CC BY
10
УДК 616.858.036.865 Храмцов Д. М.
МОДУЛЯЦ1Я ВНУТР1ШНЬОСТР1АРНО1 НЕЙРОТРАНСМ1СП ПРИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ П1СЛЯТРАВМАТИЧНОМУ ПАРК1НСОН1ВМ1
Державний заклад «Луганський державний медичний утверситет»
Мета роботи - дослгдження змгн характерних для парктсотчного синдрому (ПС) поведткових симптом1в за умов експериментального в{дтворення модел{ тслятравматичного парктсотчного синдрому (ППС). Досл{ди виконан на щурах за умов хротчного експерименту з дотриманням основних вимог патоф{зюлог{чного експерименту. Показано, що за умов р{зних моделей експериментального ПС ствставними були показники 1нщ1ацИ рух{в, горизонтальног та вертикальног руховог активност{, м'язовог риг{дност{. Доведено, що, в раз{ модуляцп внутр{шньостр{арног (в/стр) нейротрансмсг можлива корекц{я рухових та м'язових порушень в щур{в {з ППС. При-гтчення активност{ в/стр холтерг{чног та активац{я дофамтерг{чног нейротрансмсг спри-чиняють усунення прояв{в ППС. Модуляц{я в/стр холт- та дофамтерг{чног нейропередач{ тдтверджуе гх патогенетичне значення за умов ПС, що е експериментальним тд^рунтям до-ц{льност{ тестування кл{тчног ефективност{ схем комплексной патогенетичног терапИ ППС.
Ключов1 слова: пюлятравматичний парк1нсон1чний синдром, стр1атум, нейротрансм1с1я, ацетилхол1н, дофам1н, патогенетично обфунтована терап1я
Робота виконана в межах НДР кафедри неврологи з нейрох1рурпею ДЗ "Луганський державний медичний университет" "Динамка нейровегетативних розладiв у лiквiдаторiв наслщив аварИ на ЧАЕС в резидуальному перюдГ (№ держреестраци 0106У001145).
Вступ
Актуальтсть всебiчного дослщження пов'язаних з черепно-мозковою травмою (ЧМТ) проблем та шдукованих нею наслщш не викли-кае сумнiвiв через полiморфнiсть клiнiчних про-явiв цього захворювання, стертiсть кл^чно! кар-тини, залучення до його розвитку низки патофн зiологiчних механiзмiв, значну ктькють усклад-нень, тривалий термш Тх матфестаци, незадовн льну ефективнють комплексного лiкування [1, 5, 8]. Ктькють хворих iз ЧМТ щорiчно зростае [10, 12], що пщштовхнуло нас до клiнiчного виявлен-ня прошарку хворих iз розвитком тслятравматичного парктсотчного синдрому (ППС), дiагнос-тика та лiкування яких е складною зважаючи на низку проблем медичного та суто суб'ективного характеру.
Згщно уявлень академка Г. М. Крижановсько-го про комплексну патогенетичну тератю ней-ропатологiчних синдромiв [7], було проведено низку дослав, спрямованих, по-перше, на роз-робку та подальше дослщження адекватно! мо-делi ППС [9], по-друге, на вивчення патофiзiоло-гiчних механiзмiв вказано! патологи [11]. Зважаючи на провщну роль хвостатих ядер [13] та патогенетичне значення порушення тгро-с^арно! дофамшерпчно! нейропередачi при паркшсотч-ному синдромi (ПС) [2], важливим е дослщження модуляцп внутршньос^арно! (в/стр) нейротра-нсмiсiТ.
Мета роботи - дослщження змш характерних для ПС поведткових симптомiв за умов експериментального вщтворення моделi ППС.
Матерiал та методи дослiдження
Дослiди були проведет за умов хротчного експерименту на щурах iз дотриманням вимог стосовно використання лабораторних тварин у експериментальних дослщженнях (Конвен^я Ради бвропи, 1986; Закон УкраТни вiд
21.02.2006, №3447-IV). Методи знеболення та позбавлення життя тварин за дослщних умов були такими, як узгоджуються з "Правилами ви-конання робiт з використанням експериментальних тварин", затвердженими наказом МОЗ УкраТни.
Для вщтворення експериментального ПС за-стосовували таю модели згщно чого щури були розподтет на групи. 1 група - щури, яким тричi (одноразово на добу) уводили резертн ("Gedeon Richter", Угорщина; 20 мг/кг, в/очер, n=10). 2 група - щури, яким крiзь завчасно стереотаксично iмплантованi канюлi бiлатерально в хвостав ядра уводили розчин каТновоТ кислоти ["Sigma", США; 20 нг в 2 мкл розчину фосфатного буферу (pH=7.4), n=10]. 3 група - щури, яким крiзь завчасно стереотаксично iмплантованi канюлi бта-терально в компактну частину чорноТ речовини уводили розчин 6-гщроксидофамшу ["Sigma", США; 15мг/кг, 4 мкл 0.1% розчину аскорбшовоТ' кислоти ("Gedeon Richter", Угорщина)]. 4 група -щури (n=10), яким наносили мехатчну чМт за методикою, викладеною в робот [14]. Видiляли контрольну групу щурiв (n=6), результати яких порiвнювали з тими, що були отримат в групах №№1-4. Щурiв 1-Т групи брали до експериментiв через 3 доби з початку введення резертну, 2-Т групи - через 1 добу, 3-Т групи - через 14 дiб, 4-Т групи - через 10 тижтв [2].
В окремих серiях дослiджень щурам iз ППС в/стр стереотаксично уводили агонюти та анта-гонiсти холшерпчноТ, дофамiнергiчноТ та ГАМК-ергiчноТ нейромедiаторних систем, вiдповiдно до чого видтяли такi групи: 1 група - штактт щури (n=6), 2 група - щури iз ППС (n=10), 3 група -щури iз ППС + карбахол (100 нг, n=8), 4 група -щури iз ППС + скополамiн (500 нг, n=8), 5 група -щури iз ППС + апоморфш (250 нг, n=8), 6 група -щури iз ППС + галоперидол (500 нг, n=8), 7 група - щури iз ППС + мусцимол (2.0 нг, n=8), 8 група -
В1СНПК ВДНЗУ «Украгнсъка медична сгпомагпологгчна академ1я»
щури iз ППС + шкротоксин (50 нг, п=8).
В щурiв реестрували iнiцiацiю рухiв - термш, який був потрiбний для покриття щурами вщста-нi, рiвноТ довжиш його тулубу [3]. Горизонтальну та вертикальну рухову активнють тварин протя-гом 2 хв. визначали в тест «вщкритого поля», пiдраховуючи ктькють квадратiв, що Тх переакав кожен щур, та ктькють вертикальних стшок, вщповщно [4]. М'язову ригщнють визначали в грамах за ступенем опору м^в задньоТ лапи щурiв, яких було зафiксовано в плексигласових боксах, при 1х згинаннi та розгинаннi.
Отриманi данi обчислювали статистично. В якост критерiю вiрогiдностi обирали Р<0.05.
Результати та 1х обговорення
За умов рiзних моделей експериментального ПС сшвставними були показники ^^аци рухiв, якi коливались в межах вщ 12.1±1.7 сек до 26.8±3.2 сек в групах №№2 та 4, вщповщно, та суттево перевищували таю показники в щурiв контрольно! групи (Р<0.001, Рис. 1, А). Рухова активнють щур1в за цих умов характеризувалася
А
рН
*** г^п
е_,
1 2 3 4 К
розвитком ппо- та акшезп що пщтверджувалося 17-22-разовим зменшенням пересiчених квадра-тiв та 14-33-разовим зменшенням кiлькостi вертикальних стшок в тест «вщкрите поле» (Р<0.001, Рис. 1, Б, В). Показники м'язовоТ ригщ-ностi також були сшвставними та в 2.0-2.6 разiв перевищували вщповщш контрольнi дат (Р<0.001, Рис. 1, Г).
У щурiв з ППС з пригшченням в/стр холшерп-чноТ нейротрансмiсil ^^а^я рухiв вiдбувалася через 5,2±0,6 сек, що було в 4.7 разiв швидше порiвняно з такими показниками у щурiв iз ППС (Р<0.01, табл). За цих умов щури переакали в середньому 9,4±1,1 квадратв та робили 2,2±0,3 вертикальнi стшки, що було в 9 та в 7 разiв, вщповщно, бiльше, нiж у щурiв iз ППС (Р<0.01). Опiр м'язiв на розгинання в щурiв ^еТ групи до-рiвнював 2,7±0,3 г, що було на 27% менше, шж у щурiв iз ППС без введення скополамшу (Р<0.05).
Кводраги
Б —Г";
*** *** *** *** ,-. 1-1 1-1 1-1
1 2 3 4 К
н- 5 -|
4 ■
3 ■
2 ■
1 ■
1
К
Огчр на
розгинання, г А1** г+п г
*** гЬ г-Н
П
Рис. 1. Показники ¡нщацП'рух1в, ктькють переачених квабрат1в, вертикальних ст1йок та м'язовоТриа1бност1 (фрагменти А-Г) за умов р1зних моделей експериментального парюнсон1чного синдрому.За в/ссю абсцис - групи щур1в в^дповЮно до Тх опису
в роздл «Матерал та методи досл/'дження».
Прим1тки: *** - Р<0.001 - в1рог1дн1 розб1жност1 досл1джуваних показниюв пор1вняно з контрольними.
Показники ^^ацп рухiв у щурiв з ППС з акти-ва^ею в/стр дофамшерпчноТ нейромедiаторноТ системи становили 3,4±0,4 сек, що було в 7.1 разiв швидше порiвняно з такими показниками у щурiв iз ППС (Р<0.001). Щури ^е! групи переакали в середньому 16,1 ±3,2 квадратв та робили 3,4±0,4 вертикальш стшки, що було, вщповщно, в 16 (Р<0.001) та в 11 разiв (Р<0.01) бтьше, шж у щурiв iз ППС. Ошр м'язiв на розгинання в щу-рiв цiеТ групи становив 2,3±0,4 г, що було на 38%
менше, шж у щурiв iз ППС без введення апомо-рфшу (Р<0.05, табл..).
Дослiджуванi показники в щурiв iз ППС за умов активацп холшерпчноТ та пригнiчення акти-вностi дофамiнергiчноТ систем стрiатуму вве-денням карбахолу та галоперидолу, вщповщно, а також при модуляцп в/стр ГАМК-ерпчноТ ней-ротрансмiсiТ значно в^знялися вiд контроль-них (Р<0.001) та не в^^знялися вiд таких у щу-рiв iз ППС (Р>0.05, табл.).
Таблиця
Вплив модуляци активнот внутрiшньострiарних холiнергiчно'l, дофамiнергiчноТ та ГАМК-ер^чноТ нейротрансмтерних систем на показники пслятравматичного парюнсонЧного
Групи тварин Дослщжуваш показники шслятравматичного парюнсошчного синдрому, (М+т)
1н^а^я рухiв, сек Пересчет квадра-ти Вертикаль-нi стшки Ригiднiсть (опiр м^в на розгинання, г)
Контроль, п=6 1,8±0,2 19,7±2,1 6,5±0,4 1,6±0,2
ППС, п=10 24,2±2,7 1,0±0,1 0,3±0,1 3,7±0,4
ППС+ карбахол, п=8 25,1±3,0 0,9±0,2 0,2±0,1 3,6±0,3
ППС+ скополамш, п=8 5,2±0,6 ## 9,4±1,1 * ## 2,2±0,3 * ## 2,7±0,3 * #
ППС+ апоморфш, п=8 3,4±0,4 ### 16,1±3,2 ### 3,4±0,4 * ## 2,3±0,4 #
ППС+ галоперидол, п=8 27,6±3,1 0,8±0,1 0,1±0,1 4,1±0,4
ППС+ мусцимол, п=8 22,8±3,1 1,1±0,2 0,2±0,2 3,9±0,3
ППС+ шкротоксин, п=8 24,5±2,5 0,7±0,2 0,2±0,2 3,6±0,4
Примiтки: * - Р<0,05, *** - Р<0,001 - вiрогiднi розбiжностi досл'джуваних показни^в порiвняно з в'дпов'дними показниками в ко-нтрольнiй групi спостережень;
#- - Р<0,05, ##- - Р<0,01, ###- - Р<0,001 - вiрогiднi розбiжностi до^джуваних показниюв порiвняно з вiдповiдними показниками в групi шурiв iз вiдтвореним пслятравматичним парюнсонЧним синдромом.
Таким чином, отриман результати можна по-еднати у два блоки. По-перше, доведена адек-ватнють обрано'Т моделi ППС вщповщному пато-лопчному стану через те, що за умов вах обра-них моделей дослщжуваш показники були сшвс-тавними та свщчили про розвиток в щурiв акше-зи та м'язовоТ ригщностк Застосован моделi ПС висв^лювали основнi патогенетичнi механiзми захворювання - дегенерацш нiгро-стрiарноТ до-фамiнергiчноТ нейропередачi [2, 15] (системне введення резерпшу для незворотнього висна-ження катехоламшерпчних систем мозку та уве-дення нейротоксину в компактну частину чорноТ речовини) та активацш кортико-стрiарного глу-таматергiчного шляху (в/стр введення малих доз каТновоТ кислоти, агонiсту рецепторiв збуджую-чих амiнокислот) [6, 7]. Другий блок дослщження довiв, що в разi модуляци в/стр нейротрансмiсiТ' можлива корекцiя рухових та м'язових порушень в щурiв iз ППС. Так, нормалiзацiя показникiв ру-ховоТ активностi та ригiдностi м'язiв при пригш-ченнi активностi холiнергiчноТ та активаци до-фамiнергiчноТ в/стр нейротрансмiсiТ, висвп"люю-чи Тх патогенетичне значення за умов дослщжу-ваноТ патологи, узгоджуеться з основними поло-женнями теори генераторних, системних та де-термiнантних механiзмiв нейропатологiчних си-ндромiв, згiдно з якою активацiя кортико-стрiарного глутаматергiчного шляху та наступна актива^я в/стр ацетилхолiнергiчноТ' системи спричиняють формування в стрiатумi генератора патолопчно пiдсиленого збудження, який проявляеться у виглядi рiзних поведiнкових змш, характерних для ПС [2].
Аналопчы поведiнковi ефекти, якi ми спосте-рiгали при активацп в/стр дофамшерпчноТ ней-ропередачi, також пояснюються в межах зазна-ченоТ вище теори. Ми е прибiчниками думки ака-демiка Г. М. Крижановського та його концепци про комплексне патогенетичне лкування нейро-патологiчних синдромiв, як характеризуються п-
перактивнiстю окремих утворень головного мозку, в якш провщне мiсце займае уявлення про те, що кожен елемент подобноТ терапевтичноТ схеми мае впливати на окрему ланку патогенезу захворювання [6, 7]. Показане усунення проявiв ППС за умов модуляци активносп в/стр холiн- та дофамшерпчноТ нейротрансмiсiТ свiдчить про Тх важливе патогенетичне значення при вторинно-му паркiнсонiзмi, що слiд, безумовно, врахову-вати при клiнiчнiй апробаци експериментально доведених схем лiкування.
Висновки:
1. Експериментальна модель ППС е адекватною вщповщному патолопчному стану та вщ-творюе основнi моторн та м'язовi порушення, якi е характерними для ПС.
2. Пригшчення активностi в/стр холшерпчно'Т та актива^я дофамiнергiчноТ нейротрансмiсiТ' спричиняють усунення проявiв ППС.
3. Модуляцiя в/стр холш- та дофамшерпчноТ нейропередачi пщтверджуе Т'х патогенетичне значення за умов ПС, що е експериментальним пщфунтям доцiльностi тестування кл^чно'Т ефективностi схем комплексно' патогенетично'Т терапи ППС, з акцентом виявлен змiни функцю-нальноТ активностi в/стр холш- та дофамшерпчноТ нейромедiаторних систем.
Л^ература
1. Бадалян Л.О. Неврологические аспекты закрытой черепно-мозговой травмы / Л.О. Бадалян // Вестн. АМН СССР. - 1984. -Т.12. - С.12-16.
2. Болезнь Паркинсона (этиология, патогенез, клиника, диагностика, лечение, профилактика) / [Г.Н.Крыжановский, И.Н.Карабань, С. В. Магаева и др.]. - М. : Медицина, 2002. -372 с.
3. Буреш Я. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения / Я. Буреш, О. Бурешова, Д. Хьюстон. - М. : Высшая школа, 1991. - 400 с.
4. Лазаренко Н. С. Вероятностные характеристики поведения крыс условиях "открытого поля" / Н. С.Лазаренко, Е. С.Петров, И. О.Забродин, В Г. А.артанян // Журн. высш. нерв. деят. -1982. - Т. 32, №6. - С. 1096-1103.
5. Доброхотова Т. А. Нейротравматология : справочник / Т. А. Доброхотова, А. Н. Коновалов, Л .Б. Лихтерман, А. А. Потапов. -М. : Вазар-Ферро, 1994. - С. 84- 86.
HidП¡К ВДНЗУ «Украгнсъка медична стоматологгчна академ1я»
6. Компенсаторные и восстановительные процессы при паркинсонизме / Г. Н. Крыжановский, И. Н. Карабань, С. В. Магаева, Н. В. Карабань. - К. : Институт геронтологии АМН Украины, 1995. - 192 с.
7. Крыжановский Г. Н. Детерминантные структуры в патологии нервной системы / Крыжановский Г. Н. - М. : Медицина, 1980. -358 с.
8. Курако Ю. Л. Легкая закрытая черепно-мозговая травма / Ю. Л. Курако, В. В. Букина. - К. : Здоров'я, 1989. - 136 с.
9. Мироненко Т. В. Формирование паркинсонического синдрома после легкой черепно-мозговой травмы. Патофизиологические механизмы / Т. В. Мироненко, Д. Н. Храмцов // Актуальные проблемы транспортной медицины. - 2012. - № 2 (28). - С. 108110.
10. Коновалов А. Н. Клиническое руководство по черепно-мозговой травме / А. Н. Коновалов, Л. Б. Лихтерман, А. А. Потапов. - М. : Антидор, 2001. - С. 230-271.
11. Храмцов Д. М. Змша вираженост екстрапирамщних порушень в щурiв при парюнсошчному синдромi при модуляцп активност
Реферат
МОДУЛЯЦИЯ ВНУТРИСТРИАРНОЙ НЕЙРОТРАНСМИССИИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОМ
ПАРКИНСОНИЗМЕ
Храмцов Д. Н.
Ключевые слова: посттравматический паркинсонический синдром, стриатум, нейротрансмиссия, ацетилхолин, дофамин, патогенетически обоснованная терапия
Цель работы - исследование изменений, характерных для паркинсонического синдрома (ПС), поведенческих симптомов при экспериментальном воспроизведении посттравматического паркинсонического синдрома (ППС). Опыты выполнены на крысах в условиях хронического эксперимента с соблюдением основных требований патофизиологического эксперимента. Показано, что в условиях разных моделей экспериментального ПС сопоставимыми были показатели инициации движений, горизонтальной и вертикальной двигательной активности, мышечной ригидности. Доказано, что, в случае модуляции внутристриарной (в/стр) нейротрансмиссии возможна коррекция двигательных и мышечных нарушений у крыс с ППС. Подавление активности в/стр холинергической и активация дофа-минергической нейротрансмиссии устраняют проявления ППС. Модуляция в/стр холин- и дофаминер-гической нейропередачи подтверждает их патогенетическое значение при ПС, что является экспериментальным обоснованием целесообразности тестирования клинической эффективности схем комплексной патогенетической терапии ППС.
Summary
INTRASTRIATAL NEUROTRANSMISSION MODULATION IN MODELED POSTTRAUMATIC PARKINSONIAN SYNDROME Khramtsov D. N.
Key words: post-traumatic parkinsonian syndrome, striatum, neurotransmission, acetylcholine, dopamine, pathogenetically proved therapy
This work was aimed to investigate behavioral changes typical for parkinsonian syndrome (PS) in conditions of experimental post-traumatic parkinsonian syndrome (PPS). Rats were undergone the chronic experimental conditions according to basic requirements of the pathophysiological experiment. The indices of movement initiation, horizontal and vertical motor activities, muscle rigidity were shown to be identical in conditions of different PS experimental models. It was proven that under modulation of intrastriatal neurotransmission the correction of both motor and muscular impairments in rats with PPS might be effective. Intrastriatal cholinergic neurotransmission suppression and dopaminergic neurotransmission activation resulted in PPS symptoms elimination. The data showed that intrastriatal cholin- and dopaminergic neurotransmission modulation confirmed their pathogenetic importance in condition of PS and served as an experimental background for PPS pathogenetically proved therapeutic schemes.
моноамшерпчних нейромедiаторних систем / Д. М. Храмцов // Укра'шський медичний альманах. - 2010. - Т. 13, № 4. - С. 162165.
12. Parreira J.G. Comparative analysis of injuries observed in motorcycle riders involved in traffic accidents and victims of other blunt trauma mechanisms / J.G. Parreira, F. Gregorut, J.A. Perlingeiro [et al.] // Rev. Assoc. Med. Bras. - 2012. - V. 58, № 1. - P. 76-81.
13. Obeso J.A. Functional organization of the basal ganglia: therapeutic implications for Parkinson's disease / J.A. Obeso, M.C. Rodriguez-Oroz, B. Benitez-Temino [et al.] // Mov. Disord. - 2008. - V. 23. - Р. 548-559.
14. Lighthall J. W. Controlled cortical impact: a new experimental brain injury model / J. W. Lighthall // J. Neurotrauma. - 1988. - V. 5. - P. 1-15.
15. Costa C. Mechanisms underlying the impairment of hippocampal long-term potentiation and memory in experimental Parkinson's disease / C. Costa, C. Sgobio, S. Siliquini [et al.] // Brain. - 2012. -V. 135, № 6. - P. 1884-1899.
