CC BY
48
УДК 616.831-005.1:615
Макаренко А.Н., Медникова Ю.С., Кожечкин С.Н.
РАЗВИТИЕ НАРКОТИЧЕСКОГО И ПОСТНАРКОТИЧЕСКОГО ПЕРИОДОВ ДЕЙСТВИЯ НАТРИЯ ТИОПЕНТАЛА ПО НАБЛЮДЕНИЮ ЗА ЦЕНТРАЛЬНЫМИ И ПЕРИФЕРИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ НЕРВНОЙ АКТИВНОСТИ
Переяслав-Хмельницкий государственный педагогический университет им. Г.С.Сковороды, Переяслав-Хмельницкий, Украина;
ФГБУН Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, РФ; ФГБУ НИИ фармакологии им.В.В.Закусова РАМН, Москва, РФ
Натрия тиопентал при внутривенном введении бодрствующим кроликам вызывал наступление наркотического состояния через 1-3 минуты после начала введения наркотической дозы препарата. Наркотический эффект состоял в появлении медленноволновой высокоамплитудной активности на ЭЭГ, снижении частоты дыхания, ослаблении фоновой и вызванной электромиографической активности; в ускорении частоты пульса. Начальный этап действия тиопентала (10-30 с) характеризовался кратковременной активацией нервной системы и часто сопровождался мощным генерализованным движением. В этот период при регистрации импульсной активности нейронов сенсомоторной коры обнаружены признаки развития гипоксического состояния: непродолжительный рост спонтанной активности и периоды резкого снижения амплитуды спайков. Развитие наркотического эффекта, напротив, сопровождалось значительным снижением частоты спонтанной активности, восстановлением амплитуды спайков и исчезновением активационных тонических реакций нейронов на электрокожное раздражение конечности и ионофоретическое подведение ацетилхолина. В первые минуты восстановительного периода вновь развивался ги-поксический эффект, исчезавший к 10-15 минутам. К этому же времени происходила нормализация основных параметров активности нервной системы.
Ключевые слова: натрия тиопентал, ЭЭГ, нейроны коры, двигательная активность, вегетативные реакции.
Развитие представлений о механизме действия центральных анестетиков тесно связано с углублением знаний о процессах, обеспечивающих приспособительную функцию мозга. Открытие центральной неспецифической активирующей системы в середине прошлого века дало основание полагать, что блокирование адаптивного поведения, характерное для действия наркоза, является следствием ослабления активирующих влияний на корковые структуры [6]. Развитие эндогенного торможения в центральной нервной системе под воздействием барбитуратов, как стали считать в дальнейшем, может быть связано с усилением ГАМК влияний на нейроны за счет взаимодействия наркотических препаратов с субклассом «А» ГАМК рецепторов [13,16]. Широкое внедрение позитронно-эмиссионной томографии как средства для изучения мозга и выявление с ее помощью роста энергетических затрат при выполнении любых форм приспособительной деятельности позволили установить, что барбитураты примерно в два раза снижают энергетический обмен мозга [9], блокируя тем самым энергетическое обеспечение адаптивного процесса. Аналогичные результаты были получены при анализе постоянных потенциалов коры при действии барбитуратов [7]. Эти данные ставят перед исследователями сразу два вопроса: во-первых, сопряжено ли действие наркоза с развитием гипоксиче-ских явлений в нервной ткани и, во-вторых, какие процессы, лежащие в основе адаптивного механизма мозга, требуют значительных энергетических затрат. Сведения о влиянии барбитуратов на мембранные свойства нейронов в связи с ростом К+ проницаемости нейрональ-
ных мембран [15] могут стать очень полезными как для ответа на оба поставленных вопроса, так и для решения проблемы в целом.
Вполне возможно, что перечисленные данные об эффектах центральных анестетиков могут оказаться разными проявлениями одного и того же механизма, парадоксальность которого состоит в чередовании фаз возбуждающих и тормозных влияний на нервную активность в зависимости от дозы препарата, функциональных особенностей нейронов [18] и времени, прошедшего от начала введения, что хорошо известно из клинической практики.
Для выявления возможных причин действия наркоза мы провели комплексное исследование по изучению эффектов барбитурата короткого действия - натрия тиопентала. Препарат в наркотической дозе вводили внутривенно бодрствующим кроликам. Регистрировали центральные и периферические эффекты тиопентала при погружении животного в наркотическое состояние и в течение 10-15 минут постнаркотического периода, в течение которого происходит восстановление адаптивных функций мозга. Особенное внимание было уделено анализу импульсной активности корковых нейронов и их реакциям на различные воздействия, которые могут быть индикаторами функционального состояния нервной системы. Периферические показатели были использованы как корреляты наступающих в нервной системе изменений во время введения препарата вплоть до наступления наркотического состояния и при восстановлении функций нервной системы по мере выхода из наркоза.
Методика исследования
Работа выполнена на бодрствующих необез-движенных кроликах (самцы в возрасте 1-1.5 лет весом 2-2.5 кг) нежестко фиксированных в станке. Протоколы экспериментов соответствовали рекомендациям объединенной Европейской комиссии по обращению с экспериментальными животными (86/609 EEC). Натрия тиопентал вводили в краевую вену уха однократно в течение одного экспериментального дня в дозе 30 мг/кг, растворенном в 3-5 мл физиологического раствора. В период развития наркотического состояния и при выходе из него регистрировали центральные эффекты препарата - влияние на спонтанную импульсную активность нейронов сенсомоторной коры в зоне моторного представительства передней конечности, изменения в нейронных реакциях на пороговое электрокожное раздражение (ЭКР) кон-тралатеральной передней лапы и ответах на ионофоретическое подведение двух возбуждающих медиаторов нервной системы - глута-мата и ацетилхолина. В качестве ЭКР использовали серию из 5 прямоугольных импульсов тока силой 1.5-1.8 мА с частотой следования 10/c. Глутамат выводили из 1М раствора натрия глу-тамата током 25-30 нА (отрицательный полюс внутри электрода); ацетилхолин апплицировали током 60-70 нА из 2М раствора ацетилхолин хлорида (положительный полюс внутри электрода). Для регистрации импульсной активности и ионофоретического подведения медиаторов использовали 3-х канальные стеклянные микроэлектроды с общим диаметром кончика 7.6 -8 мкм. При однократном введении тиопентала каждый нейрон тестировали только одним из перечисленных воздействий. У одного кролика в качестве центральных коррелятов наступления наркотического состояния регистрировали корковую ЭЭГ активность в зоне моторного представительства передней конечности.
Одновременно с регистрацией нейронной активности при действии натрия тиопентала проводили запись периферических электрографических показателей: электромиограмму раздражаемой конечности (ЭМГ), электрокардиограмму во втором отведении (ЭКГ) и пневмограмму. Электрокожное раздражение конечности и регистрацию ЭМГ и ЭКГ осуществляли прошивными подкожными электродами. Пневмограмму регистрировали угольным датчиком, закрепленным вокруг тела животного в области грудной клетки. Электрографические показатели после усиления оцифровывали и вводили в компьютер Intel (R) Core (TM) 2DuoCPU для последующей обработки с помощью программы Power Graph (вер-
сия 3.3). При анализе спайковой активности нейронов до и на фоне введения натрия тиопентала обращали внимание на уровень спонтанной импульсации, а также на интенсивность реакций, вызванных экзогенно применяемыми медиаторами и сенсорной стимуляцией. Интенсивность вызванных ответов оценивали как разницу между максимальной текущей средней в ответе и фоне при разбиении временной шкалы на 200 мс (для глутамата) или 1с (для ацетилхолина) интервалы. На разных этапах действия наркоза анализировали параметры периферических показателей: определяли частоту дыхательных движений и частоту пульса, а также фоновую амплитуду ЭМГ активности передней конечности. Достоверность измеряемых параметров оценивали методами непараметрической статистики [1].
Результаты исследования
Развитие наркотического состояния после внутривенного введения животным натрия тиопентала и восстановительный период изучали в 16 экспериментах. Наркотический эффект наступал в течение 1-3 минут. Электрографические центральные и периферические показатели наступления наркотического состояния соответствовали многочисленным экспериментальным и клиническим наблюдениям. В ЭЭГ суммарная высокочастотная низкоамплитудная активность сменялась высокоамплитудными медленными волнами (рис. 1, I, 1-4); полностью исчезали ЭМГ реакции на ЭКР передней конечности (рис. 1, III, 1-4 ). В среднем на 62% снижалась частота дыхательных движений (рис.1, II, 1,4) и падала амплитуда фоновой ЭМГ активности (в среднем на 56%). Частота пульса, напротив, возрастала (в среднем на 25%) - табл.
В 15 экспериментах развитие наркотического состояния, наступающего под влиянием тиопентала, наблюдали у кроликов одновременно с регистрацией нейронов сенсомоторной коры. Активность 9 нейронов удавалось регистрировать на протяжении всего периода от начала введения препарата до развития наркотического состояния и в постнаркотический период, тогда как активность 6 нейронов из-за наступающего на 10-20 с мощного генерализованного движения длительно наблюдать было невозможно. Генерализованная двигательная активность продолжалась в течение нескольких десятков секунд и прерывалась с развитием наркотического эффекта тиопентала. Импульсация нейронов, даже если ее удавалось наблюдать после окончания движения, дальнейшему анализу в этих случаях не подвергалась.
Рис.1. Изменения центральных и периферических электрографических показателей при развитии наркотического состояния и в постнаркотический период. Электрографические показатели зарегистрированы в одном эксперименте при внутривенном введении наркотической дозы натрия тиопентала.
I - корковая ЭЭГ активность в зоне моторного представительства передней конечности контралатеральной стороне электрокожного раздражения; II - пневмограмма; III - ЭМГ активность передней конечности в ответ на ЭКР.
1-4) разные этапы действия тиопентала; 5 - через 10 минут после прекращения введения тиопентала. Время действия
ЭКР отмечено чертой под записями ЭМГ активности.
Наступление наркотического состояния всегда коррелировало со снижением уровня спонтанной активности нейронов в среднем на 70 % от исходного значения до введения тиопентала (рис.2, 1 и 3; рис.3, I,1 и 2; рис.4, 1 и 2; рис.5, 1 и 2; табл.). У большинства нейронов снижение частоты импульсации проходило через стадию роста спонтанной активности, что можно было наблюдать на 10-40 с от начала введения тиопентала (рис.2, 2; табл.). Кратковременный рост уровня спонтанной активности (со средним превышением импульсации для всех нейронов на 58% - табл.) сменялся периодом резкого снижения амплитуды спайков (рис.2, 2). С наступлением наркотического состояния амплитуда спайков восстанавливалась и даже несколько превышала исходную величину (рис.2, 3). На ранних этапах действия тиопентала (10-40 с) возрастали также значения суммарных периферических показателей: в среднем на 68% увеличивалась амплитуда фоновой ЭМГ активности (табл.) и недостоверно росла частота дыха-
тельных движений (рис.1, II, 2 и 3).
Из 9 нейронов сенсомоторной коры, регистрация активности которых происходила на фоне введения животным натрия тиопентала, 3 нервных клетки тестировались периодической аппликацией глутамата, 3 - ионофоретическим подведением ацетилхолина, у двух регистрировалась только спонтанная активность и у одного - активационная тоническая реакция на ЭКР контралатеральной передней конечности.
Рис.3 демонстрирует, что при наступлении наркотического состояния одновременно с исчезновением ЭМГ реакции на ЭКР (рис.3, II, 1 и 2) пропадает нейрональный активационный ответ на раздражитель, что сопровождается уже упоминавшимся снижением уровня спонтанной активности (рис.3, I, 1 и 2).
У всех трех нейронов, тестированных ионофоретическим подведением ацетилхолина, активационная реакция на медиатор полностью исчезала при развитии наркотического эффекта тиопентала одновременно со снижением уровня
спонтанной активности (рис.4, 1 и 2). Обращает на себя внимание, что длительное течение ак-тивационного ответа на ацетилхолин полностью совпадает с динамикой тонической нейрональ-ной активационной реакции на ЭКР (рис.4, 1 и рис.3, I, 1). Одновременное их исчезновение при наступлении наркотического состояния, также как и падение частоты спонтанной импульсации (рис.4, 2 и рис.3, 1,2), свидетельствуют об общности механизмов происхождения этих трех показателей активности нейронов.
Активационная реакция нейронов на ионо-форетическое подведение глутамата по превышению импульсации над уровнем фона ни у одного из трех тестированных нейронов не претерпевала изменений при наступлении наркотического состояния, несмотря на падение уровня спонтанной активности (рис.5, 1 и 2).
Через 10-15 минут после окончания введения натрия тиопентала, судя по восстановлению частоты спонтанной активности нейронов коры (табл., рис.2, 1 и 6; рис.3, 1 и 3; рис.4, 1 и 4; рис.5, 1 и 3), частичному или полному возобновлению адаптивных ЭМГ реакций на ЭКР (рис.1, III, 1 и 5; рис.3, II, 1 и 3), восстановлению фоновой ЭМГ активности (табл.) и активированного состояния корковой ЭЭГ (рис.1, I, 1 и 5), можно считать завершенным переход к нормализации адаптивной функции нервной системы, нарушенной под воздействием тиопентала. Вместе с тем, через 10-15 минут после прекращения подведения тиопентала частота пульса, возросшая на фоне действия наркотического препарата оставалась повышенной, а частота дыхательных движений не восстанавливалась полностью (табл.; рис.1, II, 1 и 5). В тот же период у нейронов сенсомоторной коры кроме восстановления уровня спонтанной активности наблюдались утраченные в результате наркоза активационные реакции на ЭКР (рис.3, 1 и 3) и на ионофорети-ческую аппликацию ацетилхолина (рис.4, 1 и 4).
Восстановление частоты импульсной активности у ряда нейронов сопровождалось периодами резкого снижения амплитуды спайков на 3-ей и 5-ой минутах постнаркотического периода (рис.2, 4 и 5). Падение амплитуды спайков на начальном этапе восстановительного периода были аналогичны наблюдаемым при развитии наркоза (рис.2, 2) и предварялись кратковременным подъемом спонтанной активности (рис.2, 2 и 5).
Импульсные ответы на ионофоретическое подведение глутамата через 10-15 минут постнаркотического периода наблюдались так же отчетливо, как при контрольном тестировании и при тестировании на фоне действия тиопентала (рис.5).
Результаты и их обсуждение
Действие натрия тиопентала на нервную стстему протекает в несколько этапов, которые регистрируются как на уровне нервных клеток коры, так и по периферическим показателям. На первом этапе, начиная с 10-ой секунды введения препарата, формируется активационное состояние нервной системы, происходящее на всех уровнях: достоверно увеличивается частота импульсной активности нейронов коры; возрастает мышечная активность, что часто перерастает в мощное генерализованное движение; имеется тенденция к росту частоты дыхательных движений, а частота пульса возрастает несколько позднее, ближе ко второму этапу действия тиопентала.
Второй, наркотический, этап, возникающий через 1-3 минуты от начала введения препарата, характеризуется глобальным торможением нервной деятельности: падением частоты импульсации корковых нейронов, снижением спонтанной и вызванной мышечной активности, исчезновением импульсных нейрональных реакций на электрокожное раздражение и замедлением дыхания.
Одновременно с падением уровня спонтанной активности нейронов и их реактивности к сенсорным раздражителям при развитии наркотического состояния происходит блокада акти-вационного ответа корковых нейронов на ионофоретическое подведение ацетилхолина (рис.4), тогда как активационные реакции на глутамат, напротив, не подвержены влиянию тиопентала (рис.5) и не являются регулирующим фактором при смене уровня спонтанной активности. Назначение деполяризации, вызываемой глутаматом, состоит в формировании стационарного потока миниатюрных ВПСП, возникающих при срабатывании многочисленных глутаматергических контактов на поверхности дендритов [17]. На срезах сенсомоторной коры морских свинок было обнаружено, что изменение уровня спонтанной активности зависит от степени ослабления стационарного глутаматер-гического потока ВПСП при его продвижении из дендритов в сому, и что этот процесс регулируется М-холинергической реакцией мозга [4], блокирующей К+ проницаемость нейрональных мембран [10]. Высокие энергетические потребности М-холинергической реакции являются причиной того, что ответ на ацетилхолин, также как и уровень спонтанной активности одновременно ослабевают при действии блокаторов энергетического метаболизма [11]. Из этого следует, что натрия тиопентал создает наркотический эффект вследствие блокирования энергетического обмена, как это и было обнаружено некоторыми исследователями [7,9]. Из-за не-
достатка энергоснабжения скорость М-холинергической реакции резко падает, результатом чего является раскрытие К+ каналов и падение уровня спонтанной активности, что подтверждается данными о росте К+ проницаемости под воздействием барбитуратов [15].
В ответах нейронов на любой сенсорный раздражитель обязательно присутствует акти-вационный неспецифический компонент в виде роста спонтанной активности. Неспецифическое реагирование является преобладающим в нейронах сенсомоторной коры: активационные реакции на ЭКР у 3/4 нейронов состоят только из неспецифического повышения импульсации [3]. Именно к этому типу реагирования относится тоническая активационная реакция на ЭКР, представленная на рис.3. Блокада этой неспецифической реакции под воздействием тиопентала (рис.3, I,2), обусловленная невозможностью ее регулирования из-за энергетического ослабления холинергического процесса, прерывает функцию мозга по обеспечению адаптивных реакций организма (рис.3, II, 1 и 2).
До наступления наркотического состояния у нейронов регистрируются признаки гипоксиче-ского эффекта тиопентала в виде повышения фоновой импульсации и периодов резкого снижения амплитуды спайков (рис.2, 2,). До отключения М-холинергической реакции в условиях недостаточного энергоснабжения высокоскоростной и очень энергоемкий холинергический процесс [5] вступает в конкурентные отношения за энергоносители с прочими метаболическими реакциями мозга, в том числе с активностью Na+,K+-ATФазы , что приводит к ослаблению скорости трансмембранного переноса ионов и увеличению внеклеточной концентрации ионов К+ [12]. Это обусловливает концентрационное снижение К+ тока и повышение мембранного сопротивления с последствиями в виде более эффективного продвижения в сому стационарного возбуждения из дендритов [14], роста спонтанной импульсации и развития постгипоксиче-ской гиперактивности мозга в виде появления эпилептиформных разрядов [2]. Дальнейшее перераспределение ионов К+ и их накопление с наружной стороны мембраны приводит к нарушению ионного гомеостаза и снижению амплитуды спайков корковых нейронов из-за падения уровня мембранного потенциала [8] и концентрационного снижения Na+ тока вследствие той же причины - ограничения активности Na+,K+-АТФазы. Гипоксическое состояние, развивающееся на первом этапе действия тиопентала,
прерывается вследствие энергетической блокады М-холинергической реакции (рис.4, 2) и высвобождения в связи с этим значительного количества энергии. Поэтому в условиях двухкратного снижения энергетического метаболизма мозга, вызванного наркозом [9], даже ограниченное производство макроэргических соединений с избытком обеспечивает биохимические процессы, поддерживающие жизнеспособность нервных клеток, - амплитуда спайков восстанавливается (рис.2, 3).
Восстановление нормального энергоснабжения мозга после прекращения действия тиопентала на начальном этапе (3-5 минут) так же как и на начальном этапе развития эффекта тиопентала (10-30 с действия) проходит через стадию формирования гипоксического состояния с характерным падением амплитуды спайков (рис.2, 4,5 и 2). Это означает, что энергетическое блокирование холинергического процесса на этом этапе уже прекращено (рис.4, 3), но полноценное энергоснабжение еще отсутствует. И только через 10-15 минут восстановительного периода происходит стабильное выравнивание амплитуды спайков (рис.2, 6), что свидетельствует о нормализации энергетического снабжения мозга, нарушенного введением тиопентала. Восстановление приспособительной функции нервной системы завершается вместе с восстановлением исходного уровня спонтанной импульсации и приспособительных ответов на сенсорную стимуляцию.
Таким образом, натрия тиопентал в первые несколько десятков секунд вследствие развития гипоксического состояния вызывает глобальную активацию всех мозговых структур. Второй этап действия препарата, напротив, обусловлен торможением нервной деятельности, что связано с энергетическим блокированием всеобщего регулятора активности нервных клеток - М-холинергического процесса. Восстановление нервной деятельности и нормализация большинства параметров ее активности также протекают через стадию гипоксического состояния и в основном завершаются через 10-15 минут после прекращения введения натрия тиопентала. Все этапы развития наркотического эффекта тиопентала и восстановление от наркоза связаны с единым механизмом - ограничением энергетического метаболизма мозга [7,9] и постепенностью его нормализации.
Таблица.
зменение центральных и периферических показателей в период развития наркотического и постнаркотического эффектов натрия тиопентала
Измеряемый показатель до введения тиопентала действие тиопентала постнаркотический период
10 - 30 с. введения тиопентала наркотическое состояние 3 - 5 мин. 10 - 15 мин.
средний уровень спонтанной активности нейронов (имп/c) 100% 158% 39% 83% 121.7%
ЭМГ активность (мкВ/c) 100% 168% 44% 50.6% 110%
число дыхательных движений (в минуту) 100% 113% 38% 52% 57%
частота пульса 100% 99% 125% 119.5% 116.8%
В таблице суммированы данные по всем зарегистрированным нейронам и по всем животным до, в период внутривенного введения тиопентала и в постнаркотический период. Значения всех измеренных показателей до введения
Развитие наркоза
тиопентала приняты за 100%. Изменения показателей указаны по отношению к их величине до введения тиопентала. Достоверность различий определена по критерию Уилкоксона для разностей пар (**а < 1%; *а < 5%).
г
1 с
1
Рис.2. Спонтанная активность нейрона сенсомоторной коры на стадии развития наркотического состояния и при выходе из него. 1-3) - импульсная активность нейрона на разных этапах введения натрия тиопентала: 1) до введения; 2) на 20-30 секундах от начала введения тиопентала; 3) при окончании введения тиопентала (50-60 с от начала инъекции). 4-6) - импульсная активность нейрона на разных этапах после окончания введения тиопентала: 4) через 3 минуты;
5) через 5 минут; 6) через 10 минут.
Рис.3. Влияние натрия тиопентала на вызванную активность нейрона сенсомоторной коры и на ЭМГ ответы при электрокожном раздражении контралатеральной передней конечности.
I - показатели импульсной активности нейрона: 1) активационная тоническая реакция нейрона на ЭКР конечности до введения тиопентала (по показателю максимальной текущей средней в фоне и в ответе приращение составляет 8 имп/c); 2) отсутствие импульсного ответа на ЭКР через 75 с после начала введения тиопентала; 3) импульсный ответ на ЭКР через 10 минут после окончания введения тиопентала (приращение над уровнем фона составляет 3 имп/c).
II - показатели ЭМГ активности передней конечности: 1) ответ на ЭКР до введения тиопентала; 2) отсутствие ответа на ЭКР при развитии наркотического состояния; 3) восстановление ЭМГ ответа на ЭКР через 10 минут после окончания
введения тиопентала. Длительность действия ЭКР отмечена чертой под соответствующими записями.
Рис.4. Влияние натрия тиопентала на фоновую активность и активность, вызванную ионофоретическим подведением
ацетилхолина к нейрону сенсомоторной коры.
1) импульсная активность нейрона до введения тиопентала (по показателю максимальной текущей средней в фоне и в ответе на ацетилхолин приращение импульсации составляет 7 имп/c); 2) импульсная активность при наступлении наркотического состояния - через 130 с после начала введения тиопентала; 3) через 5 минут после окончания введения тиопентала (приращение над уровнем фона составляет 8 имп/c); через 10 минут после окончания введения тиопентала (приращение над уровнем фона составляет 6 имп/c).
Сила тока фореза ацетилхолина - 70 нА. Время действия тока фореза отмечено чертой под каждой записью активности
нейрона.
Рис.5. Влияние натрия тиопентала на фоновую активность и импульсацию, вызванную ионофоретическим подведением
глутамата к нейрону сенсомоторной коры.
1) активность нейрона и активационная реакция на глутамат до введения тиопентала ( по показателю максимальной текущей средней в фоне и в ответе на глутамат приращение составляет 1.4 имп/200 мс); 2) при наступлении наркотического состояния - через 160 с после начала введения тиопентала (приращение над уровнем фона составляет 3.1 имп/200 мс); 3) через 15 минут после окончания введения тиопентала ( приращение над уровнем фона составляет 2 имп/c).
Сила тока фореза глутамата 25 нА. Время действия тока фореза обозначено чертой под каждой записью активности
нейрона.
Rall W. Matching dendritic neuron models to experimental data / W. Rall, R.E. Burke, W.R. Holmes [et al.] // Physiol. Rev. - 1992. -Vol.72, N4 (Suppl.). - P. 159-186.
Ries C.R. Ionic mechanism of isoflurane's action on thalamocortical neurons / C.R. Ries, E. Puil // J.Neurophysiol. - 1999. - Vol.81, N4. - P. 1802-1809.
10.
11.
12.
Литература
Закс Л. Статистическое оценивание. / Л. Закс. - М. : «Статистика». - 1976. - 598с.
Левин С.Г. Гипервозбудимость поля САі, вызванная кратковременными эпизодами гипоксии в срезах гиппокампа крыс разного возраста / С.Г. Левин, С.В. Калеменев, О.В. Годухин // Росс.физиол.журн. им. И.М.Сеченова. - 2004. - Т.90, №1. - С. 121-126.
Медникова Ю.С. Приспособительная функция мозга и проблемы гипоксии / Ю.С. Медникова, С.Н. Кожечкин, Ф.В. Копы-това, О.Х. Коштоянц // Патолог.физиол. и эксперим. терапия. -2012. - №.3 - С. 33-41.
Медникова Ю.С. Спонтанная активность корковых нейронов in vitro и ее регулирование под воздействием ацетилхолина / Ю.С. Медникова, Ф.В. Копытова, М.Н. Жадин // Росс. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. - 2009. - Т.95.,№8. - С. 820-829. Медникова Ю.С. Холинергический процесс и функциональное состояние нейронов коры в условиях искусственного инкубирования / Ю.С. Медникова, Н.В. Пасикова, А.В. Исакова, Ф.В. Копытова // Нейрохимия. - 2008. - Т.25.,№1-2. - С.132-137. Мэгун Г. Бодрствующий мозг. / Г. Мэгун. - М. : ИЛ., 1961. -128c.
Фокин В.Ф. Энергетическая физиология мозга. / В.Ф. Фокин, Н.В. Пономарева. - М. : «Антидор»., 2003. - 288c. Экклс Дж. Физиология синапсов. / Дж. Экклс - М. : Из-во «Мир»., 1966. - 395c.
Blacklock J.B. Effect of barbiturate coma on glucose utilization in normal brain versus gliomas. Positron emission tomography studies / J.B. Blacklock, E.H. Oldfield, G. Di Chiro [et al.] // J. Neuro-surg. - 1987. - V.67,№1., - P.71-75.
Brown D.A. Coupling of muscarinic acetylcholine receptors to neural ion channels: closure of K+ channels / D.A. Brown, N.J. Buckley, M.P. Caulfield [et aM // Molecular mechanisms of muscarinic acetylcholine receptors function, Ed.by J.Wess. New York, Berlin, Heidelberg, 1995. - P. 165-182.
Godfraind J.M. Actions of dinitrophenol and some other metabolic inhibitors on cortical neurons / J.M. Godfraind, H. Kawamura, K. Krnievic, R. Pumain // J. Physiol. - 1971. - Vol.215. - №1. - P.199-222.
Lipton P. Ischemic cell death in brain neurons / P. Lipton // Physiol. Rev. - 1999. - Vol.79. N4. - P.1431-1568. Mehta F.R. An update on GABAa receptors / F.R. Mehta, M.K. Ticku // Brain Res.Rev. - 1999. - Vol.29. - P.196-217.
14.
15.
16. Tanelian D.L. The role of the GABAA receptor/chloride channel complex in anesthesia / D.L. Tanelian, P. Kosek, L. Mody, M.B. Maciver // Anesthesiology. - 1993. - Vol.78. - P.757-776.
17. Williams S.R. Dependence of EPSP efficacy on synapse location in neocortical pyramidal neurons / S.R. Williams, G.J. Stuart // Science. - 2002. - Vol.295. - P. 1907-1910.
18. Xiang Wan Pentobarbital depressant effects are independent of GABA receptors in auditory thalamic neurons / Wan Xiang, E. Puil // J.Neurophysiol. - 2002. - Vol.88.N6. - P. 3067-3077.
References
1. Zaks L. Statisticheskoe ocenivanie. / L. Zaks. - M. : «Statistika». -1976. - 598s.
2. Levin S.G. Gipervozbudimost' polia SA1, vyzvannaia kratkovremennymi iepizodami gipoksii v srezah gippokampa krys raznogo vozrasta / S.G. Levin, S.V. Kalemenev, O.V. Goduhin // Ross.fiziol.zhurn. im. I.M.Sechenova. - 2004. - T.90, №1. - S. 121126.
3. Mednikova Ju.S. Prisposobitel'naia funkciia mozga i problemy gipoksii / Ju.S. Mednikova, S.N. Kozhechkin, F.V. Kopytova, O.H. Koshtojanc // Patolog.fiziol. i jeksperim. terapija. - 2012. - №.3 - S. 33-41.
4. Mednikova Ju.S. Spontannaia aktivnost' korkovyh neironov in vitro i ee regulirovanie pod vozdeistviem acetilholina / Ju.S. Mednikova, F.V. Kopytova, M.N. Zhadin // Ross. fiziol. zhurn. im. I.M.Sechenova. - 2009. - T.95.,№8. - S. 820-829.
5. Mednikova Ju.S. Holinergicheskii process i funkcional'noe sostoianie neironov kory v usloviiah iskusstvennogo inkubirovaniia / Ju.S. Mednikova, N.V. Pasikova, A.V. Isakova, F.V. Kopytova // Neirohimiia. - 2008. - T.25.,№1-2. - S.132-137.
6. Miegun G. Bodrstvuiushhii mozg. / G. Miegun. - M. : IL., 1961. -128c.
7. Fokin V.F. Jenergeticheskaia fiziologiia mozga. / V.F. Fokin, N.V. Ponomareva. - M. : «Antidor»., 2003. - 288c.
8. Jekkls Dzh. Fiziologiia sinapsov. / Dzh. Jekkls - M. : Iz-vo «Mir»., 1966. - 395c.
9. Blacklock J.B. Effect of barbiturate coma on glucose utilization in normal brain versus gliomas. Positron emission tomography studies / J.B. Blacklock, E.H. Oldfield, G. Di Chiro [et al.] // J. Neurosurg. - 1987. - V.67,№1., - P.71-75.
3
4
5
6
7
8
9
14. Rail W. Matching dendritic neuron models to experimental data / W. Rail, R.E. Burke, W.R. Holmes [et al.] // Physiol. Rev. - 1992. -Vol.72, N4 (Suppl.). - P. 159-186.
15. Ries C.R. Ionic mechanism of isoflurane's action on thalamocortical neurons / C.R. Ries, E. Puil // J.Neurophysiol. -1999. - Vol.81, N4. - P. 1802-1809.
16. Tanelian D.L. The role of the GABAA receptor/chloride channel complex in anesthesia / D.L. Tanelian, P. Kosek, L. Mody, M.B. Maciver // Anesthesiology. - 1993. - Vol.78. - P.757-776.
17. Williams S.R. Dependence of EPSP efficacy on synapse location in neocortical pyramidal neurons / S.R. Williams, G.J. Stuart // Science. - 2002. - Vol.295. - P. 1907-1910.
18. Xiang Wan Pentobarbital depressant effects are independent of GABA receptors in auditory thalamic neurons / Wan Xiang, E. Puil // J.Neurophysiol. - 2002. - Vol.88.N6. - P. 3067-3077.
Реферат
РОЗВИТОК НАРКОТИЧНОГО І ПОСТНАРКОТИЧНОГО ПЕРІОДІВ ДІЇ NA ТІОПЕНТАЛУ ПО СПОСТЕРЕЖЕННЮ ЗА ЦЕНТРАЛЬНИМИ І ПЕРИФЕРИЧНИМИ ПАРАМЕТРАМИ НЕРВОВОЇ АКТИВНОСТІ Макаренко А.Н., Меднікова Ю.С., Кожечкін С.Н.
Ключові слова: Na тіопентал, ЕЕГ, нейрони кори, рухова активність, вегетативні реакції.
Тіопентал при внутрішньовенному введенні кроликам, що не спали, викликав настання наркотичного стану через 1-3 хвилини після початку введення наркотичної дози препарату. Наркотичний ефект виявлявся появою повільнохвильової високоамплі-тудної активності на ЕЕГ, зниженням частоти дихання, ослабленням фонової і викликаної електроміографічної активності; прискоренням частоти пульсу. Початковий етап дії тіопенталу (10-30 с) характеризувався короткочасною активацією нервової системи і часто супроводжувався потужним генералізованим рухом. У цей період при реєстрації імпульсної активності нейронів сенсомоторної кори виявлені ознаки розвитку гіпоксичного стану: нетривале зростання спонтанної активності і періоди різкого зниження амплітуди спайків. Розвиток наркотичного ефекту, навпаки, сопроводжувався значним зниженням частоти спонтанної активності, відновленням амплітуди спайків і зникненням активаційних тонічних реакцій нейронів на електрошкірне подразнення кінцівки і іонофоретичне підведення ацетилхоліну. В перші хвилини відновлювального періоду знову розвивався гіпоксичний ефект, зникав до 10-15 хвилин. До цього ж часу відбувалась нормалізація основних параметрів активності нервової системи
Summary
DEVELOPMENT OF NARCOTIC AND POSTNARCOTIC ACTION OF THIOPENTAL NA EVALUATED BY CENTRAL AND PERIPHERAL PARAMETERS OF NEURAL ACTIVITY Makarenko A.N., Mednikova Yu. S, Kozhechkin S.N.
Key words: Na thiopental, EEG, cortical neurons, motor activity, autonomic reaction.
Thiopental administered intravenously wakeful rabbits resulted in offensive narcotic state in 1-3 minutes since the drug dose injected. Narcotic effect consisted in the appearance of slow wave light amplitude activity registered by EEG, reduced respiratory rate, lowered general and stimulated electromyographic activity; accelerated heart rate. The initial phase of the action of thiopental (10-30) was characterized by short-term activation of the nervous system and was often accompanied by powerful generalized movement.
During this period, when registering the pulse activity of neurons in the sensorimotor cortex we revealed signs of hypoxic condition: short growth of periods of spontaneous activity and a sharp decline in the amplitude of the spikes. The development of narcotic effect, by contrast, was accompanied by a significant decrease in the frequency of spontaneous activity, restoration of amplitude spikes and disappearing of activation tonic responses of neurons to stimulation of the limbs and electrocutaneous iontophoretic summing acetylcholine. In the first minutes of the recovery period the newly developed hypoxic effect disappeared up to 10th -15th minutes. By this time we registered the normalization of the basic parameters of the activity of the nervous system.
10. Brown D.A. Coupling of muscarinic acetylcholine receptors to neural ion channels: closure of K+ channels / D.A. Brown, N.J. Buckley, M.P. Caulfield [et al.l // Molecular mechanisms of muscarinic acetylcholine receptors function, Ed.by J.Wess. New York, Berlin, Heidelberg, 1995. - P. 165-182.
11. Godfraind J.M. Actions of dinitrophenol and some other metabolic inhibitors on cortical neurons / J.M. Godfraind, H. Kawamura, K. Krnievic, R. Pumain // J. Physiol. - 1971. - Vol.215. - №1. - P.199-222.
12. Lipton P. Ischemic cell death in brain neurons / P. Lipton // Physiol. Rev. - 1999. - Vol.79. N4. - P.1431-1568.
13. Mehta F.R. An update on GABAA receptors / F.R. Mehta, M.K. Ticku // Brain Res.Rev. - 1999. - Vol.29. - P.196-217.
