophysiol. 2001. - V. 86. - P. 59-74.

83. Del Negro, C.A. Persistent sodium current, membrane properties and bursting behavior of pre-Botzinger complex inspiratory neurons in vitro / C.A. Del Negro, N. Koshiya, R.J. Butera, J.C. Smith // J. Neurophysiol. 2002. - V. 88. -P. 2242-2250.

84. Dobdins, E. Brainstem network controlling descending drive to phrenic motoneurons in rat / E. Dobdins, J.L. Feldan // J. Comp. Neurol. 1994. - Vol. 347. - P. 64-86.

85. Dotsch, J. Leptin and neuropeptide Y gene expression in human placenta: ontogeny and evidence for similarities to hypothalamic regulation / J. Dotsch, K.D. Nusken, I Knerr // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1999. - V. 84. - P. 27552758.

86. Duclos, M. Rapid leptin decrease in immediate post-exercise recovery / M. Duclos, J.B. Corcuff, A. Ruffle // Clin. Endocrinol. 1999. - V. 50. - P. 337342.

87. Duffin, J. Functional organization of respiratory neurons: a brief review of current questions and speculations / J. Duffin // Exp. Physiol. 2004. - P. 517525.

88. Duffin, J. Breathing rhythm generation: focus on the rostral ventrolateral medulla / J. Duffin, K. Ezure, J. Lipski // NIPS. -1995. V. 10. - P. 133-140.

89. Ellacott, K.L.J. Characterization of leptin-responsive neurons in the caudal brainstem / K.L.J. Ellacott, I.G. Halatchev, R.D. Cone // Endocrinol. 2006. - V. 147.-P. 3190-3195.

90. Ellenberger, H.H. Sulfated cholecystokinin octapeptide in the rat: pontomedullary distribution and modulation of the respiratory pattern / H.H. Ellenberger, F.M. Smith // Can. J. Physiol. Pharmacol. 1999. - V. 77. - P. 490504.

91. Ehnquist, J.K. The fat-brain axis enters a new dimension / J.K. Elmquist, J.S. Filer // Science. 2004. - V. 304. - P. 63-64.

92. Eugenin, J. Generation of the respiratory rhythm modelling the inspiratory off switch as a neural integrator / J. Eugenin // J. Theor. Biol. 1995. - V. 172. - P. 107-120.

93. Euler, C. von. Brain stem mechanisms for generation and control of breathing pattern / C. von. Euler // Handbook of Physiol. -1986. Sect.3. V.2. - P. 1-67.

94. Evanich, M.J. Analythical methods for the study of electrical activity in respiratory nerves and muscles / MJ. Evanich, M. Lopata, R.V. Lourenco // Chest. -1976. Vol. 70, Jfe l.-P. 158-162.

95. Ezure, K. Synaptic connections between medullary respiratory newrons and considerations on the genesis of respiratory rhythm / K. Ezure // Prog Neurobiol. -1990. Vol. 35. - P. 429-450.

96. Ezure, K. Lung inflation inhibits rapidly adapting receptor relay neurons in the rat / K. Ezure, I. Tanaka // Neuroreport. 2000. - V. 11. - P. 1709-1712.

97. Ezure, K. Pontine projections of pulmonary slowly adapting receptor relay neurons in the cat / K. Ezure, I. Tanaka, M. Miyazaki // Nenroreport. 1998. -Vol. 9.-P. 411414.

98. Ezure, K. Brainstem and spinal projections of augmenting expiratory neurons in the rat / K. Ezure, I. Tanaka, Y. Saito // Neurosci Res. 2003. - Vol. 45. - P. 4151.

99. Feldman, J.L. Neurophysiology of breathing in mammals. In: Handbook of physiol. The nervous system. / J.L. Feldman. -1986. Vol. 4. - P. 463-524.

100. Feldman, J.L. Sighs and gasps in a dish / J.L. Feldman, P.A. Gray // Nature Neurosci. 2000. - V. 3, № 6. - P. 531-532.

101. Friedman, J.M. Leptin and the regulation of body weight in mammals / J.M. Friedman, J.L. Halaas //Nature. -1998. V.395. - P. 763-770.

102. Fong, T.M. Localization of leptin binding domain in the leptin receptor / T.M. Fong, R.-R. Huang, M.R. Tota, C. Mao 11 Mol. Pharmacol. 1998, - Vol. 53. -P. 234-240.

103. Frtihbeck, G. Intracellular signaling pathways activated by leptin / G. FrOhbeck // Biochem. J. 2006. - Vol. 393. - P. 7-20.

104. Funahashi, H. Co-existence of leptin- and orexin-receptors in feeding-regulating neurons in the hypothalamic arcuate nucleus—a triple labeling study / H. Funahashi, S. Yamada, H. Kageyama//Peptides. 2003. - V. 24. - P. 687-694.

105. Funk, G. Generation of respiratory rhythm and pattern in mammals: insights from developmental studies / G. Funk, J.L. Feldman // Curr. Opin. Neurobiol. -1995.-Vol. 5.-P. 778-785.

106. Funk, G. Generation and transmission of respiratory oscillations in medullary slices: role of excitatory in amino acids / G. Funk, J.C. Smith, J.L. Feldman // J. Neurophysiol. 1993. - Vol. 70. - P. 1497-1515.

107. Giersbergen, P.L.M. van. Involvement of neurotransmitters in the nucleus tractus solitara in cardiovascular regulation / P.L.M. van Giersbergen, M. Palkovits, W. de Jong // Physiol. Rev. -1992. Vol. 72, № 3 - P. 789-824.

108. Glaum, S.R. Metabotropic glutamate receptors depress afferent excitatory transmission in the rat nucleus tractus solitarii / S.R. Glaum, R.J. Miller // J. Neurophysiol. -1993. Vol.70, №6. - P. 2669-2672.

109. Golder, F.J. Augmented breath phase volume and timing relationships in the anesthetized rat / F.J. Golder, P.W. Davenport, R.D. Johnson, P.J. Reier, D.C. Bolser // Neurosci. Lett. 2005. - V. 373. - P. 89-93.

110. Gray, P.A. Normal breathing requires preBotzinger complex neurokinin-1 receptor-expressing neurons / P.A. Gray, W.A. Janczewski, N. Mellen, D R. McCrimmon, J.L. Feldman // Nat. Neurosci. 2001. - V.4. - P.927-930.

111. Greer, J.J. Thyrotropin-releasing hormone stimulates potential rat respiration in vitro / J.J. Greer, Z. Al-Zubaidy, J.E. Carter // Am. J. Physiol. -1996. V. 271. -P. R1160-R1164.

112. Grelot, L. Differential effects of halothane anesthesia on the pattern of discharge of inspiratory and expiratory neurons in the region of the retrofacial nucleus / L. Grelot, A.L. Bianchi // Brain Res. -1987. Vol. 404. - P. 335-338.

113. Haji, A. GABAa receptor-mediated inspiratory termination evoked by vagal stimulation in decerebrate cats / A. Haji, M. Okazaki, R. Takeda // Neuropharmacology. -1999. Vol. 38. - P. 1261-1272.

114. Haji, A. Neuropharmacology of control of respiratory rhythm and pattern in mature mammals / A. Haji, R. Takeda, M. Okazaki 11 Pharmacology & Therapeutics. 2000. - Vol. 86. - P. 277-304.

115. Halaas, J.L. Physiological response to long term peripheral and central leptin infusion in lean and obese mice / J.L. Halaas, C. Boozer, J. Blair-West // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1997. V. 94. - P. 8878-8883.

116. Halaas, J.L. Leptin and its receptor / J.L. Halaas, J.M. Friedman // J. Endocrinol. -1997. V. 155.-P. 215-216.

117. Hegyi, K. Leptin-induced signal transduction pathways / K. Hegyi, К. Шбр, К. Kovacs, S. Toth, A. Fahis// Cell Biol. Int. -2004. Vol. 28. -P. 159-169.

118. Heim, M. H. Hie Jack-STAT pathway: specific signal transduction from the cell membrane to the nucleus / M. H. Heim // Eur. J. Clin. Invest. -1996. Vol. 26. -P. 1-12.

119. Henson, M.C. Serum leptin concentrations and expression of leptin transcripts in placental trophoblast with advancing baboon pregnancy / M.C. Henson, V.D. Castracane, J.S. O'Neil // J. Clin. Endocrinol. Metab. -1999. V. 84. - P. 25432549.

120. Herpertz, S. Longitudinal changes of circadian leptin, insulin and Cortisol plasma levels and their coirelation during refeeding in patients with anorexia nervosa / S. Herpertz, N. Albers, R. Wagner // Eur. J. Endocrinol. 2000. - V. 142. - P. 373-379.

121. Heshka, J.T. A role for dietary fat in leptin receptor, OB-RJ3, function / J.T. Heshka, P. J. Jones // Life Sci. 2001. - Vol. 69. - P. 987-1003.

122. Hewson, A.K. The rat arcuate nucleus integrates peripheral signals provided by leptin, insulin, and a ghrelin mimetic / A.K. Hewson, L.Y.C. Tung, D.W. Connell//Diabetes. -2002. -V. 51. -P. 3412-3419.

123. Hilaire, G. Brain stem and spinal control of respiratory muscles during breathing, hi: Neural Control of Respiratory Muscles / G. Hilaire, R. Monteau. -Boca Raton, FL: CRC, 1996. P.91-105.

124. Hilaire, G. Functional significance of the dorsal respiratory group in adult and newborn rats: in vivo and in vitro studies / G. Hilaire, R. Monteau, P. Gauthier, P.Rega,D.Morin//NeurosciLett.- 1990.-Vol. 111.-P. 133-138.

125. Hosoi, T. Brain stem is a direct target for leptins action in the central nervous system / T. Hosoi, T. Kawagishi, Y. Okuma // Endocrinology. 2002. - Vol. 143.-P. 3498-3504.

126. Huang, R.Q. Cell-cell coupling between C02-excited neurons in the dorsal medulla oblongata / R.Q. Huang, J.S. Eriichman, J.B. Dean // Neuroscience. -1997.-V. 80.-P. 41-57.

127. Hwa, J.J. Leptin increases energy expenditure and selectively promotes fat metabolism in ob/ob mice / J.J. Hwa, A.B. Fawzi, MP. Graziano // Am. J. Physiol. -1997. V. 272. - P. R1204-R1209.

128. Inyushkin, A.N. Leptin changes the activity of cells in the suprachiasmatic nucleus and their responses to caudal inputs / A.N. Inyushkin, R.E.J. Dyball. -British Society for Neuroendocrinology Annual Meeting. Manchester, UK. -2003. -P15.

129. Inyushkin, A.N. Inputs to the suprachiasmatic nucleus from the arcuate nucleus are modulated by leptin / A.N. Inyushkin, R.E.J. Dyball // J. Physiol. 2004. - V. 555.-P. C37.

130. Jiang, C. Extensive monosynaptic inhibition of ventral respiratory groups neurons by augmenting neurons in the Botzinger complex in the cat / C. Jiang, J. Lipski // Exp. Brain Res.-1990.-Vol. 81.-P. 639-648.

131. Jiang, C. An alternative approach to the identification of respiratory central chemoreceptors in the brainstem / C. Jiang, H. Xu, N. Cui, J. Wu // Respir. Physiol. 2001. - V. 129. - P. 141-157.

132. Jodkowski, J.S. A pneumotaxic centre in rats / J.S. Jodkowski, S.K. Coles, T.E. Dick//NeurosciLett. -1994. Vol. 172. -P. 67-72.

133. Johnson, S. Isolation of the kernel for respiratory rhythm generation in a novel preparation: the pre-BOtzinger complex 'island' / S. Johnson, N. Koshiya, J. Smith // J. Neurophysiol. 2001. - Vol. 85. - P. 1772-1776.

134. Johnson, S.M. Modulation of respiratory rhythm in vitro: role of Gi/o proteinmediated mechanisms / S.M. Johnson, J.C. Smith, J.L. Feldman // J. Appl. Physiol. -1996. Vol. 80. - P. 2120-2133.

135. Jordan, D. Effects of acetylcholine on respiratory neurons in the nucleus ambiguous retroambigualis complex of the cat / D. Jordan, K.M. Spyer // J. Physiol. -1981. - Vol. 320. - P. 103-111.

136. Kalra, S.P. Interacting appetite-regulating pathways in the hypothalamic regulation of body weight / S.P. Kalra, M.G. Dube, S. Pu // Endocrine Reviews. -1999. V. 20 (l).-P. 68-100.

137. Karius, D. Nucleus tractus solitarius and excitatory amino acids in afferent evoked inspiratory termination / D. Karius, L. Zing, D.F. Speck 11 Appl. Physiol. -1994. Vol. 76, № 3. - P. 1293-1301.

138. Kastin, A.J. Fasting, but not adrenalectomy, reduces transport of leptin into the brain / A. J. Kastin, V. Akerstrom // Peptides. 2000. - V. 21. - P. 679-682.

139. Kishimoto, T. Interleukin-6 family of cytokines and gpl30. / T. Kishimoto, S. Akira, M. Narazaki, T. Taga // Blood. -1995. Vol. 86. - P. 1243-1254.

140. Klasbeek, A. The suprachiasmatic nucleus generates the diurnal changes in plasma leptin levels / A. Klasbeek, E. Fliers, J.A. Romijn // Endocrinol. 2001. -V. 142.-P. 2677-2685.

141. Koshiya, N. NTS neurons with carotid chemoreceptor inpuls arborize in the rostral ventrolateral medulla / N. Koshiya, P. G. Guyenet // Am. J. Physiol. -1996. Vol. 270. -R. 1273-1278.

142. Koshiya, N. Neuronal pacemaker for breathing visualized in vitro / N. Koshiya, J.C. Smith//Nature. -1999. -V. 400. P. 360-363.

143. Lee, G.-H. Abnormal splicing of the leptin receptor in diabetic mice. / G.-H. Lee, R. Proenca, J.M. Montez // Nature (London). 1996. - Vol. 379. - P. 632635.

144. Levin, N. Decreased food intake does not completely account for adiposity reduction after ob protein infusion / N. Levin, C. Nelson, A. Gurney // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1996. V. 93. - P. 1726-1730.

145. Lieske, S.P. Reconfiguration of the neural network controlling multiple breathing patterns: eupnea, sighs and gasps / S.P. Lieske, M. Thoby-Brisson, P. Telgkamp, J.M. Ramirez//Nature Neurosci. 2000. - V. 3, № 6. - P. 600-607.

146. L611mann, B. Detection and quantification of the leptin receptor splice variants OB-Rct, J3 and e in different mouse tissues / B. Lollmann, S. Griininger, A. Stricker-Krongrad, M. Chiesi // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1997. -Vol. 238.-P. 648-652.

147. Lumsden, T. Observations of the respiratory centers in the cat IT. Lumsden // J. Physiol. -1923. L. VE (3). - P. 153-160.

148. Mazzone, S.B. Hypoxia attenuates the respiratory response to injection of substance P into the nucleus of the solitary tract of the rat / S.B. Mazzone, C.F. Hinrichsen, D.P. Geraghty//Neurosci. Lett. -1998. V. 256. - P. 9-12.

149. McCrimmon, D.R. Pattern formation and rhythm generation in the ventral respiratory group / D.R. McCrimmon, A. Monnier, F. Hayashi, E.J. Zuperku // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 2000. - Vol. 27 (1- 2). -P. 126-131.

150. McCrimmon, D.R. Unraveling the mechanism for respiratory rhythm generation / D.R. McCrimmon, J.M. Ramirez, S. Alford, E.J. Zuperku // Bioessays. 2000. -Vol. 22.-P. 6-9.

151. Mellen, N.M. Phasic vagal sensory feeddack transforms respiratory neuron activity in vitro / N.M. Mellen, J.L. Feldman // J. Neurosci. 2001. - Vol. 21. -P. 7363-7371.

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

153. Mercer, J.G. Localization of leptin receptor (Ob-R) messenger ribonucleic acid in the rodent hindbrain / J.G. Mercer, K.M. Moar, N. Hoggard // Endocrinology. -1998. V. 139.-P. 29-34.

154. Merrill, E.G. Where are the real respiratory neurons? / E.G. Merrill // Federal. Proc. -1981. Vol. 40. - P. 2389-2394.

155. Merrill, E.G. Finding a respipatory function for the medullary respiratory neurons. In Essays on the Nervous System / E.G. Merrill Oxford: Clarendon Press, 1974.-P. 451-486.

156. Merrill, E.G. Origin of the expiratory inhibition of nucleus tractus solitarius inspiratory neurons / E.G. Merrill, J. Lipski, J. Kubin, L. Fedorco // Brain Res. -1983.-Vol.263.-P. 43-50.

157. Mifflin, S.W. Convergent carotid sinus nerve and superior laryngeal nerve afferent inputs to neurons in the NTS / S.W. Mifflin // Am. J. Physiol. 1997. -Vol. 110.-P. 229-236.

158. Miller, A.D. Control of abdominal muscles by brain stem respiratory neurons in the cat / A.D. Miller, K. Ezure, L. Suzuki // J. Neurophysiol. 1985. - Vol. 54. - P. 155-167.

159. Miller, A.D. Botzinger expiratory neurons may inhibit phrenic motoneurons and medulla inspiratory neurons during vomiting / A.D. Miller, S. Nonaka // Brain Res. -1990. Vol. 521. - P. 352-354.

160. Miyazaki, M. Activity of rat pump neurons is modulated with central respiratory rhythm / M. Miyazaki, A. Arata, I. Tanaka, K. Ezure // Neurosci. Lett. 1998. -V. 249. - P. 61-64.

161. Miyazaki, M. Excitatory aid inhibitory synaptic inputs shape the discharge pattern of pump neurons of the nucleus tractus solitarii in the rat / M. Miyazaki, I. Tanaka, K. Ezure // Exp. Brain. Res. -1999. V. 129. - P. 191-200.

162. Morton, N.M. Leptin action in intestinal cells / N.M. Morton, V. Emilsson, Y.L. Liu HI Biol. Chem. -1996. V. 273. -P. 26194-26201.

163. Mutolo, D. Respiratory changes induced by kainic acid lesions in rostral ventral respiratory group of rabbits / D. Mutolo, F. Bongianni, M. Carfi, T. Pantaleo // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2002. - Vol. 283. - P. 227-242.

164. Myers Jr., M. G. Leptin receptor signaing and the regulation of mammalian physiology / M. G. Myers Jr. // Rec. Prog. Honn. Res. 2004. - Vol. 59. - P. 287-304.

165. Nagai, K. Effect of bilateral lesions of the suprachiasmatic nuclei on the circadian rhythm of food-intake / K. Nagai, T. Nishio, H. Nakagawa // Brain Res. 1978. - V. 142. - P. 384-389.

166. Nagamori, K. Effects of leptin on hypothalamic arcuate neurons in Wistar and Zucker rats: An in vitro study / K. Nagamori, M. Ishibashi, T. Shiraishi, Y. Oomura, K. Sasaki //Exp. Biol. Med. 2003. - V. 228. - P. 1162-1167.

167. Nattie, E.E. Central chemoreceptors, pH, and respiratory control. In: pH and Brain Function / E.E. Nattie Wiley-Lis. New York, 1998. - P. 535-560.

168. Nattie, E.E. C02, brainstem chemoreceptors and breathing / E.E. Nattie // Prog Neurobiol. 1999. - V. 59. - P. 299-331.

169. Nattie, E.E. Multiple sites for central chemoreception: their roles in response sensivity and in sleep and wakefulness / E.E. Nattie // Respir. Physiol. 2000. -V. 122.-P. 223-235.

170. Nattie, E.E. Responses of respiratory modulated and tonic units in the retrotrapezoid nucleus to C02/ E.E. Nattie, M.-L. Fung, A. Li, W.M. St. John // Respirat. Physiol. -1993. Vol. 94. - P. 35-50.

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

172. Onimaru, H. Localization of respiratory rhythm generating neurons in the medulla of brainstem-spinal cord preparations from newborn rats / H. Onimaru, A. Arata, I. Homma//Neurosci. Lett. -1987. Vol.78. - P. 151-155.

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

174. Onimaru, H. Intrinsic burst generation of preinspiratory neurons in the medulla of brainstem-spinal cord preparations isolated from newborn rats / H. Onimaru, A. Arata, I. Homma // Exp. Brain Res. 1995. - Vol. 106. - P.57-68.

175. Onimaru, H. Contribution of Ca 2+ dependent conductances to membrane potential fluctuations of medullary respiratory neurons of newborn rats in vitro / H. Onimaru, K. BaHanyi, I. Homma // J. Phisiol. - 2003. - Vol. 552. - P. 727741.

176. Onimaru, H. A novel functional neuron group for respiratory rhythm generation in the ventral medulla / H. Onimaru, I. Homma // J. Neurosci. 2005. - Vol. 23, №4.-P. 1478-1486.

177. Parisian, K. Ventilatory effects of gap junction blocade in the NTS in awake rats / K. Parisian, P. Wages, A. Smith, J. Jarosz, A. Hewitt, J.C. Leiter, J.S. Erlichman // Respirat. Physiol. Neurobiol. 2004. - V. 142. - P. 127-143.

178. Paxinos, G. The rat brain in stereotaxic coordinates / G. Paxinos, C. Watson. -San Diego. Academic, 1997.

179. Pederson, M.E.F. Effects of somatostatin on the control of breathing in humans / M.E.F. Pederson, K.L. Dorrington, P.A. Robbins //J. Physiol. 1999. - V. 521. -P. 289-297.

180. Pena, F. Endogenous activation of serotonine 2A receptors in required for repiratory rhythm generation in vitro / F. Pena, J.M. Ramirez // J. Neurosci. -2002. - Vol. 22. - P. 11055-11064.

181. Pena, F. Substance P-mediated modulation of pacemaker properties in the ammalian respiratory network / F. Pena, J.M. Ramirez // J. Neurosci. 2004. -Vol. 24.-P. 7549-7556.

182. Pinto, S. Rapid rewiring of arcuate nucleus feeding circuits by leptin / S. Pinto, A.G. Roseberry, H. Liu // Science. 2004. - V. 304. - P. 110-115.

183. Powis, J.E. Leptin depolarizes rat hypothalamic paraventricular nucleus neurons / J.E. Powis, J.S. Bains, A.V. Ferguson // Am. J. Physiol. 1998. - V. 274. -R1468-R1472.

184. Prosser, R.A. Leptin phase-advances the rat suprachiasmatic circadian clock in vitro / R.A. Prosser, H.E. Bergeron // Neuroscience Letters. 2003. - V. 336. - P. 139-142.

185. Ramirez, J. M. Selective lesioning of the cat pre-Botzinger complex in vivo eliminates breathing but not gasping / J. M. Ramirez, S. W. Schwarzacher, O. Pierrefiche, B. M. Olivera, D. W. Richter // J. Physiol (Lond). 1998. - Vol. 507.-P. 895-907.

186. Ramirez, J.M. Pacemaker neurons and neuronal networks: An integrative view / J.M. Ramirez, A.K. Tryba, F. Pena // Curr. Opin. Neurobiol. 2004. - V. 14. - P. 665-674.

187. Ramirez, J.M. Respiratory rhythm generation: Converging concepts from in vitro and in vivo approaches? / J.M. Ramirez, E.J. Zuperku, G.F. Alheid, S.P. Lieske, K. Ptak, D.R. McCrimmon // Respirat. Physiol. Neurobiol. 2002. - V. 131.-P. 43-56.

188. Rekling, J.C. Prebotzinger complex and pacemaker neurons: Hypothesized site and kernel for respiratory rhythm generation / J.C. Rekling, IL. Feldman // Annu. Rev. Physiol. -1998. V. 60. - P. 385-405.

189. Rekling, J.C. Synaptic control of motoneuronal excitability / J.C. Rekling, G.D. Funk, D. A. BayKss, X. Dong, J.L. Feldman // Physiol. Rev. 2000. - V. 80, №2. -P. 767-352.

190. Rekling, J.C. Electrical coupling and excitatory synaptic transmission between rhythmogenetic respiratory neurons in the pre-Betzinger complex / J.C. Rekling, X.M. Shao, J.L. Feldman // J. Neurosci. 2000. - Vol. 20, RC. 113. - P. 1-5.

191. Richter, D.W. Generation and maintenance of the respiratory rhythm / D.W. Richter // J. Exp. Biol. -1982. Vol. 100. - P. 93-96.

192. Richter, D.W. Neural regulation of respiration: rhythmogenesis and afferent control / D.W. Richter. Comprehensive Human Physiology. - Berlin: Springer, 1996.-Vol. 2-P. 2079-2095.

193. Richter, D.W. Mechanims of respiratory rhythm generation / D.W. Richter, K. Ballanyi, S.M. Schwarzacher // Curr. Opin Neurobiol. 1992. - Vol. 2. - P. 788793.

194. Richter, D.W. A three phase theory about the basic respiratory pattern generator. In: Central neurone environment and the central systems of breathing and circulation / D.W. Richter, D. Ballantyne. Berlin: Springer-Verlag, 1983. - P. 164-174.

195. Richter, D.W. How is the respiratory rhythm generated? / D.W. Richter, D. Ballantyne, J. E. Remmers // News Physiol. Sei. -1986. Vol. 1. - P. 109-112.

196. Ruffin, M.P. hitracerebroventricular injection of murine leptin changes the postprandial metabolic rate in the rat / M.P. Ruffin, S. Nicolaidis // Brain Res. -2000.-V. 874.-P. 30-36.

197. Saether, K. Dorsal and ventral respiratory groups of neurons in the medulla of the rat / K. Saether, G. Hifcrire, R. Monteau // Brain. Res. 1987. - V. 419. - P. 87-96.

198. Saladin, R. Transient increase in obese gene expression after food intake or insulin administration / R. Saladin, P. De Vos, M. Guerre-Millo // Nature. -1995.-V. 377. P. 527-529.

199. Sasaki, H. Morphology of augmenting inspiratory neurons of the ventral respiratory group in the cat / H. Sasaki, K. Otake, H. Mannen, K. Ezure, M. Manabe // J. Comp. Neurol. -1989. Vol. 282. - P. 168-197.

200. Schnrid, K. Inhibition mediated by glycine and GABAa receptors shape the discharge pattern of bulbar respiratory neurons / K. Schmid, A.S. Foutz, M. Denavit-Saubie // Brain Res. -1998. Vol. 710. - P. 150-160.

201. Schwartz, M.W. Identification of targets of leptin action in rat hypothalamus / M.W. Schwartz, R.J. Seeley, L.A. Campfield // J. Clin. Invest. -19%. V. 98. -P. 1101-1106.

202. Schwartz, M.W. Specificity of leptin action on elevated blood glucose levels and hypothalamic neuropeptide Y gene expression in ob/ob mice / M.W. Schwartz, D.G. Baskin, T.R. Bukowski // Diabetes. -1996. V. 45. - P. 531-535.

203. Schwarzacher, W. S. Pre-Botzinger complex in the cat / W. S. Schwarzacher, J. C. Smith, D. W. Richter//J. Newrophysiol. -1995. P. 1452-1461.

204. Shao, X.M. Modulation of AMPA receptors by cAMP dependent protein kinase in pre-Botzinger complex inspiratory rhythm in the rat / X.M. Shao, J.L. Feldman // Physiol. - 2003. - Vol.547. - P. 543-553.

205. Shen, L.L. Caudal expiratory neurones in the rat / L.L. Shen, J. Duffin // Pflugers Arch. 2002. - Vol. 444. - P. 405-410.

206. Shioda, S. Immunohistochemical localization of leptin receptor in the rat brain / S. Shioda, H. Funahashi, S. Nakajo, T. Yada, O. Maruta, Y. Nakai //Neurosci. Lett.-1998.-V. 243.-P. 41-44.

207. Smith, J.C. Respiratory rhythm generation in neonatal and adult mammals: the hybrid pacemaker-network model / J.C. Smith, RJ. Butera, N. Koshiya, C. Del Negro, C.G. Wilson, S.M. Johnson // Respir. Physiol. 2000. - V. 122. - P. 131148.

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

209. Solomon, I.C. Glutamate neurotransmission is not required for, but may modulate, hypoxic sensitivity of pre-Botzinger complex in vivo / I.C. Solomon // J. Neurophysiol. 2005. - V. 93. - P. 1278-1284.

210. Soltysik, S. In rats, sighs correlate with relief / S. Soltysik, P. Jelen // Physiol. Behav. 2005. - V. 85. - P. 598-602.

211. Song, G. Projections from pontine pneumotaxis center to medullary Botzinger complex in cats / G. Song, P. Yu, L. Liu // Sheng. Li. Hsueh. Pao. -1996. V. 48, №1. - P. 59-64.

212. Stanley, B.G. Neuropeptide Y chronically injected into the hypothalamus: a powerful neurochemical inducer of hyperphagia and obesity / B.G. Stanley, S.E.

213. Kyrkouli, S. Lampert, S.F. Leibowitz // Peptides. 1986. - Vol. 7. - P. 11891192.

214. Stornetta, R.L. Inspiratory augmenting bulbospinal neurons express both ghitamatergic and enkephalinergic phenotypes / R.L. Stornetta, C.P. Sevigny, P.G. Guyenet//J. Comp. Neurol. 2003. - Vol. 455. - P. 113-124.

215. Sweasey, R.D. Distribution of GABA and glycine in the lamb nucleus of the solitary tract / R.D. Sweasey // Brain Res. 1996. - Vol. 737. - P.275-286.

216. Takeda, R. Effects of halothane on membrane potential and discharge activity in pairs of bulbar respiratory neurons of decerebrate cats / R. Takeda, A. Haji // J. Neuropharmacology. -1992. Vol. 31. - P. 1049-1058.

217. Takenoya, F. Galanin-like peptide (GALP) is target for regulation by orexin in the rat hypothalamus / F. Takenoya, K. Aihara, H. Funahashi // Neurosci. Lett. -2003.-V. 340.-P. 209-212.

218. Tankersley, C.G. Modified control of breathing in genetically obese (ob/ob) mice / C.G. Tankersley, S. Kleeberger, B. Russ // J. Appl. Physiol. 1996. - V. 81.-P. 716-723.

219. Tankersley, C.G. Leptin attenuates respiratory complications associated with the obese phenotype / C.G. Tankersley, C.P. O'Donnell, M.J. Daood // J. Appl. Physiol. -1998. V. 85. - P. 2261-2269.

220. Tartaglia, L.A. The leptin receptor / L.A. Tartaglia // J.Biol. Chem. 1997. -Vol. 272.-P. 6093-6096.

221. Tartaglia, L.A. Identification and expression cloning of a leptin receptor, OB-R / L.A. Tartaglia, M. Dembski, X. Weng // Cell. -1995. Vol. 83. - P. 1263-1271.

222. Thoby-Brisson, M. Identification of two types of inspiratory pacemaker neurons in the isolated respiratory neural network of mice / M. Thoby-Brisson, J.M. Ramirez // J. Neurophysiol. 2001. - V. 86. - P. 104-112.

223. Tsuchiya, T. Expression of leptin receptor in lung: leptin as a growth factor / T. Tsuchiya, H. Shimizu, T. Horie // Eur. J. Pharmacol. 1999. - V. 365. - P. 273279.

224. Van den Pol, A.N. A fine-grained anatomical analysis of the role of the rat suprachiasmatic nucleus in circadian rhythms of feeding and drinking / A.N. Van den Pol, T. Powley // Brain Res. -1979. V. 160. - P. 307-326.

225. Wang, X. Evidence of a role for neuropeptide Y and monoamines in mediating the appetite-suppressive effect of GH / X. Wang, J.R. Day, Y. Zhou // J. Endocrinol. -2000. Vol. 166. - P. 621-630.

226. Wang, M.-Y. A novel leptin receptor isoform in rat / M.-Y. Wang, Y. T. Zhou, C. B. Newgard, R.H. Unger // FEBS Lett. -1998. Vol. 392. - P. 87-90.

227. Wang, W. Chemosensivity of non-respiratory rat CNS neurons in tissue culture / W. Wang, G.B. Richerson // Brain Res. 2000. - V. 860. - P. 119-129.

228. Willesen, M.G. Co-localization of growth hormone secretagogue receptor and NPY mRNA in the, arcuate nucleus of the rat / M.G. Willesen, P. Kristensen, J. Romer // Neuroendocrinology. 1999. - V. 70. - P. 306-316.

229. Wong-Riley, M.T.T. Neurochemical development of brain stem nuclei involved in the control of respiration / M.T.T. Wong-Riley, Q. Liu // Resp. Physiology & Neurobiology. 2005. - Vol. 149. - P. 83-98.

230. Wu, J. Expression and coexpression of CCVsensitive Kir channels in brainstem neurons of rats / J. Wu, H. Hu, W. Shen, C. Jiang //J. Membrane Biol. 2004. -V. 197.-P. 179-191.

231. Zhang, H.H. Ceiling culture of mature human adipocytes: use in studies of adipocyte functions / H.H. Zhang, S. Kumar, A.H. Barnett // J. Endocrinol. -2000.-V. 164.-P. 119-128.

232. Zhang, Y. Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue / Y. Zhang, R. Proenca, M. Maffei // Nature. -1994. V. 372. - P. 425-432.

233. Zhang, F. Crystal Structure of the obese protein leptin-ElOO / F. Zhang // Nature. 1997. - Vol. 387. - P. 206-209.