Повышение неспецифической резистентности путем искусственной модуляции межполушарных отношений

С точки зрения методологических принципов патофизиологии, материал предыдущих разделов можно рассматривать как результат первого и второго этапов (оценка фоновых показателей и моделирование патологического процесса) классического патофизиологического эксперимента.

Их анализ позволил сформулировать рабочую гипотезу, предполагающую зависимость индивидуальных различий уровня неспецифической резистентности к экстремальным воздействиям от степени выраженности и направленности функциональной асимметрии мозга. Исходя из этого суть третьего, заключительного этапа патофизиологического эксперимента – экспериментальной терапии, состояла в попытке повысить уровень резистентности путем искусственного формирования функциональной асимметрии полушарий.

Для модуляции межполушарных отношений существует немало способов, основанных как на фармакологических, так и физических воздействиях.

Возможностью влиять на характер ФМА и, в частности, ее поведенческий эквивалент, например, – индуцировать одну из разновидностей моторной асимметрии – т.н. barrel rotation, обладают многие фармакологические препараты холинэргического действия, а также пептиды эндоцеребрального происхождения и их антагонисты (В.К. Луценко, М.Ю. Карганов, 1985, 1986; Г.А. Вартанян, Б.И. Клементьев, 1991; М. Cohn, 1975; R. Burke et al., 1982).

Работами S.D. Glick (1982 - 1988) было показано, что спонтанные и индуцированные ротации совершаются крысами в направлении, противоположном полушарию с относительно большим содержанием дофамина. Им же была обнаружена разнонаправленная межполушарная асимметрия активности пре- и постсинаптических дофаминовых рецепторов стриатума и возможность ее трансформации с помощью медикаментозной стимуляции или блокады дофаминергических механизмов (L-Дофа, амфетамин).

Наш выбор пал на ипразид, препарат ингибирующий моноаминоксидазу и увеличивающий за счет этого общее содержание катехоламинов в ткани мозга (В. Brodie еt al., 1959; Spektor et al., 1960; Г.И. Цобкало, М.К. Калинина, 1968; Н.К. Попова, 1970). Лишним поводом использования ипразида для экспериментальной терапии с целью подтверждения рабочей гипотезы послужили данные о его противосудорожном эффекте (Е.П. Семенова, 1971).

Введение ипразида амбилатеральным крысам с высокой судорожной готовностью и, соответственно – низким уровнем резистентности (линия Крушинского-Молодкиной) значительно повышало судорожный порог и увеличивало процент выживаемости животных при шокогенной механической травме (А.В. Черноситов, Р.Ф. Морозова, 1980). Повышение резистентности сопровождалось появлением достоверных амплитудных межполушарных различий в первичных, трансколлозальных и вторичных ассоциативных корковых вызванных потенциала. Появление электрофизиологической асимметрии коррелировало с 2-4 кратной разницей содержания адреналина и норадреналина в тканях левого и правого полушарий.

Последующие серии экспериментов были посвящены верификации направленности индуцированной ипразидом асимметрии полушарий по показателям латерального профиля побежек и сопоставлении с его противошоковым и противосудорожным эффектами.

Для этого крысам обоего пола после определения исходного ЛПП и СГ внутрибрюшинно вводили раствор ипразида из расчета 5мг/100г массы. Длительность фармакологического действия препарата позволяла проводить последующее 3-4 кратное тестирование в лабиринте и 2 кратное “прозванивание”, после чего одних животных подвергали механической травме, а других формалиновому стрессу. Как видно из представленного графика (рис. 5), ипразид вызывал существенное изменение значений фонового ЛПП. У крыс с синистральным типом моторно-ориентационной асимметрии отмечалось увеличение значений ЛПП без смены знака и закономерное снижение уровня СГ. У животных с декстральным типом ЛПП и амбилатеральных увеличение значений ЛПП могло сопровождаться его инверсией.

Рис. 5 Зависимость летальности от латерального профиля побежек и судорожной готовности при травматическом шоке на фоне предварительного введения ипразида.

Выборка включает самцов и самок.

Сплошная линия на графике А - ЛПП в фоне, пунктирная - ЛПП после введения ипразида; Б - судорожная готовность в фоне; В - судорожная готовность после введения ипразида; Г - гистограмма летальности.

Остальные обозначения те же, что на рис.3.

Что касается летальности, то в сравнении с теми сериями, в которых экстремальным воздействиям подвергались интактные крысы, совершенно очевидно ее общее снижение прежде всего за счет уменьшения процента срочной гибели. Однако в случаях инверсии ЛПП или увеличения его декстральной выраженности сохранялась высокая вероятность срочной гибели животных. У таких крыс не отмечалось и радикального снижения судорожной готовности.

Анализ результатов, полученных в экспериментах с ипразидом, закономерно порождал вопрос - является ли повышение устойчивости к экстремальным воздействиям следствием усиления ФМА или последнее служит не более как соответствующим показателем такого повышения. Было необходимо подобрать более “чистое”, свободное от побочных фармакологических эффектов воздействие, непосредственным образом изменяющее ФМА в желаемом направлении.

Существует множество экспериментальных методов как селективной активации, так и функционального “подавления” одного из полушарий мозга, ведущих к односторонним поведенческим, нейрохимическим и электрофизиологическим нарушениям. Функциональное выключение одного из полушарий можно достичь методом распространяющейся депрессии, локальным охлаждением, блокадой кровоснабжения (Я. Буреш с соавт., 1991), унилатеральным электрошоком (Л.Я. Баллонов с соавт., 1976; В.Ф. Фокин, В.А. Федан, 1978). Однако ни один из перечисленных способов не может быть признан достаточно физиологичным, ибо все они чреваты серьезными изменениями на клеточно-субклеточном уровне. Есть и другие причины, делающие невозможным использование этих методов в хронических опытах. С большой натяжкой можно признать физиологичными и большинство способов электрической активации полушарий с целью формирования доминанты (Р.А. Павлыгина, Р.А. Позднякова, 1960; Л.С. Гречушникова, 1974; Р.А. Павлыгина с соавт., 1980).

В свое время И.М. Сеченов, характеризуя афферентацию от внутренних органов, ввел в научный обиход термин “темные ощущения”. В отсутствие патологических изменений в органах и тканях такая афферентация (а ее существование неоспоримо доказано методом нейрографии) неощутима и субъективно никаким образом не воспринимается.

Единственно доступным и корректным искусственным аналогом такой афферентации, по крайней мере, в плане отсутствия субъективного восприятия, является субсенсорная, т.е. значительно ниже порога чувствительности, электротоковая стимуляция (В.С. Русинов, 1969). Мы предполагали, что подобная стимуляция, наносимая унилатерально, способна изменить межполушарные отношения, не вызывая при этом нежелательных структурных изменений в ткани мозга. Для этого проводили тщательный подбор параметров стимуляции, эффект которой подтверждался четкими признаками трансформации ФМА. Был использован разработанный А.П. Чуприковым и успешно используемый для лечения нервно-психических заболеваний метод субсенсорного унилатерального транскутанного воздействия постоянным током и постоянным пульсирующим током (А.П. Чуприков с соавт. 1987, 1994). Нами совместно этот метод был адаптирован для модуляции латерального поведения у крыс (А.В. Черноситов, А.П. Чуприков, 1983).

Электростимуляцию осуществляли посредством стимулятора ЭСУ-2 у фиксированных на животе бодрствующих животных с помощью стальных игольчатых электродов, вводимых под кожу нижней трети дорсальной поверхности передних конечностей. Межэлектродное расстояние 6-10 мм. Длительность импульсов 1-2 мс, частота следования 20 в секунду, форма импульсов - прямоугольная, длительность непрерывного раздражения 30 мин. Величину импульсов индивидуально подбирали так, чтобы она составляла не более половины пороговой, вызывающей локальную двигательную реакцию.

Ультраструктурный анализ тканей сенсомоторной коры и гипоталамуса стимулированных животных, проведенный на электронном микроскопе Jem 100 (Япония) показал отсутствие заметных изменений со стороны нейронного, глиального и сосудистого аппарата.

Дополнительные исследования показали, что в сенсомоторной коре и медиальном гипоталамусе полушария, контрлатерального стимулированной конечности в первые 5 минут стимуляции возникает десинхронизация энцефаллограммы, которая на 6-7 минуте сменяется низкоамплитудной медленноволновой (3-6 Гц) активностью. В это же время десинхронизация нарастает в ЭЭГ противоположного полушария (А.В. Черноситов, Е.Г. Савченко, 1980).

Сопоставляя эти данные с реакцией медиального гипоталамуса на короткие прямоугольные импульсы постоянного тока, подаваемые на кожу контралатеральной передней конечности, которая у 70 % нейронов выражалась в тормозно-возбудимом типе импульсного ответа (А.В. Черноситов, Ле Тху Льен, 1987), мы пришли к заключению, что длительная субсенсорная односторонняя стимуляция приводит к функциональному торможению корковых и подкорковых структур “адресного” полушария.

Учитывая возможность появления различий в эффектах стимуляции, связанных с полом животных, исследование проводили на группе самцов и группе самок по 25 особей в каждой. Как явствует из уже описанных экспериментов, пониженная устойчивость к экстремальным воздействиям сочетается с низкими значениями ЛПП и высокой судорожной готовностью. Исходя из этого, в указанные группы были включены преимущественно амбилатеральные особи, у которых количественное соотношение лево- и правосторонних побежек не превышало 1:1,3. Поскольку наибольшая устойчивость к экстремальным воздействиям коррелировала с синистральностью ЛПП, стимуляцией необходимо было обеспечить левостороннюю направленность моторно-ориентированной асимметрии. В реализации этой задачи мы опирались на результаты предварительных исследований, которые свидетельствовали о том, что стимуляция левой конечности у амбилатеральных крыс резко увеличивает количество побежек влево (рис. 6).

Рис. 6Эффекты унилатеральной субсенсорной электростимуляции .

Горизонтальные стрелки отражают преимущественную направленность побежек до (левая часть рисунка) и после (правая часть рисунка) стимуляции.

Зона стимуляции на конечности отмечена темным кружком. Темным цветом отмечены полушария, доминирующие в фоне и после стимуляции.

В качестве экстремального воздействия использовали механическую травму. Методики тестирования и последовательность эксперимента были аналогичны предыдущим сериям.

Полученные данные (рис. 7; рис. 8) свидетельствуют о высокой, особенно у самцов, воспроизводимости метода, позволяющего нивелировать фоновую амбидекстральность и закономерно смещать ЛПП в синистральном направлении при стимуляции левой конечности. В отличие от ипразида, эффект которого заключается, скорее всего, в усилении исходной асимметрии независимо от ее направленности, унилатеральная субсенсорная стимуляция обладает строго направленным влиянием на межполушарные отношения.

Рис. 7Зависимость летальности от латерального профиля побежек и судорожной готовности у самок на фоне предварительной унилатеральной субсенсорной электростимуляции. Травматический шок. Пунктирная линия на графике А - ЛПП после стимуляции; В - судорожная готовность после стимуляции.

Остальные обозначения те же, что на рис.3.

Рис. 8Зависимость летальности от латерального профиля побежек и судорожной готовности у самцов на фоне предварительной унилатеральной субсенсорной электростимуляции.

Остальные обозначения те же, что на рис.3, рис.7.

Этот эффект более выражен у самцов, как с синистральным, так и с декстральным типом ЛПП. В то же время у самок с декстральным типом ЛПП стимуляция левой конечности не вызывает закономерной синистризации побежек, а в ряде случаев еще больше смещает ЛПП вправо, что коррелирует с отсутствием заметного снижения СГ, а иногда и с ее повышением по сравнению с фоном. Что касается летальности, то здесь, как в предыдущей серии с ипразидом, заметно уменьшается количество случаев срочной и отсроченной гибели, связанное, как это видно из графиков, с усилением синистральности ЛПП и снижением уровня судорожной готовности.

С помощью субсенсорной электростимуляции удавалось не только усиливать, но и ослаблять моторно-ориентационную асимметрию, моделируя у крыс поведенческую амбилатеральность. Такой эффект можно было достигнуть стимуляцией конечности, контралатеральной стороне преимущественной направленности побежек. Однако, более эффектной в этом плане оказалась попеременная стимуляция обеих конечностей, когда за 30 минутный сеанс на каждую конечность воздействовали 3 раза по 5 минут. Такая, по терминологии А.П.Чуприкова, “раскачка” полушарий приводила к нивелированию имевшейся в фоне моторно-ориентационной асимметрии, крыса становилась амбилатеральной.

11 самок спустя 24 часа после такого рода стимуляции были подвергнуты механической травме. Срочная, в течение первого часа, гибель наступала у 6 крыс, отсроченная, в течение последующих 7 часов - у четырех. Выжила только одна. Подчеркнем, что все животные до стимуляции имели высокие, более 0,3, показатели латерального профиля побежек.

Полученные данные дают веские основания рассматривать синистральность моторно-ориентационной асимметрии как важнейший фактор, а не только как признак повышения НРЗ, особенно в сочетании с низким уровнем СГ, а амбилатеральный и декстральный типы асимметрии в сочетании с повышенной СГ - как фактор ослабляющий НРЗ. Это в равной степени относится и к самцам и к самкам.

Следует еще раз подчеркнуть, что при обоих методах модуляции ФМА (ипразид и унилатеральная субсенсорная электростимуляция) изменения со стороны ЛПП у самок с декстральным или близким к нему типом моторно-ориентационной асимметрии были более вариабельными, а в ряде случаев - противоположными по сравнению с самцами с аналогичным типом ЛПП.

Это дает основание предполагать существование у самок в отличии от самцов какого-то эндогенного и достаточно сильного асимметризирующего влияния на мозг, у одних - контрастирующего синистральный, а у других - декстральный тип моторно-ориентационной асимметрии. Оно, вероятно, и препятствует попыткам искусственной инверсии ФМА у самок с декстральным типом ЛПП.

Какова же природа этого гипотетического фактора? Вполне логично предположить, что его источником является то, что собственно и определяет женский пол особи, т.е. система женской репродукции.