CC BY
22
влияние аурикулярной акупунктуры
и лиэин-ваэопрессина на содержание моноаминов в цнс и пролонгирование адаптивного следа
I Л.М. Мамалыга, Т.В. Головастов
Аннотация. Аурикулярная акупунктура (АА) способствует повышению концентрации катехоламинов в ЦНС у адаптированных к гипоксии животных, тогда как лизин-вазопрессин (Л-В) активирует серотонинергическую систему. Сочетан-ное применение АА и Л-В максимально эффективно пролонгирует структурно-функциональный след адаптации организма к гипоксии.
Ключевые слова: аурикулярная акупунктура, лизин-вазопрессин, моноамины, адаптация.
Summary. Influence of auricular acupuncture (AA) and lisin-vasopressin (L-V) on prolongation of adaptive opportunities of an organism and also on a level monoamines CNS is studied.. It is established that stimulation of monoaminergic systems by means of AA on a background introduction L-V promotes prolongation of a system structural trace of adaptation.
Keywords: auricular acupuncture, lisin-vasopressin, monoamines, adaptation.
214
лагодаря многочисленным исследованиям убедительно доказана клиническая эффективность рефлексотерапии, которая в настоящее время успешно применяется при лечении различных функциональных нарушений у человека. По мнению большинства авторов [3; 13, 117-122; 14, 38-41], ее эффект связан с восстановлением динамического равновесия между процессами возбуждения и торможения в структурах ЦНС, нормализацией деятельности вегетативной и эндокринной систем, активацией адаптационной функции организма и восстановлением его гомеостаза. По-видимому, все это обусловлено перестройкой медиатор-ных механизмов, обеспечивающих создание временной доминанты, пере-
ключающей на себя поток возбуждений с различных систем организма и тем самым создающей условия нормализации физиологических процессов [22].
Поскольку эффект рефлексотерапии всегда обусловлен перестройками центральных моноаминергических (МА-) механизмов, была поставлена задача выяснить возможность применения аурикулярной акупунктуры (АА) как способа коррекции их активности, позволяющего пролонгировать структурно-функциональный след адаптации.
При проведении этих исследований животных предварительно адаптировали к условиям гипоксии в барокамере в течение 30 суток. После завершения сеансов адаптации на ак-
Преподаватель XXI_
1ЕК
1 / 2009
тивные точки завитка ушной раковины накладывали специальные иглы. Через 20 суток исследовали метаболизм моноаминов (МА) в различных отделах мозга крыс и определяли их «высотный потолок» в барокамере. Возможность воздействия на аурику-лярные точки объясняется уникальной иннервацией ушной раковины. Это позволяет применять АА с целью коррекции деятельности центральных регуляторных структур [3].
Полученные результаты выявили сложный характер перестроек в МА-ергических системах адаптированных к гипоксии животных под воздействием АА (рис. 1). Так, в коре головного мозга 20-суточная АА, проведенная после завершения сеансов адаптации, сопровождается стабилизацией повышенного (по сравнению с контролем) уровня норадреналина (НА), имевшего место через сутки после завершения сеансов адаптации (ЗСА). Тогда как у животных без АА через 20 суток после ЗСА выявлено снижение концентрации НА в этом отделе мозга. Содержание диоксифенилуксусной
кислоты (ДОФУК) не изменилось, а концентрация дофамина (ДА) превышала на 31% уровень, имевший место через сутки после ЗСА. Серотонин (СТ) и 5-оксииндолилуксусная кислота (5-ОИУК) оставались на том же уровне, что через 20 суток после ЗСА без применения АА.
Аурикулярная акупунктура существенно изменяет метаболизм МА в среднем мозге, имевший место через 20 суток после завершения сеансов адаптации. Так, если АА не применяли, то через 20 суток после ЗСА уровень НА и ДА резко снижается по сравнению с концентрацией, выявленной через сутки после ЗСА. Если же в течение 20 суток после ЗСА применяли АА, то концентрация этих МА поддерживается на достаточно высоком уровне, как и через сутки после ЗСА. При этом концентрация ДОФУК также остается на исходном уровне.
Таким образом, АА после ЗСА поддерживает в этом отделе мозга метаболизм катехоламинов (КА) на уровне, характерном для адаптированных животных. В отличие от описанных
215
Рис. 1. Концентрация моноаминов в ЦНС животных при воздействии аурикулярной акупунктуры (а) и лизин-вазопрессина (в) на фоне предварительной адаптации к гипоксии (в нг/г сырой ткани). 1-НА, 2-ДА, 3-ДОФУК, 4-СТ, 5- 5-ОИУК
!ЕК
выше изменений АА после ЗСА не оказывает существенного влияния на уровень СТ и 5-ОИУК.
Применение АА в течение 20 суток после ЗСА поддерживает высокий уровень НА и ДА в продолговатом мозге. Это свидетельствует о стимулирующем влиянии АА на синтез КА у адаптированных животных. Даже повышенный уровень деградации ДА на фоне АА, судя по концентрации ДО-ФУК, сохраняет достаточно высокую его концентрацию, тогда как без применения АА через 20 суток после ЗСА повышение концентрации ДОФУК сопровождается выраженным снижением уровня ДА. Аналогичные результаты получены при исследовании вентрального гипоталамуса.
Обобщая полученные результаты можно заключить, что АА, применяемая на адаптированных животных, существенно сказывается на метаболизме НА и ДА в исследованных отделах мозга. Она в основном способствует поддержанию концентрации КА на достаточно высоком уровне, хотя в 2Щ некоторых структурах проявляются специфические особенности. Через 20 суток после прекращения сеансов адаптации в большинстве исследованных отделов мозга животных, на которых АА не применялась, выявлено выраженное снижение содержания НА и ДА. Причем в абсолютном большинстве случаев снижение уровня ДА шло параллельно с накоплением ДОФУК. Вместе с тем, применение АА существенно не сказывается на метаболизме СТ. Уровень этого моноамина через 20 суток после ЗСА остается в большинстве отделов мозга ниже, чем через сутки после ЗСА.
Многочисленными исследованиями [5, 16, 25, 26] показана важная
Преподаватель XXI
!Ек
роль гипофизарных нейропептидов в регуляции функций МА-ергических систем. Была выделена большая группа пептидов, являющихся адаптогена-ми, которые повышают функциональные возможности различных систем организма при действии на него стрессовых факторов разной природы и продолжительности. По мнению некоторых авторов [1, 2, 20, 21], полифункциональность эффектов, обнаруженных в организме при введении нейропептидов позволяет рассматривать пептидергическую регуляцию как основной тип химической регуляции гомеостаза. Известно, что пептиды, вырабатываемые клетками, играют информационную роль. Благодаря этому, в значительной мере обеспечиваются сложные механизмы регуляции, координации и интеграции функций, что в конечном счете поддерживает целостность организма, как саморегулирующей системы. Все это дало основание многим исследователям проводить поиск пептидов, которые можно было бы применять для профилактики и целенаправленной коррекции различных функциональных состояний. Сведения об этом хорошо изложены в ряде монографий [6, 15, 19].
Нейропептиды внутримозгового происхождения обладают исключительно высокой биологической активностью, поэтому они привлекают внимание исследователей целым рядом своеобразных свойств, два из которых представляются наиболее существенными и принципиальными. Первое из них заключается в необычайно широком спектре действия. Второе - полифункциональность и многоадресность пептидов, что позволяет им оказывать регулирующее влияние на все компо-
- 1 / 2009
ненты целостного процесса, формируя и закрепляя след.
Эффекты нейропептидов носят тем более выраженный характер, чем дальше от оптимума регулируемая функция. Известно, например, что в условиях патологии эффект пептидов тем более выраженный, чем тяжелее протекает соответствующее заболевание [4, 9, 19]. У людей с хорошей памятью пептиды не вызывают улучшения ее показателей, в то время как у лиц с плохой памятью пептиды оказывают выраженный «улучшающий» эффект [1, 6, 8]. Эта закономерность обнаружена и в многочисленных экспериментах на животных: у хорошо обучающихся животных некоторые пептиды не вызывают видимых эффектов, но существенно ускоряют обучение плохо обученных животных.
В настоящем исследовании мы предприняли попытку выяснить роль лизин-вазопрессина в модуляции активности МА-ергических систем и пролонгировании предварительно сформированного адаптивного следа. С этой целью животным после ЗСА вводили указанный пептид через день в течение 20 суток в дозе 20 мг/кг и исследовали метаболизм НА, ДА и СТ в некоторых отделах ЦНС. Результаты проведенных исследований показали, что лизин-вазопрессин существенно консолидирует эффект СТ-ергической системы, обнаруженный сразу после завершения сеансов адаптации.
Введение пептида адаптированным животным снижает уровень НА в коре головного мозга на 28% по сравнению с концентрацией, обнаруженной сразу после ЗСА. Аналогичный эффект обнаружен и у животных, которым пептид не вводили. Та же картина наблюдается и при определении
ДА. Уровень ДОФУК здесь был ниже на 35%.
Тенденция к накоплению СТ при воздействии пептида, по-видимому, обусловлена снижением его деградации. Об этом свидетельствует снижение концентрации 5-ОИУК на 25%.
В среднем мозге применение ней-ропептида не оказывает существенного влияния на метаболизм НА и ДА. Концентрация СТ, напротив, остается такой же, как и через сутки после ЗСА и превышает уровень этого МА у животных без введения пептида на 44%. При этом концентрация 5-ОИУК была ниже на 23%.
Аналогичные результаты обнаружены и при исследовании метаболизма КА и СТ в продолговатом мозге. Концентрации НА, ДА и ДОФУК статистически достоверно не отличаются в опытной и контрольной группах. Однако введение нейропептида сопровождается накоплением СТ, превышающим его концентрацию у животных, которым вводили физраствор на 70% и снижением 5-ОИУК на 31%.
В гипоталамусе адаптированных животных, получавших в течение 20 суток лизин-вазопрессин или физраствор выявлено одинаково выраженное снижение уровней НА и ДА. При этом содержание СТ у крыс первой группы было на 29% выше, чем у второй.
Анализ полученных результатов показал, что лизин-вазопрессин существенно не сказывается на пролонгировании адаптивных перестроек КА-ергической системы. Наиболее эффективным оказался данный ней-ропептид для стабилизации уровня активности СТ-ергической системы.
Для выяснения продолжительности сохранения адаптивного следа при
SEK
218
введении животным лизин-вазопрес-сина и воздействии на них АА оценивали «высотный потолок» у животных после ЗСА и последующем 20-суточ-ном воздействии на них АА и/или нейропептида. Установлено, что АА сохраняет функциональные возможности организма, сформированные в процессе адаптации к гипоксии (табл.).
Через 20 сут. после ЗСА время сохранения мышечного напряжения у животных на «высоте» 10000 м составило 6,70±0,44 мин, а у животных, которые в течение этого периода получали сеансы АА высотный «потолок» на 25% выше. Применение лизин-ва-зопрессина существенно не сказывается на сохранении адаптивного следа. Аурикулярная акупунктура повышает уровень КА через 20 суток после ЗСА, а лизин-вазопрессин активировал СТ-ергическую систему. Такое состояние этих систем обнаружено через сутки после завершения сеансов адаптации.
Представилось целесообразным проверить эффективность одновременного применения аурикулярной иглотерапии и лизин-вазопрессина для пролонгирования сформированного адаптивного следа. С этой целью животным первой эксперименталь-
ной группы после завершения сеансов адаптации вводили лизин-вазопрес-син на фоне АА. Введение этого ней-ропептида осуществляли через день в течение 20 дней после ЗСА в дозе 20 мг/кг массы. Животные второй опытной группы получали эту же дозу пептида на фоне АА в течение 30 суток через день. Контрольным животным вводили физраствора по той же схеме.
В коре головного мозга животных первой группы концентрации СТ, НА, ДА и ДОФУК были такими же, как в первые сутки после ЗСА (рис. 2). Так, в среднем мозге концентрации НА и ДА превышали контрольный уровень на 44% и 72% соответственно, а ДО-ФУК снижалась, что может свидетельствовать об уменьшении деградации КА. Повышение концентрации СТ в этом отделе мозга сопровождается снижением уровня ДОФУК. Концентрация СТ повышается на 37%, а уровень 5-ОИУК снижается на 46%.
Подобный характер метаболических перестроек МА обнаружен в продолговатом мозге и гипоталамусе. Следует отметить, что выявленные изменения были аналогичны обнаруженным через сутки после ЗСА, когда адаптивные перестройки в организме животных были наиболее выражены.
Таблица
Время сохранения мышечного напряжения у животных на «высоте» 10000 м
Воздействие Время (мин) Воздействие Время (мин)
24 ч после ЗСА 14,4 ± 1,17 20 суток после ЗСА на фоне АА 8,4 ± 0,35
5 суток после ЗСА 13,7 ± 1,71 20 суток после ЗСА на фоне введения лизин-вазопрессин 7,2 ± 0,49
15 суток после ЗСА 8,9 ± 0,52 20 суток после ЗСА на фоне АА и лизин-вазопрессина 12,9 ± 0,66
20 суток после ЗСА 6,7 ± 0,44 30 суток после ЗСА на фоне АА и лизин-вазопрессина 11,7 ± 0,71
Контрольные животные 4,2 ± 0,26
Преподаватель XXI_
!Ек
1 / 2009
Содержание катехоламинов и се-ротонина, а также их метаболитов в исследованных отделах мозга существенно не отличались при 20- и 30-су-точном воздействии на адаптированных животных АА и лизин-вазопрес-сина, что, по-видимому, свидетельствует о пролонгировании функционального статуса моноаминергичес-ких систем.
«Высотный потолок» у обеих групп также был одинаковым. Так, время сохранения мышечного тонуса на «высоте» 10000 м у животных первой группы составляет 12.00±0,66 мин., а у второй — 11.70±0,71 мин. (табл.).
Таким образом, стимуляция КА-ер-гических систем с помощью АА способствует некоторому пролонгированию системного структурного следа адаптации, а введение лизин-вазопрес-сина сопровождается активацией СТ-ергической системы. При этом, введение только лизин-вазопрессина не пролонгирует эффект, достигнутый с помощью адаптации. Однако из этого не следует, что СТ-ергическая система не связана с пролонгированием адаптивного следа, поскольку од-
новременная активация КА-ергичес-кой и СТ-ергической систем обеспечивает значительно более выраженный и пролонгированный эффект. Это становится понятным, если учесть тесную структурно-функциональную связь КА-ергической и СТ-ергической систем [18, 23, 24].
Один из механизмов пролонгирования эффекта адаптации может быть связан не с прямым действием примененного нами лизин-вазопрес-сина, а с биотрансформированием его под влиянием определенных ферментов. При этом из исходных молекул лизин-вазопрессина могли возникнуть фрагменты, биологическая активность которых могла быть выше активности исходного пептида. Это означает, что процессы саморегуляции мозговой деятельности с помощью нейропептидов включают механизм, резкого усиления функциональной активности конкретных структур мозга. Кроме того, в настоящее время убедительно доказано, что нейро-пептиды могут изменять (модулировать) реакции нервных клеток как «классические» медиаторы. Усиливая
219
Рис. 2. Концентрация моноаминов в ЦНС животных при одновременном воздействии лизин-ва-зопрессина и аурикулярной акупунктуры в течение 20 (а) и 30 (в) суток на фоне предварительной адаптации к гипоксии (в нг/г сырой ткани). Акупунктура. 1-НА, 2-ДА, 3-ДОФУК, 4-СТ, 5-5-ОИУК. р рассчитано по отношению к сдвигам через сутки после ЗСА
!ЕК
220
или подавляя эффекты медиаторов, нейропептиды регулируют таким путем межнейронные взаимодействия и, следовательно, - формирование и пролонгирование структурно-функционального следа.
Обнаруженное в наших исследованиях пролонгирование структурно-функционального следа, сформированного в процессе адаптации, может быть связано с еще одним чрезвычайно важным свойством нейропепти-дов - их способностью вызывать отставленные эффекты. Пептиды очень быстро распадаются в тканях, длительность их жизни после высвобождения из мест синтеза или хранилищ измеряется минутами. Между тем многие эффекты нейропептидов обнаруживаются спустя несколько суток [710]. Это означает, что пептиды запускают цепь каких-то процессов, которые далее осуществляются без участия пептидов, в значительной мере по своим собственным закономерностям. В данной ситуации детерминирующая роль нейропептидов в регуляции мозговой деятельности ограничивается лишь пусковой ролью.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ашмарин И.П., Каменская М.А. Нейропептиды в синаптической передаче / / Итоги науки и техники ВИНИТИ. Физиология человека и животных. — 1988. — Т. 34. — № 3. — С. 176.
2. Ашмарин И.П. и др. Гликопротеины как самостоятельные регуляторы и стабилизаторы других пептидов // Вопросы биологической медицины и фармацевтической химии. — 2002. — № 1. — С. 24-27.
3. Дуринян P.A. Физиологические основы аурикулярной рефлексотерапии. — Ереван, 1985.
4. Коломейцева И.А. Действие пептидов на сон у невротизированных крыс //
Преподаватель XXI
Экспериментальные неврозы и их фармакологическая терапия. — М., 1988. — С. 60-69.
5. Кругликов Р.И. Взаимодействие нейро-пептидов и нейромедиаторов в интег-ративной деятельности мозга // Физиологически активные пептиды. — Пущино, 1988. — С. 33-40.
6. Кругликов Р.И. Нейрохимические механизмы обучения и памяти. — М.: Наука, 1981.
7. Кругликов Р.И. Зависимость влияния Мет-энкефалина на процессы обучения и памяти от состояния моноами-нергических систем мозга // Нейро-химия. — 1983. — Т. 2. — № 1. — С. 3-10.
8. Кругликов Р.И. О некоторых механизмах действия энкефалинов на процессы обучения и памяти // Научные доклады высшей школы. Биол. науки. — 1984. — №. 12. — С. 45-49.
9. Кругликов Р.И. Влияние различных аналогов вазопрессина на процессы обучения, памяти и метаболизм РНК в мозге крыс // Известия АН Латв. ССР. — 1989. — № 2. — С. 81-86.
10. Крыжановский Г.Н. Роль пептидов в патологии нервной системы // Вопросы медицинской химии. — 1984. — Т. 30. — Вып. 3. — С. 68-73.
11. Левицкая Н.Г., Каменский А.А. Регуля-торные пептиды // Природа. — 2003. — № 10. — С. 18-27.
12. Леонов А.В., ИванниковИ.О., Бобков А.И. Нейропептиды при ишемическом инсульте // Актуальные вопросы неврологии. — М., 1997. — С. 13-17.
13. Маркелова В.Ф., Белицкая Р.А., Руднев С. Г. О некоторых механизмах влияния акупунктуры на симпато-ад-реналовую систему / / Ж. невропатологии и психиатрии. — 1991. — № 2.
14. Маркелова В.Ф., Малыгина С.И. Влияние рефлексотерапии на состояние гипофизарно-надпочечниковой системы // Патология, физиология, и экспериментальная терапия. — 1981. — № 1.
15. Папсуевич О.С., Чипенс Г.И., Михайлова С.В. Нейрогипофизарные гормоны. — Рига, 1986. — 256 с.
- 1 / 2009
16. Рожанец В.В., Аносов А.К. Изучение влияния лейэнкефалина на высвобождение эндогенного норадреналина сина-птосомами мозга крысы / / Бюлл. экспериментальной биологии. — 1985. — Т. 100. — № 8. — С. 199-201.
17. Себенцова Е.А., Левицкая Н.Г., Андреева Л.А., Каменский А.А., Мясоедов Н.Ф. Эффекты семакса на фоне блокады до-фаминергических рецепторов галопе-ридолом // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2006. — Т. 141. — № 2. — С. 128-132.
18. Семенова Т.П., Исакунова Т.М. Нарушение реципроктности регуляторных влияний серотонин- и норадренерги-ческой системы мозга на обучение животных в условиях высокогорья // Физиология и биохимия медиаторных процессов: Всесоюзная конференция. — М., 1985. — Т. 2. — С. 291.
19. Слепушкин В.Д. и др. Нейропептиды. Их роль в физиологии и патологии. — Томск, 1988.
20. СоколоваН.А. и др. Пренатальный ги-поксический стресс: физиологические и биохимические последствия, коррекция регуляторными пептидами / / Успехи физиологических наук. — 2002. — 33. — № 2. — С. 56-57.
21. Хавинсон В.Х., Кветной И.М., Ашма-рин И.П. Пептидергическая регуляция гомеостаза // Успехи современной биологии. - 2002. - 122. - № 2. -С. 190-192.
22. Handy J.Z. Acupuncture for chronic pain // Acupunct. Med. - 1998. -16. -№ 2. - P. 103-104.
23. Jacobs B.L. Norepinephrne-serotonin interactions in brain // Pol. J. Pharmacol. and Pharm. - 1991. - V. 43. - № 3. -P. 231-239.
24. Kile J.P, Tanner B.B. Serotonergic and cholinergic interaction in the regulation of pituitary-adrenal function in rats // Experientia. - 1985. - Vol. 41. - № 9. -P. 1123-1127.
25. Loon V., Kim C, 0-Endorphin-mduced decrease in hypothalamic dopamine turnover // Endocrinology. - 1988. -V. 106. - № I. - P. 76-80.
26. MartinJ.R,JakemmiA.E. Further evidence that a single dose of an opiate can increase dopamide receptor sensitivity in mice // Eur. J. Pharmacol. - 1987. -V. 135. - № 2. - P. 203-210. Щ
221
Полученные результаты формируют у студентов новые фундаментальные представления о механизмах коррекции функциональных возможностей организма с помощью нефармакологических методов, что не только вносит вклад в понимание концептуальных основ курса нейрофизиологии, но и являются основой для дальнейших исследований данной проблемы в рамках курсовых, дипломных и диссертационных работ. Кроме того, анализ результатов проведенных исследований в свете известных студентам нейрофизиологических процессов служит теоретической базой для изучения компенсаторно-восстановительных и адаптивных механизмов в ЦНС при действии на организм экстремальных факторов. Эти вопросы недостаточно представлены в современных программах курса нейрофизиологии.
