регистрация / вход

Про роль преоптичної області та переднього гіпоталамуса у підтримці констант гомеостазу

Міністерство охорони здоров’я України Донецький національний медичний університет ім. М. Горького НАТРУС Лариса Валентинівна УДК 612.826.4 Про роль преоптичної області та переднього гіпоталамуса у підтримці констант гомеостазу

Міністерство охорони здоров’я України

Донецький національний медичний університет ім. М. Горького

НАТРУС Лариса Валентинівна

УДК 612.826.4

Про роль преоптичної області та переднього гіпоталамуса у підтримці констант гомеостазу

14.03.03 - нормальна фізіологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Донецьк 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Донецькому національному медичному університеті ім.М.Горького Міністерства охорони здоров’я України

Науковий консультант: академік АМН України, доктор медичних наук, професор

Казаков Валерій Миколайович,

завідувач кафедри фізіології,

ректор Донецького національного

медичного університету ім.М.Горького

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор

Йолтухівський Михайло Володимирович,

професор кафедри фізіології Вінницького

національного медичного університету ім. М.І.Пирогова;

доктор медичних наук, професор

Шандра Олексій Антонович,

завідувач кафедри нормальної фізіології Одеського

державного медичного університету;

·

· доктор біологічних наук, професор

Лях Юрій Єремійович,

завідувачкафедримедичноїбіофізики,

медичної апаратури та клінічної інформатики

Донецького національного медичного

університету ім.М.Горького.

Захист відбудеться “12” грудня 2007 р. об 11.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 11.600.01 у Донецькому національному медичному університеті ім.М.Горького (83003, Донецьк, пр.Ілліча,16).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Донецького національного медичного університету ім.М.Горького (83003, Донецьк, пр.Ілліча,16).

Автореферат розісланий “10” листопада 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

д.мед.н., професор Д.О. Ластков


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Під час життєдіяльності в організмі постійно відбувається коливання гомеостатичних констант у вузьких фізіологічних межах, але при цьому, підтримка гомеостазу забезпечує вільне і незалежне від зовнішніх умов існування організму. Стійке відхилення будь-якого гомеостатичного показника викликає патологічний стан. У більшості випадків, навіть найсучасніші терапевтичні розробки і схеми лікування, які направлені на відновлення зміненого гомеостатичного показника, не призводять до відновлення фізіологічного балансу. Тому проблема лікування величезної кількості захворювань, що супроводжуються порушенням вегетативних функцій, є надто актуальною.

Доведено, що одним із головних диригентів у забезпеченні динамічної постійності внутрішнього середовища організму є еволюційно стара структура переднього мозку - преоптична область (RPO) і тісно взаємозв'язані з нею ядра переднього гіпоталамуса. Різні аспекти дослідження фізіологічних механізмів на клітинному рівні на цей час продовжують залишатися актуальними. Найінформативнішим підходому цьому випадку є аналіз зміни параметрів фонової імпульсної активності (ФІА) нейронів головного мозку.

Відомо, що RPO і передній гіпоталамус – ключові структури, що забезпечують регуляцію функцій травлення, терморегуляцію, забезпечення водно-сольового метаболізму, кардіоваскулярного контролю, репродуктивної і материнської поведінки, регуляції ендокринної системи, циклу сон-неспання та інших важливих вегетативних функцій. Але є дані про те, що при дослідженні реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на будь-який вісцеральний стимул виявлені реакції цих нейронів також і на зміни інших параметрів вегетативної сфери.

Так, наприклад, у роботах Boulant J.A., Silva N.L. (1980,1987) виявлено ефективний вплив нетермічних стимулів (статевих стероїдів, коливання осмотичного тиску і глюкози) на термосенситивні нейрони RPO. За даними Matsumura K. та ін. (1985) 73% термосенситивних нейронів RPO змінювали ФІА при зміні артеріального тиску. Osaka T. та ін. (1995) успішно тестували нейрони переднього гіпоталамуса на різні осмотичні та кардіоваскулярні стимули. За даними Koga Н. та ін. (1987) навіть незначне падіння артеріального тиску (до 15 мм.рт.ст.), яке може бути викликане кровотечею або введенням вазоактивних речовин у шлуночки мозку, викликало збудження 53% теплосенситивних і гальмування 45% холодосенситивних нейронів RPO. При цьому 70% нетермосенситивних нейронів не реагували навіть на більш значуще падіння артеріального тиску (30 мм.рт.ст.). У роботах Hori Т. та ін. (1988) показано, що у відповідь на осмотичністимули реагували 60% термосенситивних нейронів і 12% нетермосенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса. Whyte D.G., Johnson A.K. (2005) в експерименті спостерігали модуляцію кардіоваскулярних реакцій (зміну артеріального тиску, частоту серцевих скорочень, периферичного опору) при тепловому ударі.

Таким чином, залишається нез'ясованим питання про специфічність контролю, який здійснюється нейронами RPO і переднього гіпоталамуса над кожною з констант гомеостазу. Неясно, яким чином нейрони RPO і переднього гіпоталамуса, морфологічно однорідні, здатні регулювати цілий комплекс найважливіших функцій, направлених на підтримку гомеостазу. Не встановлено, як змінюється діяльність центральних ланок регуляції гомеостазу при різних вегетативних зрушеннях, і яка форма управління вегетативними функціями забезпечує відновлення фізіологічної рівноваги. Зовсім відсутні дані щодо функціональної взаємодії різних механізмів регуляції вегетативних функційпри підтримці констант гомеостазу на будь-якому рівні ЦНС, і в чому може полягати біологічне значення цієї взаємодії.

Дослідження механізмів регуляції, які використовуються в ЦНС, є надзвичайно корисним для інтерпретації процесів управління в біологічних системах взагалі, як у найдосконаліших саморегульованих комплексах. Розкриття механізмів центрального контролю гомеостазу має не тільки значну фундаментальну теоретичну значущість, але й найважливіше прикладне значення, відкриваючи можливість в клініці розробляти нові шляхи лікування багатьох захворювань, що супроводжуються порушенням гомеостатичних показників.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася як фрагмент теми: “Роль преоптичної області гіпоталамуса в механізмах інтеграції нервової, ендокринної та імунної систем при гіпертермії” (№ держреєстрації 0103U007881, 2003-2006 рр.). Дисертант була співвиконавцем роботи і вивчала зміну фонової імпульсації нейронів гіпоталамуса у відповідь на коливання температурних та нетемпературних вісцеральних стимулів.

Мета дослідження: вивчити перебудову фонової імпульсної активності нейронів RPO і переднього гіпоталамуса при змінах деяких констант гомеостазу і виявити взаємодію центральних механізмів регуляції різних вегетативних функцій.

Завдання дослідження:

1. Визначити локалізацію фоновоактивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса й типи їх ФІА.

2. Виявити особливості реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на зміни констант гомеостазу та електричні кортикальні подразнення.

3. Порівняти реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на зміни констант гомеостазу та електричні кортикальні подразнення.

4. Виявити перебудову ФІА нейронів RPO і переднього гіпоталамуса при температурних впливах, підвищенні рівня глюкози крові, коливанні осмолярності плазми, підвищенні системного артеріального тиску.

5. Порівняти перебудову ФІА термо-, глюко-, осмо- та пресосенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на електричну стимуляцію неоархіпалеокортекса.

6. Проаналізувати конвергентні властивості нейронів RPO і переднього гіпоталамуса відносно вісцеральних стимулів для розкриття форми управління гомеостатичними константами й виявлення взаємодії центральних механізмів регуляції різних вегетативних функцій і пропонування в клініці нового погляду на шляхи корекції порушень гомеостазу.

Об’єкт дослідження – нейрони RPO і переднього гіпоталамуса кішки.

Предмет дослідження – ФІА нейронів RPO і переднього гіпоталамуса та перебудова ФІА у відповідь на зміни констант гомеостазу та електричні кортикальні подразнення.

Методи дослідження – електрофізіологічний (реєстрація ФІА нейронів та подразнення кортикальних зон); морфологічний (гістологічна верифікація області відведення ФІА та зони подразнення); статистичні методи (визначення вірогідності розбіжностей досліджуваних показників).

Наукова новизна одержаних результатів.

Проведене дослідження розкриває сутність та біологічне значення функціонального зв’язку різних механізмів регуляції вегетативних функцій на рівні RPO і переднього гіпоталамуса для підтримки гомеостазу.

Вперше досліджено реакції кожного нейрона у відповідь на термо-, глюко-, осмо-, пресостимуляцію і виявлено невелику кількість моносенсорних нейронів в RPO і передньому гіпоталамусі й практичну відсутність в RPO детекторних специфічних нейронів, які забезпечують окрему регуляцію будь-якої однієї вісцеральної системи.

Вперше виявлено в RPO і передньому гіпоталамусі переважну більшість (81%) полісенсорних нейронів, тобто елементів, специфічність яких полягає в однаковій чутливості до кількох вісцеральних стимулів.

Вперше доведено, що існування полісенсорних нейронів, обумовлено тим, що в організмі не відбувається ізольовано зміна тільки одного гомеостатичного показника, і коливання будь-якої константи гомеостазу неодмінно викликає зрушення інших гомеостатичних параметрів.

Вперше визначено основні популяції полісенсорних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, що складають термо-глюкосенситивні, термо-пресосенситивні, глюко-пресосенситивні; термо-глюко-осмосенситивні, термо-глюко-осмо-пресосенситивні елементи, діяльність яких формує взаємодію центральних механізмів регуляції констант гомеостазу.

Вперше виявлено, що моносенсорні нейрони превалюють у передньому гіпоталамусі, а тетрасенсорні нейрони превалюють в RPO. Виявлено максимальну концентрацію тетрасенсорних нейронів у зоні, прилеглій до супраоптичного ядра.

Вперше встановлено відмінності в реакціях полісенсорних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на різномодальні зміни констант гомеостазу, які обумовлюють їх специфічну форму підтримки цієї константи у межах кожної вісцеральної системи.

Вперше виявлений надто ефективний тонічний вплив кори головного мозку на нейрони RPO і переднього гіпоталамуса. Встановлено, що перебудова ФІА визначена у більшої кількості цих нейронів у відповідь на електричні подразнення зон неоархіпалеокортекса, ніж у відповідь на зміни гомеостатичних констант.

Вперше виявлено відсутність значущих відмінностей у характері та кількості реакцій різних груп вісцеросенситивних нейронів на кортикальну стимуляцію і доведено неспецифічний вплив кортикальної аферентації на центри термо-, глюко-, осмо- і пресорегуляції.

Розроблено та застосовано методичний та методологічний принцип аналізу імпульсації, який ґрунтується на урахуванні двох параметрів ФІА, що вагомо збільшує інформативність дослідження ФІА при вісцеральній ідентифікації нейронів RPO і переднього гіпоталамуса.

Розроблено (запатентовано) та реалізовано статистичний метод дослідження ФІА нейронів, який заснований на критеріальній оцінці рівня значущості розрізнення.

Розроблено (запатентовано) і застосовано в експерименті пристрій для штучної вентиляції легень лабораторних тварин, який заснований на пневмоелементах, що усувають генерацію електричних полів, які перешкоджають проведенню електрофізіологічного експерименту.

Практичне значення одержаних результатів.

Розкрито біологічне значення функціонального зв’язку та взаємодії різних механізмів регуляції вегетативних функцій на рівні RPO і переднього гіпоталамуса. Вагоме превалювання в RPO і передньому гіпоталамусі полісенсорних нейронів у порівнянні з моносенсорними переконливо доводить, що в організмі не відбувається ізольовано зміна тільки одного гомеостатичного показника, й коливання будь-якої константи гомеостазу неодмінно викликає зрушення інших гомеостатичних параметрів, тому механізми підтримки різних констант гомеостазу включаються водночас і виконуються поєднано.

Дослідження конвергентних властивостей нейронів і визначення комбінацій стимулів, до яких одночасно були чутливі досліджувані нейрони, виявило наявність у RPO і передньому гіпоталамусі поліспецифічних елементів, що взагалі надає зовсім новий погляд на поняття „специфічності”, як властивості регуляторних нейронів. Але ж саме ці функціональні особливості нейронів RPO і переднього гіпоталамуса та їх діяльність під час зрушення будь-якої константи гомеостазу і визначають механізм центральної регуляції гомеостазу, який забезпечує підтримку констант гомеостазу і динамічний фізіологічний баланс при змінах навколишнього середовища.

Виявлення в RPO і передньому гіпоталамусі бісенсорних термо-глюкосенситивних нейронів, що забезпечують контроль енергоресурсів і термогенезу, пояснює посилення відчуття голоду при переохолодженні і анорексію під час лихоманки. Виявлення глюко-осмосенситивних нейронів обумовлює їх причетність до системи осморегуляції, як компонента питної поведінки, і обумовлює спрагу під час прийому їжі. Виявлення пресо-термосенситивних нейронів зумовлює кардіорефлекси (зокрема зміну артеріального тиску) при тепловому ударі; вегетативні температурні прояви при адреналіновому стресі; гіпотермію і відчуття холоду при падінні артеріального тиску внаслідок гострої крововтрати та ін.

Виявлене превалювання серед усіх трисенсорних нейронів, елементів, які одразу чутливі до термо-, глюко- та осмотичних стимулів здійснює нейронами RPO і переднього гіпоталамуса центральний контроль енергоресурсів та метаболічного стану за рахунок термогенезу та водно-електролітному обміні.

Встановлений механізм регуляції гомеостазу, заснований на взаємодії різних регуляторних систем, завдяки діяльності поліспецифічних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса надає підставу у клініці розробляти більш ефективні шляхи лікування, які повинні бути спрямовані не тільки на встановлення зміненої константи (або констант) однієї вісцеральної системи, а також здійснювати паралельний вплив на інші вегетативні функції й вісцеральні системи організму.

Запропонований методологічний принцип аналізу ФІА нейронів може бути використаний у наукових лабораторіях під час проведення близьких за напрямком експериментальних досліджень, для вивчення часових біологічних процесів за допомогою методів доказової медицини.

Матеріали дисертації впроваджено у навчальний процес на кафедрах фізіології і патологічної фізіології ДонНМУ ім. М.Горького (акти впровадження від 05.02.2007), кафедрі фізіології людини та тварин ДНУ (акт впровадження від 14.03.2007), кафедрі нормальної фізіології ДДМА (акт впровадження від 25.01.2007), на кафедрі пропедевтики внутрішніх хвороб ДонНМУ ім. М.Горького (акт впровадження від 22.03.2007), кафедрі анестезіології, інтенсивної терапії та медицини невідкладних станів ФІПО ДонНМУ ім. М.Горького (акт впровадження від 04.04.2007).

Особистий внесок здобувача.

Автором особисто окреслено мету, визначено завдання роботи; проведені експериментальні дослідження; розроблені статистичні методики, підходи, обґрунтовано використання експериментальних пристроїв; особисто проведено обробку й аналіз отриманих результатів; сформульовані основні положення і висновки. У дисертації не використано ідеї та розробки, що належать співавторам опублікованих робіт.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень, що увійшли до цієї роботи доповідались та обговоренні на: II конференції Українського товариства нейронаук, присвяченій 70-річчю кафедри фізіології ДонДМУ (Донецьк, 24-27 травня 2001); XIII з’їзді фізіологічного товариства ім. Павлова (Казань, 25-28 вересня 2001); IV Всесвітньому з’їзді патофізіологів, нейроморфологів, мікробіологів (Будапешт, 2002); Х міжнародній конференції з нейрокібернетики “Проблемы нейрокибернетики” (Ростов-на-Дону, 2002); VIII Міжнародній конференції “Центральные и периферические механизмы вегетативной нервной системы”, присвяченій пам’яті академіка О.Г. Баклаваджяна (Донецьк-Слов’янськ, 3-6 червня, 2003); Ювілейній конференції “Пурины и монооксид азота”, присвяченій 50-річчю з дня заснування Інституту фізіології Національної академії наук Білорусі (Мінськ, 7-8 жовтня 2003); Міжнародних читаннях “Фундаментальные и клинические аспекты интегративной деятельности мозга”, присвячених 100-річчю з дня народження академіка Е.А. Асратяна (Москва; 2003); III Конференції Українського товариства нейронаук, присвяченій 75-річчю ДонДМУ (Донецьк-Слов’янськ, 23-26 травня 2005); I з’їзді фізіологів СНГ (Дагомис, Сочі, 19-23 вересня 2005); ХIV міжнародній конференції з нейрокібернетики “Проблемы нейрокибернетики” (Ростов-на-Дону, 2005); XV з”їзді Українського фізіологічного товариства, (Чернівці, 23-25 травня 2006); V Всесвітньому з’їзді патофізіологів, нейроморфологів, мікробіологів (Пекін, 2006); IV з’їзді Українського біофізичного товариства (Донецьк, 19-21 грудня 2006); IX Міжнародній конференції “Центральные и периферические механизмы вегетативной нервной системы”, присвяченій 75-річчю кафедри фізіології ДонДМУ (Донецьк-Слов’янськ, 23-25 травня 2007); III Міжнародному міждисциплінарному конгресі “Нейронаука для медицины и психологии” (Судак, АР Крим, 12-20 червня 2007).

Публікації. Матеріали дисертації опубліковано у 60 вітчизняних і закордонних журналах, зокрема у 2 монографіях, 20 статтях у наукових фахових виданнях, 2 деклараційних патентах, 36 статтях та тезах у збірках наукових праць, матеріалах з’їздів та конференцій.

Структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, десяти розділів, висновків, списку використаних джерел та додатку; викладена на 323 сторінках комп’ютерного тексту. Робота ілюстрована 23 таблицями на 12 сторінках та 74 рисунками на 50 сторінках. Список використаних джерел містить 317 вітчизняних та іноземних найменувань на 24 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Матеріал і методи дослідження. Дослідження проведені на 26 безпорідних дорослих кішках обох статей масою (2,5-3,2) кг в умовах гострого експерименту. Хірургічні процедури та наступний електрофізіологічний експеримент проводилися під комбінованим наркозом: внутрішньом’язово каліпсол (Сalypsol, “Гедеон Ріхтер”, Угорщина, 25 мг/кг) та інгалаційно (кисень+закис азоту). Хірургічне втручання включало венесекцію і катетеризаціюправої v. femoralis, препаровку і катетеризаціюа.carotis interna, трахеостомію, дренуванняcisternae subarachnoidalis, трепанацію черепа і часткову аспірацію мозкової тканини лівої півкулі доventriculus lateralis. Тварин переводили на штучне дихання; уподальшому крапельно вводили кетамін та міорелаксант (ардуан) у підтримуючих дозах. Електрофізіологічний експеримент проводився з урахуванням принципів Гельсінської декларації, прийнятої Генеральною асамблеєю Всесвітньої медичної асоціації (1964-2000 рр.), Конвенції Ради Європи про права людини та біомедицину (1997 р.), Європейської конвенції по використанню хребетних тварин для експериментів (1986 р.), відповідним положенням ВООЗ, Міжнародної ради медичних наукових товариств, Міжнародного кодексу медичної етики (1983 р.), та законам України; про що свідчить протокол комісії з питань біоетики ДонДМУ № 166/16 від 20.04.2006. Дихальна суміш, що складалася з (70-75)% закису азоту і (25-30)% кисню, зігрівалася до температури тіла тварини, зволожувалася і подавалася в трахею за допомогою апарата штучної вентиляції легень на пневмоелементах. Цей прилад був спеціально розроблений в нашій лабораторії (деклараційний патент на пристрій № 68719 UA). Він повністю забезпечує умови адекватності зовнішнього дихання лабораторних тварин і не створює електричних перешкод при електрофізіологічному експерименті.

Імпульсну активність окремих нейронів відводили позаклітинно за допомогою скляних мікроелектродів із опором 10-20 МОм, заповнених розчином NаСІ (3 М). Введення мікроелектрода проводилося через контралатеральну півкулю під різними кутами до горизонтальної стереотаксичної площини таким чином, щоб підхід до досліджуваної ділянки забезпечував найменшу травматизацію структур гіпоталамуса. Гістологічна верифікація точок відведення проводилася згідно з атласом Джаспера та Аймон-Маршана (1954) за стандартною методикою після виготовлення послідовних фронтальних зрізів мозку.

Функціональна ідентифікація нейронів,тобто належність нейронів RPO і переднього гіпоталамуса до термо-, глюко-, осмо- і пресосенситивних, визначалася за їх реакціями, що розвивалися у відповідь на температурні стимули, підвищення рівня глюкози, коливання осмотичного тиску та підвищення системного артеріального тиску. Всі ці вісцеральні стимуляції модулювалися під час експерименту, і основною умовою при функціональній ідентифікації нейронів була невисока інтенсивність гомеостатичних змін (яка укладається у фізіологічні межі), при достатній ефективності дії.

Для функціональної ідентифікації нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, як термосенситивнихзастосовувалося локальне нагрівання або охолодження температури шкіри подушечки передньої контрлатеральної (відносно боку відведення) кінцівки тварини, яке здійснювалося за допомогою оригінального комп’ютеризованого термостимулятора, зібраного на базі термоелектричної батареї Пельє. Підвищення або зниження температури поверхні термоелемента, до якої фіксувалася подушечка лапи, здійснювалося у межах від (-)70 С до (+)70 С щодо фонової температури. Загальна тривалість дії як правило не перевищувала 45с, швидкість наростання (спаду) температури дорівнювала 0,50 С ∙с-1 . Генералізову термостимуляцію виконували охолодженням усієї поверхні тіла, крім голови, за допомогою прокачування води низької температури через спеціальний теплообмінний кожух, у якому перебувала тварина. Глюкосенситивнінейрони виявлялися за їх реакціями на введення в a . carotis interna (0,1-0,3) мл 5,5% (0,31М) ізотонічного розчину глюкози. Доза цієї речовини складала 0,06 мМ і викликала збільшення концентрації глюкози в басейні a . carotis interna в 2,2 раза. Ідентифікація осмосенситивнихнейронів проводилася за їх реакціями на короткострокові коливання осмотичного тиску в кровотоку, які викликалися після інфузій (0,1-0,3) мл 3,0% і (0,2-0,5) мл 0,2% розчину NaCl. При введенні 200 мкл 3,0 % розчину NaCl доза речовини складала 0,1 мМ NaCl і приводила до збільшення осмолярної концентрації в басейні a . carotis interna до (+)15 мосмол∙л-1 або на 5 % від початкового рівня. При введенні такого ж об'єму 0,2 % розчину NaCl його доза складала 0,03 мМ NaCl, яка при цьому розведенні викликала зниження осмолярної концентрації на (-)4,6 мосмол∙л-1 або на 1,5 % від початкового рівня. Такі дози відповідали фізіологічним змінам у крові. Належність нейронів до системи регуляції гемодинаміки (тобто ідентифікація як пресосенситивних) визначалася за їх реакціями на підвищеннясистемного артеріального тиску. Для цього через катетер, введений в v. femoralis правої лапи інфузувалося (0,1-0,2) мл 0,002 % розчину фенілефрину гідрохлориду. Доза речовини складала (0,65-1,3) мг/кг∙с-1 . За цих умов збільшення середнього артеріального тиску щодо початкового рівня, зареєстрованого в a.carotis communis (14,7-17,3) кПа, досягало (4,0-6,7) кПа. Таким чином, приріст артеріального тиску складав приблизно 30%.

Середня доза кожного розчину, який вводився під час стимуляції з темпом інфузії 50 мкл∙с-1 , дорівнювала 200 мкл. Введення 200 мкл ізотонічного розчину NaCl (волюм-контроль) не викликало достовірних змін ФІА у жодного з нейронів, які були обрані для аналізу. Щоб уникнути взаємного впливу різних інфузій, контролювали: сумарний об'єм речовин, які вводилися під час кожного експерименту; їх послідовність й інтервали між введеннями. У кожної тварини досліджувалася активність в середньому 7-9 нейронів й проводилося не більше 25 стимуляцій з інтервалами між ними, в середньому, 8-10 хв (не менше 4 хв). Послідовність речовин, які вводилися, носила випадковий характер.

Для подразнення кортикальних структур серійними (із частотою 12,30,100 с-1 ) стимулами були використані біполярні ніхромові електроди, ізольовані за винятком кінчиків. Міжелектродна відстань становила (1-2) мм; електроди вколювалися в тканину кіркових утворень на глибину (2-3) мм. Сила стимуляції кожної з кортикальних ділянок в 2 рази перевищувала порогову для виникнення викликаних потенціалів. Позиціювання подразнюючих електродів виконувалося за координатами стереотаксичного атласу Рейнозо-Суареца (1961) у прореальній (поле 8), поясній (поле 24) звивинах, піриформній частці (періамігдалярній корі) та гіпокампі (САЗ).

Введення розчинів, вибір каналу та параметрів стимуляції, розрахунки положення кінчика електрода при його переміщенні здійснювалися за допомогою програмно-апаратурного комплексу, створеного та вдосконаленого у нашій лабораторії (Казаков В.Н. та ін., 1992, 2002). Контроль систем життєзабезпечення (моніторинг частоти серцевих скорочень, артеріального тиску, параметрів штучної вентиляції легень, підтримка температури) також здійснювався комп’ютером у відслідковуючому режимі. Активність нейронів реєстрували тільки у тому випадку, якщо фонова імпульсація мала стабільний характер протягом не менше кількох хвилин. Реєстрація здійснювалася на протязі: 30 с – фону, (4-5) с – стимуляції (температурна тривала довше), 60 с – періода післядії.

Статистичному аналізу підлягали два основних параметри ФІА: характер часової структури та середня частота імпульсації. Вірогідність розходжень значення середньої частоти імпульсної активності нейронів, яка розраховувалася до, під час стимуляції, та в період післядії визначалася за допомогою критерію U (Вілкоксона-Манна-Уітні); розходження вважалися значущими при РU <0,05.

Для аналізу характеру часової структури ФІА нейронів був спеціально розроблений статистичний метод дослідження, заснований на критеріальній оцінці рівня значущості відмінності (деклараційний патент на винахід № 3092 UA). За допомогою комп'ютерної програми обчислювали медіану частот у двох епохах: ФІА протягом 30 с й імпульсна активность протягом 30 с відразу після закінчення стимуляції. За гістограмами середньої частоти імпульсної активності нейрона (з біном 1с) розраховували відносне відхилення поточної частоти у кожному біні від медіани частоти у цьому періоді аналізу. Отримані результати відображали на двох додаткових “гістограмах розподілу відхилення” (перша відображала аналіз ФІА, друга – імпульсна активность після стимуляції). Гістограми будували таким чином, щоб частота, яка відповідає середній (тобто відхилення від медіани частот дорівнює нулю) відкладалася у центрі графіка на відмітці ∆0%. Інші крапки, що характеризували відхилення від медіани частот на + 10, + 20…+ 100 % розташовувалися на гістограмах відповідно по обидва боки від нульової відмітки. За допомогою кластерного аналізу (методом К-середніх), усі одержані гістограми розподілу відхилення підсумовувалися; і було виділено три варіанти гістограм відхилень, які значно відрізнялися один від одного. Для перших двох варіантів було побудовано теоретичні функції розподілу. За критерієм згоди Пірсона (ч2 ) при використанні комп’ютерної програми “MedStat ” (Лях Ю.Е., Гур’янов В.Г., 2004), порівнювали експериментальні гістограми розподілу відхилення з теоретичними функціями і виявляли рівень значущості відмінності. Якщо гістограма розподілу відхилення імпульсації не була відмінною від теоретичної функції першого чи другого варіанту більш ніж на 5%, то тип такої імпульсації визначався як перший або другий (відповідно). Якщо, одержана гістограма розподілу відхилення значно відрізнялася від обох теоретичних функцій, то тип імпульсації визначався, як третій. Як правило, гістограми розподілу відхилень третього типу ФІА мали кілька виражених мод і нам не вдалося у таких нейронів визначити будь-який один характерний тип гістограм розподілу відхилень.

Результати досліджень та їх обговорення. Позаклітинно відводили ФІА нейронів, зареєстрованих в RPO та прилеглих до неї гіпоталамічних структурах – латеральному і медіальному преоптичних ядрах, зоні bed nucleus stria terminalis , зоні перивентрикулярного гіпоталамічного ядра, зоні супраоптичного ядра, латеральній та дорсомедіальній області переднього гіпоталамуса в межах фронту (10,5-15,5) за атласом Джаспера та Аймон-Маршана (1954). Всього була зареєстрована ФІА 210 нейронів. Із аналізу виключили 63 нейрони, які мали частоту імпульсації нижче 0,2с-1 . Відведення ФІА ще від 53 нейронів тривало стабільним недовгий час, і це не дозволило здійснити повну програму тест-стимуляції. Всього, в роботі було оцінено та проаналізовано 1733 реакції нейронів RPO і переднього гіпоталамуса; з них було проаналізовано 577 реакцій нейронів у відповідь на зміни констант гомеостазу, і 1156 реакцій у відповідь на електричні кортикальні подразнення. Розподіл нейронів за вказаними областями переднього гіпоталамуса і RPO знаходився у кореляції з розміром кожної області. В LPO – було зареєстроване 12,8% всіх нейронів, в MPO – 13,8%, в BNST – 8,5%, в області SO – 6,4%, в Ре – 9,5%, в HL 32% нейронів, в aHd – 17%.

Застосування методу критеріальної оцінки ФІА вісцеросенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса дозволило виділити три типи ФІА цих нейронів залежно від особливостей їх часової структури, які значно відрізнялися один від одного. У нейронів із першим типом ФІА реєструвалася безперервна і відносно рівномірна імпульсація, зі схожими за тривалістю міжімпульсними інтервалами. Другий тип ФІА нейронів відрізнявся від першого неритмічністю імпульсації з великими та маленькими міжімпульсними інтервалами. У нейронів із третім типом ФІА реєструвалася нерівномірність генерації імпульсів, вони спорадично генерувалися частіше або рідше.

Здійснення вісцеральної стимуляції, або надання серійних електричних кортикальних подразнень викликало у нейронів RPO і переднього гіпоталамуса реакції, які складалися у перетворенні часової структури (типу) ФІА і/або коливання частоти ФІА. Достовірна перебудова ФІА нейрона у відповідь на температурну стимуляцію, підвищення рівня глюкози, коливання осмотичності плазми та підвищення системного артеріального тиску дозволяло характеризувати вісцеросенситивність цього нейрона. Серійні кортикальні подразнення використовувалися як тест на стабільність імпульсації нейрона.

Під час аналізу часової структури ФІА нейронів RPO і переднього гіпоталамуса були виділені нейрони, у яких виявлявся перший або другий тип ФІА; і після стимуляції цей тип імпульсації зберігався, що було доведено за допомогою статистичного критерію – рівня значущості відмінності. Також, виявлялися нейрони, в яких у відповідь на стимуляцію змінювався тип ФІА у різних варіантах (із першого на другий, із другого на третій та ін.)

Наші дані свідчать про те, що за умов гомеостатичних змін у 15% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса зберігався тип ФІА і у 25% – він змінювався. Після кортикального подразнення тільки у 4% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса тип ФІА зберігався і у 34% – змінювався.

Середня частота ФІА у нейронів гіпоталамуса знаходиться у досить великому діапазоні: від 0,2 до 40 с-1 . Одним із важливих параметрів оцінки стабільності ФІА нейронів є незмінність середньої частоти імпульсації. У цій роботі застосовано особливий методологічний підхід до оцінки реакцій гіпоталамічних нейронів. У кожного нейрона ми оцінювали середню частоту імпульсної активності під час стимуляції, та імпульсну активність у двох 30-ти секундних епохах після закінчення стимулу: період післядії та період відновлення. Далі ми порівнювали ці показники із середньою частотою ФІА протягом такого ж терміну. Коливання частоти імпульсної активності у порівнянні з ФІА на + 40% характеризували як реакцію нейрона на подразнення у вигляді гальмування або активації.

Структура реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, що складалися у коливанні частоти імпульсації у відповідь на вісцеральні впливи та кортикальні подразнення виявилася достатньо різноманітної. Реакція першого типувиглядала як відносно короткочасне підвищення або зниження частоти імпульсної активності, що було зареєстровано безпосередньо під час надання стимулу (іноді, протягом 5-7 с після його закінчення). Реакції другого типу складалися у коливанні частоти імпульсної активності у післядії. При цьому, у будь-яких нейронних реакціях, зміна частоти імпульсації не виявлялася безпосередньо під час надання стимулу, а виникала лише після його закінчення. У інших випадках коливання частоти виникало відразу під час надання стимулу і зберігалося у післядії. Іноді напрямок реакції у цих періодах трансформувався, тобто спостерігався on - off -ефект. Як правило, за умов вісцеральної стимуляції реакції нейронів мали тонічний характер і були більш тривалими й менш виражені за амплітудою, тоді як реакції у відповідь на кортикальні подразнення викликали більш короткочасні й інтенсивні зміни частоти ФІА.

В цілому, за умов вісцеральної стимуляції було зареєстроване коливання частоти ФІА у 72% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса й у 28% нейронів частота ФІА достовірно не змінювалася. У відповідь на кортикальні подразнення було зареєстроване коливання частоти ФІА у 95% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, й у 5% нейронів частота ФІА достовірно не змінювалася.

Порівняння і співставлення кількості реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на зміни деяких констант гомеостазу показало, що більшість нейронів (10,3%) перетворюють часову структуру ФІА при підвищенні рівня глюкози і 10,2% нейронів ‑ при зниженні осмотичного тиску. За інших умов достовірне перетворення часової структури ФІА було приблизно однаковим та зареєстровано у меншої кількості нейронів. Так, ФІА при локальному нагріванні перетворення часової структури зареєстровано у 7% нейронів, при локальному охолодженні – у 7,3% нейронів, підвищенні осмотичного тиску – у 7,2% нейронів, при генералізованому охолодженні – у 6% нейронів. При введенні мікродози фенілефрину, тобто модуляції пресорного ефекту, кількість нейронів, у яких перетворювалася часова структура ФІА, було мінімальним і складало – 1,4%.

Аналіз кількості реакцій, що виглядали як коливання частоти ФІА нейронів у відповідь на деякі зміни констант гомеостазу, показав, що підвищення рівня глюкози крові викликає у нейронів RPO і переднього гіпоталамуса найбільшу кількість відповідей (рис.1).

Рис.1. Кількість нейронів (%) RPO та переднього гіпоталамуса, які реагують коливанням частоти ФІА на зміни деяких констант гомеостазу

П р и м і т к и: світлі стовпці – кількість нейронів, у яких були зареєстровані реакції першого типу; темні стовпці – кількість нейронів, у яких були зареєстровані реакції другого типу; (Лок t+) – локальне нагрівання лапи тварини; (Лок t-) – локальне охолодження лапи; (Генер t-) – генералізоване охолодження тіла тварини; (Глюкоз) – введення ізотонічного розчину глюкози; (Гіперосм) – підвищення осмотичного тиску; (Гіпоосм) – зниження осмотичного тиску; (Пресор) – підвищення системного артеріального тиску.

Аналіз напрямку коливання частоти ФІА за умов змін деяких констант гомеостазу (рис. 2, 3) показав, що реакції першого типу у нейронів RPO і переднього гіпоталамуса в основному активаційні, а кількість гальмівних та активаційних реакцій другого типу значно розрізняється в залежності від вісцерального стимулу.

Рис.2. Кількість нейронів (%) RPO і переднього гіпоталамуса, в яких зареєстровані активаційні та гальмівні реакції першого типу за умов змін констант гомеостазу

П р и м і т к а. Позначення за рис. 1.


Рис.3. Кількість нейронів (%) RPO і переднього гіпоталамуса, в яких зареєстровані активаційні та гальмівні реакції другого типу за умов змін констант гомеостазу

П р и м і т к а. Позначення за рис. 1.

Використання електричної стимуляціїеволюційно гетерогенних кортикальних зон із різною частотою викликало досить ефективне перетворення часової структури ФІА нейронів RPO і переднього гіпоталамуса. Реакції, що виглядали як перетворення часової структури виявлені у найбільшої кількості нейронів (11%) при подразненні гіпокампа з частотою 30 с-1 , у 9,6% нейронів при подразненні поясної кори з частотою 12 с-1 , й у 9,3% нейронів при подразненні прореальної звивини з частотою 100 с-1 . Аналіз реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, які виглядали як зміна частоти ФІА у відповідь на кортикальні стимули показав, що найбільш ефективними з цього приводу були кортикальні впливи з гіпокампа, що здійснювалися частотою 30 с-1 та 100 с-1 ,і викликали реакції у 70,4% та 68,5% нейронів відповідно, та у 68% нейронів при подразненні прореальної звивини з частотою 100 с-1 .

У ході дослідження були визначені особливості перебудови ФІА нейронів RPO і переднього гіпоталамусау відповідь на кожний вісцеральний стимул: різноспрямовані температурні коливання, підвищення рівня глюкози крові, гіпер- та гіпоосмію плазми, підвищення системного артеріального тиску.

Так, локальне нагрівання подушечки контрлатеральної лапи тварини на 70 С викликало у 27% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса перебудову параметрів ФІА. Серед цієї групи термосенситивних нейронів виявлено, що тільки у 4% нейронів тип ФІА залишався незмінним після локальної теплової стимуляції. У 26% нейронів цієї групи тип ФІА змінювався, з них у 4%нейронів перетворення часової структури ФІА не супроводжувалося зміною частоти ФІА. У відповідь на локальне нагрівання у 41% теплосенситивних нейронів цієї групи реєстрували реакції першого типу й у 59% – реакції другого типу. Локальне нагрівання викликало у 36% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса активаційні реакції першого типу, у 5% нейронів – гальмівні реакції першого типу, у 23% активаційні реакцій другого типу , у 36% гальмівні реакції другого типу.

Локальне охолодження подушечки контрлатеральної лапи тварини на 70 С викликало у 37% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса перебудову параметрів ФІА. Серед цієї групи термосенситивних нейронів виявлено, що у 10% нейронів тип ФІА залишався незмінним після локальної холодостимуляції. У 19% нейронів цієї групи тип ФІА змінювався, з них у 10%нейронів перетворення часової структури ФІА не супроводжувалося зміною частоти ФІА. У відповідь на локальне охолодження у 29% холодосенситивних нейронів цієї групи реєстрували реакції першого типу й у 71% – реакції другого типу. Локальне охолодження викликало у 22% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса активаційні реакції першого типу, у 7% нейронів – гальмівні реакції першого типу, у 29% активаційні реакцій другого типу, у 42% гальмівні реакції другого типу.

Генералізоване охолодження тіла тварини викликало у 28% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса перебудову параметрів ФІА. Серед цієї групи термосенситивних нейронів виявлено, що у 4% нейронів тип ФІА залишався незмінним після генералізованої холодостимуляції. У 22% нейронів цієї групи тип ФІА змінювався, з них у 4%нейронів перетворення часової структури ФІА не супроводжувалося зміною частоти ФІА. У відповідь на генералізоване охолодження у 50% термосенситивних нейронів цієї групи реєстрували реакції першого типу й у 50% – реакції другого типу. Генералізоване охолодження викликало у 36% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса активаційні реакції першого типу, у 14% нейронів – гальмівні реакції першого типу, у 41% активаційні реакцій другого типу, у 9% гальмівні реакції другого типу.

Введення малих доз ізотонічного розчину глюкозив іпсилатеральну внутрішню сонну артерію кішки викликало у 50,6% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса перебудову параметрів ФІА. Аналіз ФІА глюкосенситивних нейронів виявив, що у 16% нейронів тип ФІА залишався незмінним під час глюкозної стимуляції. У 20% нейронів цієї групи тип ФІА змінювався в усіхнейронах перетворення часової структури ФІА супроводжувалося зміною частоти ФІА. У відповідь на підвищення рівня глюкози у 52% глюкосенситивних нейронів реєстрували реакції першого типу й у 48% – реакції другого типу. Більшість реакцій глюкосенситивних нейронів виглядали як активація ФІА. Глюкозна стимуляція викликала у 43% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса активаційні й у 9% нейронів – гальмівні реакції першого типу, у 27% активаційні реакцій другого типу, у 21% гальмівні реакції другого типу.

Підвищення осмолярності плазми крові завдяки введенню в сонну артерію кішки гіпертонічного розчину NaCl викликало у 37% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса перебудову параметрів ФІА. Серед цієї групі осмосенситивних нейронів виявлено, що у 16% нейронів тип ФІА залишався незмінним після гіперосмічної стимуляції. Також у 16% нейронів цієї групи тип ФІА змінювався, і в усіхнейронах перетворення часової структури ФІА супроводжувалося коливанням частоти ФІА. У відповідь на гіперосмію у 58% осмосенситивних нейронів цієї групи реєстрували реакції першого типу й у 42% – реакції другого типу. Підвищення осмолярності плазми викликало у 48% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса активаційні реакції першого типу, у 10% нейронів – гальмівні реакції першого типу, у 16% активаційні й у 26% гальмівні реакції другого типу.

Зниження осмолярності плазми крові завдяки введенню в сонну артерію кішки гіпотонічного розчину NaCl викликало у 33% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса перебудову параметрів ФІА. Серед цієї групі осмосенситивних нейронів виявлено, що у 7% нейронів тип ФІА залишався незмінним після гіпоосмічної стимуляції. У 31% нейронів цієї групи тип ФІА змінювався, і серед них у 10%нейронів перетворення часової структури ФІА спостерігалося без зміни частоти ФІА. У відповідь на гіпоосмію у 50% осмосенситивних нейронів цієї групи реєстрували реакції першого типу й у 50% – реакції другого типу. Зниження осмолярності плазми викликало у 35% осмосенситивных нейронів активаційні реакції першого типу, у 15% нейронів – гальмівні реакції першого типу, у 27% активаційні реакцій другого типу , у 23% гальмівні реакції другого типу.

Підвищення системного артеріального тиску, яке модулювалося шляхом введення 0,002% розчину фенілефрину гідрохлориду в кровотік тварини викликало у 43% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса перебудову параметрів ФІА. Аналіз ФІА пресосенситивних нейронів виявив, що у 13% нейронів тип ФІА залишався незмінним під час пресорної стимуляції. У 6,7% нейронів цієї групи тип ФІА змінювався в усіхнейронах перетворення часової структури ФІА супроводжувалося коливанням частоти ФІА. У відповідь на підвищення артеріального тиску у 33% пресосенситивних нейронів реєстрували реакції першого типу й у 67% – реакції другого типу. Пресорна стимуляція викликала у 13% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса активаційні реакції першого типу, у 20% нейронів – гальмівні реакції першого типу, у 30% активаційні реакцій другого типу , у 37% гальмівні реакції другого типу.

Під час стабільної реєстрації ФІА нейронів, які були ідентифіковані як вісцеросенситивні, тобто відповідали перебудовою параметрів ФІА на зміни констант гомеостазу, проводилося послідовне подразнення різних зон кори головного мозку серійними електричними імпульсами з різною частотою. Доведено, що основна форма реакцій у вісцеросенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на кортикальні подразнення складалася у зміні частоти ФІА, і набагато менш було зареєстровано реакцій, що виглядали як перетворення часової структури ФІА. Завдяки спеціальному підрахунку була виявлена абсолютна та відносна кількість різних типів реакцій термо-, глюко-, осмо- та пресосенситивних нейронів на подразнення кожної з чотирьох кортикальних зон. При співставленні та порівнянні особливостей реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса між різними вісцеросенситивними групами не було виявлено достовірних розбіжностей у кількості та типах реакцій на кортикальні подразнення.

Для оцінки специфічності вісцеральних входів до одного і того ж нейрона та аналізу конвергентних властивостей нейронів RPO і переднього гіпоталамуса були відібрані нейрони зі стабільною імпульсацією. Під час реєстрації їх ФІА в організм тварини були піддані вісцеральні стимуляції різних модальностей, що використовувалися в експерименті. За цих умов було проаналізовано 577 реакцій 69 нейронів, які реагували перебудовою параметрів ФІА у відповідь на: локальне нагрівання або охолодження подушечки лапи, охолодження тіла тварини, підвищення рівня глюкози, гіпер- і гіпоосмію плазми і підвищення системного артеріального тиску. Всі нейронні реакції були взаємно зіставлені для виявлення комбінацій стимулів, на які реагує кожний нейрон. При цьому 19% нейронів були моносенсорними, тобто реагували тільки на один стимул і не реагували на інші види стимуляції (табл.1), але 81% відповідали достовірною перебудовою ФІА на два і більше різних вісцеральних стимули.


Таблиця 1

Розподіл кількості та локалізації моносенсорних нейронів

Вид стимулу

Кількість нейронів (%)
RPO Передній гіпоталамус
Підвищення концентрації глюкози 4,4% 4,4%
Температурна стимуляція 1,6% 5,4%
Гіперосмія плазми - 1,6%
Гіпоосмія плазми - 1,6%

Загальна кількість бісенсорнихнейронів RPO і переднього гіпоталамуса складала 45%, і в передньому гіпоталамусі їх було зареєстровано в 1,5 раза більше, ніж в RPO. Аналіз їх конвергентних властивостей виявив найбільш численні популяції цієї групи (табл.2). На інші комбінації стимулів реагувала значно менша кількість нейронів і в цілому їх кількість складала 18,9%.

Таблиця 2

Конвергентні властивості найбільш численних популяцій бісенсорних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса

Стимуляції

Всього

нейронів

Л о к а л і з а ц і я
RPO Передній гіпоталамус
Температурна + Глюкозна 8,7% 3,3% 5,4%
Глюкозна + Осмотична 8,7% 1,6% 7,1%
Температурна + Пресорна 8,7% 3,3% 5,4%

Трисенсорних нейронів в RPO і передньому гіпоталамусі було виявлено 23%. Аналіз їх реакцій показав, що 56% цих нейронів однаково чутливі до зміни температурної, глюкозної й осмотичної гомеостатичних констант. Майже всі ці нейрони були розташовані в RPO.

Утричі меншу кількість всіх трисенсорних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса складали елементи, які однаково були чутливі до температурних, осмотичних та пресорного стимулів, і також в RPO нейронів із такими конвергентними властивостями було у два рази більше.

Серед усіх досліджених клітин RPO і переднього гіпоталамуса, 13% були полісенсорні, тобто чутливі до стимулів усіх чотирьох модальностей. Їх реакції виглядали у різних варіантах перебудови ФІА у відповідь на кожну із стимуляцій (табл. 3).

Живий організм постійно підлягає змінам фізіологічних умов, що неодмінно спричиняє коливання констант гомеостазу. Процес встановлення зрушеної константи обумовлює тимчасові модифікації функціональних взаємостосунків регуляторних нейронів й функціональні зміни самих нейронів (Судаков К.В., 1979; Ноздрачев А.Д., 1983; Баклаваджян О.Г., 1981, 1985). Зміни констант гомеостазу безпосередньо відображаються на імпульсації нейронів RPO і переднього гіпоталамуса та виявляються в перебудові параметрів їх ФІА. Такі ефекти, цілком з’ясовано розглядаються як найважливіший компонент процесу формування центральних команд, що забезпечують стабільність основних показників гомеостазу.

Таблиця 3

Різні форми перебудови ФІА нейронів у відповідь на вісцеральні стимуляції

Локалізація С т и м у л я ц і ї
Локал нагрів Локал охолодж Генерал охолодж Глюкозна Гіпер-осмічна Гіпо-осмічна Пресорна
SO Г+А Г+А А А А н/р+А
SO н/р+А А+А н/р+А(зчс) н/р+А(зчс) н/р+А н/р+А
SO А+А Г А Г
LPO Г+Г Г+А А н/р+Г н/р+А
MPO (зчс) А А (зчс) н/р+А
BNST А Г А+А Г+А

А+Г

aHd А+Г Г+Г Г+Г Г+А Г Г+Г
aHd А Г+Г Г Г+А
HL Г+А Г+Г Г+Г н/р+Г А+Г

П р и м і т к и: SO, LPO, MPO, BNST, aHd, HL – області RPO і переднього гіпоталамуса; А – активаційна реакція; Г – гальмівна; А+А або Г+Г – наявність реакції і продовження її в післядії; н/р+Г – відсутність реакції під час стимуляції, але наявність реакції в період післядії; (зчс) – зміна часової структури ФІА; „тире” показує відсутність достовірної перебудови ФІА у відповідь на вказану стимуляцію.

Достатнім ґрунтом для того, щоб вважати нейрон залученим до системи контролю будь-якої константи гомеостазу є його реакція, яка розвивається у відповідь на фізіологічні зміни константи. Одним із принципових підходів у цьому дослідженні було створення експериментальної моделі в умовах, максимально наближених до природних. Інтенсивність вісцеральних впливів (коливання температури, доза розчинів, їх концентрація, тривалість введення) визначалася на підставі спеціальних попередніх розрахунків й оцінних експериментів, що проводилися раніше в нашій лабораторії (Казаков В.Н. та ін., 1992; Терещенко А.В., 1994; Кузнецов И.Э., 1999).

Традиційно, до вісцеросенситивних відносили нейрони у яких відбувалося достовірне підвищення або зниження частоти імпульсації у відповідь на вісцеральну стимуляцію. Проведений нами аналіз перебудови ФІА нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на зміни деяких констант гомеостазу, показав, що реакції нейронів, які складалися у коливанні частоти ФІА, значно розрізнялися за тривалістю, латентним періодом, спрямованістю. Також виявлено, що у відповідь на температурну та осмотичну стимуляцію зареєстровані реакції нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, що складалися у достовірному перетворенні часової структури ФІА нейрона без зміни частоти імпульсації. Такий варіант нейронної реакції у відповідь на вісцеральний вплив, вірогідно, є особливим способом кодування інформації, який не має частотної залежності, не потребує енергетичних затрат, і може бути виконаний більш терміново. Можливо, що для здійснення тих чи інших температурних реакцій, або для регуляції осмотичного статусу, в деяких випадках, достатньо змінити характер генерації імпульсів.

Формування імпульсації нейронів обумовлюється багатьма факторами, і вагому роль відіграють впливи на нейрони інших структур ЦНС. Враховуючи функціональну належність гіпоталамуса до лімбічної системи, й велику кількість структурно-функціональних зв'язків RPO і переднього гіпоталамуса з кортикальними структурами, а також, приймаючи до уваги багаточисленні літературні дані, що доводять значну роль кори головного мозку у діяльності підкіркових нейронів (Ongur D., Price J., 2000; Кравцов П.Я., 1995; Risold P.Y. та ін., 1997; Price J.L., 1999,2003; Saper C.B., 2000; Cavada С., 2000; Swanson L.W., 2000), у роботі були дослідженні впливи кортикальної імпульсації на ФІА вісцеросенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса та оцінено роль кортикофугальних модулюючих аферентних входів до нейронів які приймають участь у підтримці констант гомеостазу.

Ми передбачали, що збільшення частоти стимуляції забезпечить збільшення інтенсивності кортикогіпоталамічних впливів, і, перш за все, буде відображатися на кількості нейронних реакцій, у відповідь на кортикальну електричну стимуляцію. Проте, докладний аналіз реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на кортикальні подразнення показав, що наведене припущення виправдалося не повністю. Ефективність стимуляції структур кори із частотою 100 с-1 далеко не у всіх випадках перевищувала ефективність частот 12 с-1 та 30 с-1 , і не так значно відрізнялася від ефектів низькочастотної стимуляції. Окрім того, найбільша кількість реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, які виглядали у перетворенні часової структури ФІА виявлено при трьох видах кортикальної стимуляції: за умов подразнення гіпокампа з частотою 30с-1 , цингулярної кори із частотою 12с-1 та прореальної звивини із частотою 100с-1 . Ми вважаємо, що саме ці аферентні входи є найбільш ефективними щодо забезпечення тонічного впливу на нейрони RPO і переднього гіпоталамуса.

Взагалі, було виявлено більш інтенсивну перебудову ФІА нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на електричні кортикальні подразнення, в порівнянні з реакціями нейронів на зміни гомеостатичних констант. Тому, нами було проведене зіставлення відносної кількості реакцій термо-, глюко-, осмо-, пресосенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на різні види електричних кортикальних стимулів (із урахуванням частоти подразнення та еволюційної належності кортикальної зони). Ми не виявили значущих відмінностей при співставленні кількості нейронних відповідей, співвідношенні їх типів та особливостей в окремих групах вісцеросенситивних нейронів. Цей факт свідчить про неспецифічний вплив кортикальної аферентації на центри регуляції вегетативних функцій. А значна перебудова ФІА вісцеросенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на імпульсний потік із кори головного мозку є результатом загального могутнього синаптичного “бомбардування” (Костюк П.Г., Крышталь О.А., 1981).

Аналіз реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на температурні, глюкозні, осмотичні та пресорні стимули виявив різноманітні варіанти перебудови ФІА (різну тривалість реакції, напрямок, латентний період, перетворення часової структури та ін.), які віддзеркалюють характерні особливості аферентних входів до нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, що активуються при змінах цих констант гомеостазу. Ми вважаємо, що різноманітність у нейронних реакціях можна пояснити і тим, що при коливаннях констант гомеостазу, в складній еферентній нейронній системі застосовуються такі форми перебудови ФІА нейрона, які можуть бути сприйняті ефекторними елементами-мішенями для встановлення гомеостатичного показника в межах кожної вісцеральної системи. Тобто в нейронах-ефекторах існують механізми, які чутливі до саме такої зміни частоти ФІА нейрона, і саме такому перетворенню часової структури (групуванню імпульсів, тривалості міжімпульсних інтервалів та ін.).

Відомо, що тип реакції нейрона у відповідь на коливання гомеостатичного показника є певним критерієм її специфічності. Тому, в ході роботи були дослідженні особливості реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса на різні зміни констант гомеостазу.

Отримані результати доводять, що механізми терморегуляції в яких беруть участь нейрони RPO і переднього гіпоталамуса розрізняються залежно від величини (генералізованості) стимулу і напрямку температурного зсуву. При реакціях організму на різноспрямовані локальні температурні коливання, перш за все включаються реципрокні механізми (Boulant J.A., 1980; Nakayama Т., 1985; Kobayashi S., 1989; Hissa R.,1990; Казаков В.Н. та ін., 1992), які відображаються на протилежних змінах параметрів ФІА термосенситивних нейронів у відповідь на нагрівання та охолодження.

Виявлене нами превалювання активаційних короткострокових реакцій глюкосенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса демонструють значну роль нейронів цих мозкових зон у регуляції метаболічного обміну організму (OomuraY., 1980;Nakayama Т., 1984; Lenard L. та ін., 1991). Саме ці нейрони відповідають всім критеріям детекторних елементів із високим ступенем специфічності реакцій на зміну рівня глюкози при оцінці енергетичного потенціалу.

Аналіз реакцій на коливання осмотичного статусу показує, що механізми осморегуляції, в яких беруть участь нейрони RPO і переднього гіпоталамуса при гіпер- і гіпоосмії дещо розрізняються, але за більшістю не є реципрокними. Схожі реакції на різноспрямовані осмотичні впливи свідчать про єдині механізми підтримки нормосмії. Відмінності в реакціях (зокрема, в зміні часової структури ФІА) виявляють механізми, завдяки яким, один і той же нейрон селектує підвищення або зниження осмотичного тиску (Baker M.A.,Doris P.A., 1982; Bourque C.W. та ін., 1994, 1997). Можливо, реакції, які ми спостерігали на нейронах RPO і переднього гіпоталамуса є віддзеркаленням конвергенції на досліджуваних нейронах різних видів аферентних сигналів від циркумвентрикулярних органів , які, у свою чергу, мають гіпер- та гіпоосмічні детектори (Saad W.A. та ін., 1987; McAllen R.M., 1990; Zardetto-Smith F.M. та ін., 1993;Thunhost R.L., 1998).

Відомо, що в системі центральної регуляції артеріального тиску провідну роль відіграють катехоламінергічні системи.(Bealer S.L., Proctor K.G., 1987;Behbehani M. M., Da Costa Gomez T. M., 1996). За нашими даними, вплив цих нейромодуляторів (модульований фенілефрином) на нейрони RPO і переднього гіпоталамуса є більш ефективним чинником зміни частоти їх ФІА, і в значно меншому ступені ‑ перетворення часової структури. Тривалий латентний період реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса при експериментальному підвищенні артеріального тиску, характеризує складний аферентний шлях, який опосередкований ланцюгом елементів (до складу яких належать гальмівні інтернейрони) під час надходження інформації до нейронів RPO і переднього гіпоталамуса (Bealer S.L., 1988, 2000; Gutman M.B. та ін., 1985; Camargo L.A.та ін., 1984; Manning J.W. та ін., 1985).

Таким чином, виявлена нами різноманітність реакцій цих нейронів у відповідь на зміни констант гомеостазу демонструє не стільки специфічністьнейронів, обумовлену участю в регуляції якоїсь конкретної вісцеральної (термо-, глюко-, осмо-, пресорної) системи, скільки відмінності у формах реалізації регуляторних механізмів.

І знову виникає головне питання: чи є нейрони RPO і переднього гіпоталамуса специфічними до вісцеральних стимулів? Традиційно вважається, що відповідь регуляторного нейрону на зміну показника і обумовлює специфічність цього нейрону. Але ж нами виявлено, що переважна більшість (81%!) нейронів RPO і переднього гіпоталамуса є полісенсорними, тобто чутливі до двох, трьох і чотирьох різномодальних вісцеральних стимулів, і тільки 19% нейронів відповідають на стимули в межах однієї модальності. Така поліспеціфічність нейронів, яка заснована на їх полісенсорності до кількох гомеостатичних змін, на наш погляд, і є однією з найважливіших властивостей нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, що забезпечують взаємодію механізмів вісцеральної регуляції при підтримці гомеостазу. Існування нейронів, специфічність яких полягає в однаковій чутливості до кількох вісцеральних стимулів обумовлена тим, що в організмі ніколи не відбувається ізольовано зміна тільки одного гомеостатичного показника.

Так, виявлення глюко-термосенситивнихнейронів RPO і переднього гіпоталамуса (їх більшість локалізувалася в передньому гіпоталамусі), які реагували на підвищення рівня глюкози крові активаційними реакціями й інтенсивним перетворенням часової структури, свідчить про те, що ці нейрони належать до системи регуляції метаболічного обміну й термогенезу. Таким чином, контроль енергоресурсів і термогенезу одними і тими ж регуляторними елементами цілком пояснює анорексію під час лихоманки, а також забезпечує посилення відчуття голоду при переохолодженні.

Наявність глюко-осмосенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса доводить належність цих елементів до механізмів енергозабезпечення, які пов’язані з механізмами регуляції водно-електролітного обміну. Практично всі ці нейрони локалізовані в передньому гіпоталамусі, і найбільш суттєва перебудова ФІА спостерігається у відповідь на гіпоосмію плазми. Таке поєднання конвергентних властивостей дає підставу пояснити причетність цих нейронів до системи осморегуляції, як компонента питної поведінки під час прийому їжі.

Ряд дослідників (Matsumura K. та ін., 1985; Koga H. та ін., 1987, Osaka T. та ін., 1995; YamamotoH. та ін., 2002; Whyte D.G., Johnson A.K., 2005) відзначали наявність у термосенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса реакцій на коливання артеріального тиску. Наші дані підтверджують, що нейрони переднього гіпоталамуса, які залучені до регуляції кардіоваскулярного гомеостазу, реагують і на температурні стимули. Різні варіанти тривалості реакції, їх спрямованостей показують неоднозначну картину взаємодії двох цих регуляторних систем. Всі реакції пресо-термосенситивних нейронів складалися тільки в зміні частоти ФІА. Можливо, механізми регуляції, які відображаються перетворенням часової структури ФІА нейрона, у цьому випадку не активуються. Дослідники намагаються пояснити модуляцію кардіоваскулярних реакції при зміні температури як реакцію нейронів RPO і переднього гіпоталамуса на підвищення концентрації біологічно активних речовин (нейропептиду GLP-1; білка теплового шоку с-Fos; бомбезину; нейропептиду Y та ін.), а також впливом симпатичної нервової системи (Myers R.D. та ін., 1996; Li X.L. та ін., 2002; НikijiK. та ін., 2004; Kelley A.E. та ін., 2005). У будь-якому випадку, описані кардіорефлекси (зокрема зміна артеріального тиску), при тепловому ударі; вегетативні температурні прояви при адреналіновому стресі; гіпотермія й відчуття холоду при падінні артеріального тиску, як результат гострої крововтрати, показують взаємодію пресо- і терморегуляції на рівні нейронів переднього гіпоталамуса.

Подальший аналіз конвергентних властивостей нейронів RPO і переднього гіпоталамуса показав, що практично чверть досліджених нейронів відкликаються на надання трьох різномодальних вісцеральних стимулів. При цьому, у половини всіх трисенсорних нейронів зареєстровані реакціі на зміну температури, підвищення рівня глюкози й осмотичні коливання. Локалізувалися ці нейрони в основному в RPO (з максимальною концентрацією в LPO), а всі нейрони, зареєстровані в передньому гіпоталамусі, локалізувалися в HL.

Ми вважаємо, що провідна роль цих трисенсорних нейронів полягає в забезпеченні метаболічного балансу за рахунок термогенезу і обмінних процесів, що відображаються на водно-сольовій рівновазі, оскільки, для 2/3 цих нейронів серед всіх термостимуляцій найбільш ефективним було охолодження: як локальне, так і генералізоване, і така ж кількість нейронів реагувала на гіпер- і гіпоосмію. Цікавим фактом є та обставина, що реакції цих нейронів на вказані стимули полягали тільки в зміні частоти імпульсації й у жодного нейрона не спостерігалося перетворення часової структури ФІА. Можна припустити, що однією з форм управління в поєднаній системі термо-глюко-осморегуляціїможе бути висока частотна залежність (як позитивна, так і негативна) інтенсивності постсинаптичних ефектів. У будь-якому випадку, така конвергенція сигналів на нейронах RPO і переднього гіпоталамуса розкриває об’єднаний механізм управління трьох найважливіших гомеостатичних констант: рівня глюкози, температури і осмотичного тиску для забезпечення і підтримки енергетичного статусу організму, що є однією з найважливіших позицій із погляду життєзабезпечення. Наприклад, в стані хронічного стресу, викликаного стомленням і неспанням, пригнічуються процеси метаболічного обміну, що приводить до зниження температури тіла і переохолодження. При цьому через недолік глюкози підвищується апетит, підвищується рівень кортизолу в плазмі, що викликає зміну білкового складу плазми, водночас в мозку знижується рівень лептину – регулятора апетиту, і все це викликає потребу в їжі.

Такий стан організму, обґрунтований взаємодією регуляторних систем формує харчову мотиваційну поведінку і, як правило, веде до вживання їжі, що компенсує метаболічні зміни. Проте вживання їжі (навіть такий фізіологічний акт), вимагає до взаємодії термо-, глюко- і осмосенситивних нейронів, які залученні до компенсації усіх цих констант, або ж активації трисенсорних термо-глюко-осмосенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, що є більш природним при необхідній одночасній регуляції вказаних вісцеральних функцій.

Абсолютно унікальні властивості, з нашої точки зору, мають 13% зареєстрованих нейронів, у яких виявлена реакції на всі чотири різномодальні види вісцеральних стимулів. У RPO полісенсорних елементів було зареєстровано удвічі більше, ніж у зонах переднього гіпоталамуса. Третина полісенсорних нейронів була виявлена в зоні, прилеглій до SO, що підкреслює в їх функціональній діяльності провідну роль осмотичного статусу. Тим більш, всі нейрони реагували на коливання осмотичного гомеостазу, а половина нейронів реагувала водночас і на гіпер-, і на гіпоосмію плазми. Серед усіх температурних стимулів найбільш ефективне перетворення ФІА цих нейронів викликало локальне охолодження. Реакції на різні види температурних і осмотичних стимулів, в межах своєї модальності у нейронів RPO і переднього гіпоталамуса в більшості випадків розрізнялися за спрямованістю або типом перебудови ФІА і мали взаємодоповнюючий характер.

Взаємозв'язок водно-сольового балансу і кардіоваскулярного контролю, який забезпечують структури RPO, зокрема SO, у підтримці об’єму циркулюючої крові цілком зрозумілий. Причетність цих же елементів до регуляції метаболічного статусу і процесів термогенезу свідчить про те, що в RPO і передньому гіпоталамусі існують нейрони, які одночасно здатні оцінювати стан енергетичного потенціалу в сукупності з життєво важливим показником гемодинаміки – об’ємом циркулюючої крові. І провідну роль в цьому забезпеченні мають нейрони RPO.

Таким чином, виявлено, що основні популяції цих полісенсорних нейронів складають: термо-глюкосенситивні, термо-пресосенситивні, глюко-пресосенситивні; термо-глюко-осмосенситивні, термо-глюко-осмо-пресосенситивні елементи, діяльність яких формує взаємодію центральних механізмів регуляції констант гомеостазу.

Проведене дослідження розкриває сутність та біологічне значення функціонального зв’язку різних механізмів регуляції вегетативних функцій на рівні RPO і переднього гіпоталамуса для підтримки гомеостазу.

Невеличка кількість (менш 20%!) моносенсорних нейронів в RPO і передньому гіпоталамусі демонструє практичну відсутність у цих областях мозку (особливо в RPO) специфічних нейронів, які забезпечують окрему регуляцію однієї вісцеральної системи.

Таким чином, треба ще раз підкреслити, що переважна більшість в RPO і передньому гіпоталамусі полісенсорних нейронів обумовлена тим, що в організмі не відбувається ізольовано зміна тільки одного гомеостатичного показника, тому коливання будь-якої константи гомеостазу неодмінно викликає зрушення інших гомеостатичних параметрів, і саме цей факт переконливо доводить, що механізми підтримки різних констант гомеостазу включаються водночас й виконуються поєднано.

Проведене дослідження конвергентних властивостей нейронів і виявлення комбінацій стимулів, до яких однаково були чутливі досліджуванні нейрони, доказує наявність в RPO і передньому гіпоталамусі полісенсорних (поліспецифічних) елементів. Але виявлення поліспецифічності нейронів RPO і переднього гіпоталамуса взагалі надає зовсім новий погляд на поняття „специфічності”, як властивості регуляторних нейронів. Ми вважаємо, що саме ці функціональні особливості нейронів RPO і переднього гіпоталамусу та їх діяльність під час зрушення будь-якої константи гомеостазу і визначають механізм центральної регуляції гомеостазу, який забезпечує підтримку констант гомеостазу і динамічний фізіологічний баланс при змінах навколишнього середовища.

Встановлений механізм регуляції гомеостазу, заснований на взаємодії різних регуляторних систем, завдяки діяльності поліспецифічних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса надає підставу у клініці розробляти більш ефективні шляхи лікування, які повинні бути спрямовані не тільки на встановлення зрушеної константи (або констант) однієї вісцеральної системи, а також здійснювати паралельний вплив на інші вегетативні функції й вісцеральні системи організму.

ВИСНОВКИ

1. У дисертаційній роботі розв’язана важлива наукова проблема – розкрито сутність та біологічне значення функціональної взаємодії механізмів регуляції різних вегетативних функцій на рівні RPO і переднього гіпоталамуса, яка обумовлена тим, що в організмі не відбувається ізольовано зміни тільки одного гомеостатичного показника, й коливання будь-якої константи гомеостазу неодмінно викликає зрушення інших гомеостатичних параметрів; що треба враховувати у клініці при розробці шляхів лікування багатьох захворювань, які супроводжуються порушенням гомеостатичних показників.

2. Виділено три типи ФІА нейронів RPO і переднього гіпоталамуса залежно від особливостей їх часової структури, які значно відрізнялися один від одного. Перший тип ФІА характеризувався безперервною і відносно рівномірною імпульсацією, зі схожими за тривалістю міжімпульсними інтервалами (МІІ). Другий тип ФІА нейронів відрізнявся неритмічністю імпульсації з великими і маленькими МІІ. Третій типом ФІА характеризувався нерівномірністю генерації імпульсів, які спорадично виникали частіше або рідше. Кількість фоновоактивних нейронів знаходилася у прямої кореляції з розміром кожної області: в латеральній преоптичній області – було зареєстроване 12,8% всіх нейронів, в медіальній – 13,8%, в області BNST – 8,5%, в області супраоптичного ядра – 6,4%, в перівентрикулярній області – 9,5%, в передньому латеральному гіпоталамусі – 32% нейронів, в передньому дорсальному – 17%.

3. У відповідь на зміни констант гомеостазу і кортикальні подразнення, виявлені різноманітні реакції нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, що полягають в достовірній перебудові їх ФІА: перетворенні часової структури та коливанні частоти імпульсації. Виділені монофазні реакції у вигляді короткочасного коливання частоти, що виникає безпосередньо під час стимуляції, і реакції, які проявляються у коливанні частоти в період післядії (через 15-30с після закінчення стимуляції). У відповідь на осмотичні та температурні стимули виявлена особлива форма нейронних реакцій, що полягала у перетворенні часової структури ФІА нейрона, яке не супроводжувалося коливанням частоти імпульсації.

4. Співставлення реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на зміни гомеостатичних констант в фізіологічних межах та на електричні подразнення зон неоархіпалеокортекса виявило надто ефективний тонічний вплив кори головного мозку на нейрони, що забезпечують регуляцію гомеостазу. Кількість нейронів, які перетворюють часову структуру ФІА у відповідь на зміни констант гомеостазу, складала 25%, а у відповідь на електричні подразнення кортикальних зон – 34%. Достовірне коливання частоти у відповідь на вісцеральну стимуляцію зареєстровано у 72% нейронів, а на електричне подразнення неоархіпалеокортекса – у 95% нейронів. Проведене зіставлення реакцій термо-, глюко-, осмо-, пресосенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на різні види електричних кортикальних стимулів не виявило значущих відмінностей у кількості реакцій, співвідношенню їх типів та особливостей, і довело, що тонічний вплив кортикальної аферентації на центри термо-, глюко-, осмо- і пресорегуляції є неспецифічним.

5. Вивчена перебудова ФІА вісцеросенситивних нейронів у відповідь на деякі зміни констант гомеостазу. Виявлено, що реактивність та форма перебудови ФІА у нейронів RPO і переднього гіпоталамуса розрізнялися залежно від величини (генералізованості) і напрямку температурного стимулу, що свідчить про різні механізми терморегуляції які забезпечуються цими нейронами. У відповідь на локальне нагрівання і на генералізоване охолодження виявлена однакова реактивність (26%) нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, а на локальне охолодження реагувало 33% нейронів. Нейронів, які перетворювали часову структуру ФІА без зміни частоти, зареєстровано при локальному охолодженні в 3 рази більше ніж при локальному нагріванні, або при генералізованому охолодженні. Співвідношення активаційних та гальмівних короткочасних реакцій у відповідь на всі температурні стимули було схожим. А реакції в післядії значно відрізнялися: у відповідь на локальні стимули (нагрівання та охолодження) переважали гальмівні реакції, а на генералізоване охолоджування – активаційні.

6. Виявлено, що введення в кровотік ізотонічного розчину глюкози викликає у нейронів RPO і переднього гіпоталамуса найвищу реактивність (50%). Більшість нейронів, що реагують на гіперглікемію, відповідають критеріям детекторних елементів із високим ступенем специфічності реакцій: на підвищення рівня глюкози переважно реєструвалися активаційні реакції, короткострокових активаційних відповідей було зареєстроване в п'ять разів більше, ніж гальмівних. У кожного п'ятого глюкосенситивного нейрона RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на гіперглікемію зареєстровано перетворення часової структури ФІА.

7. Різна реактивність нейронів RPO і переднього гіпоталамуса при зміні осмотичного статусу, і різні формі перебудови ФІА свідчать про то, що механізми осморегуляції, в яких беруть участь ці нейрони при гіпер- і гіпоосмії розрізняються, і контроль нормосмії полягає у більш складній взаємодії осморегуляторних елементів. Виявлено, що на гіперосмію плазми реагували 37% нейронів, на і 33% на гіпоосмію. В умовах гіперосмії часова структура ФІА перетворювалася у 16% нейронів, а в умовах гіпоосмії – у 31% (!) нейронів. При гіперосмії активаційних монофазних відповідей було в чотири, а при гіпоосмії в два рази більше, ніж гальмівних. Активація і гальмування у післядії на нейронах RPO і переднього гіпоталамуса в умовах коливання осмотичного тиску було схожим.

8. Реактивність нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на підвищення системного артеріального тиску складала 43%. Виявлено, що серед усіх вісцеральних стимулів, зміна саме цієї константи гомеостазу викликала перетворення часової структури ФІА у найменшої (1,4%) кількості досліджуваних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса. Більшість нейронів реагувала на підвищення артеріального тиску реакціями в післядії, що характеризує складний багатоелементний аферентний шлях (можливо із залученням гальмівних інтернейронів). Активація і гальмування частоти ФІА у нейронах при підвищенні артеріального тиску реєструвалося практично в рівному ступені.

9. Виявлено, що переважна більшість 81% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса були полісенсорними, тобто чутливі до двох, трьох і чотирьох різномодальних вісцеральних стимулів, і тільки 19% нейронів відповідали на стимули в межах однієї модальності. Бісенсорних нейронів було зареєстровано в 1,5 раза більше у передньому гіпоталамусі ніж в RPO. Три- і тетрасенсорних елементів було зареєстровано в RPO в два рази більше, ніж у передньому гіпоталамусі. Тетрасенсорні нейрони складали 13% від усіх полімодальних і виявлялися в основному в RPO, особливо в зоні, прилеглій до супраоптичного ядра. Моносенсорні нейрони, які реагували на термо-, глюко-, осмотичні стимули були зареєстровані в основному, у латеральному гіпоталамусі, що демонструє практичну відсутність в RPO детекторних нейронів, які забезпечують окрему регуляцію будь-якої однієї вісцеральної константи.

10. Аналіз конвергентних властивостей бісенсорних нейронів показав, що для цих елементів найефективнішими були такі комбінації стимулів: зміна температури і підвищення рівня глюкози; зміна температури та артеріального тиску; коливання осмотичного тиску та підвищення рівня глюкози. Кількість нейронів, які відповідають саме на ці комбінації стимулів була однакова і складала по 8,7%. Трисенсорні нейрони реагували головним чином (56%) на зміну температури, підвищення рівня глюкози і осмотичні коливання, при цьому майже всі ці клітини були зареєстровані в RPO. На інші комбінації вісцеральних стимулів, реагувало в 3-4 рази менше трисенсорних нейронів.

11. Взаємодія механізмів управління константами гомеостазу на рівні RPO і передньому гіпоталамусі забезпечується функціонуванням в цій області мозку особливих, з точки зору вісцеральної специфічності, елементів. Наявність нейронів, специфічність яких полягає в однаковій чутливості до кількох вісцеральних стимулів обумовлена тим, що в організмі не відбувається ізольовано зміна тільки одного гомеостатичного показника, і коливання будь-якої константи гомеостазу неодмінно викликає зрушення інших гомеостатичних параметрів. Встановлений механізм центральної регуляції констант гомеостазу надає підставу у клініці розробляти більш ефективні шляхи лікування багатьох захворювань, які повинні бути спрямовані не тільки на встановлення зміненої константи (або констант) однієї вісцеральної системи, а здійснювати паралельний вплив на інші вегетативні функції й вісцеральні системи організму.

СПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ

ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Казаков В.Н. Преоптическая область (связи, структурно-функциональная организация, механизмы интегративной деятельности) / В.Н. Казаков, П.Я. Кравцов, Л.В. Натрус. – Донецк: Лебедь, 2006. – 125 с. Автором особисто досліджено та описано структурно-функціональні зв’язки кортикальних зон із нейронами преоптичної області й проаналізована конвергентна ємність нейронів, як основа механізмів інтегративної діяльності нейронів преоптичної області.

2. Казаков В.Н. Физиологические основы функциональных методов исследований: Пособие для студентов высших медицинских учебных заведений / В.Н. Казаков, Б.Б. Ивнев, Л.В. Натрус. – Донецк: Вебер, 2007. – 182 с. Автором описано особисто розроблений та застосований статистичний метод дослідження імпульсації нейронів мозку, заснований на критеріальній оцінці рівня значущості розрізнення.

3. Кравцов П.Я. Механизмы влияний филогенетически гетерогенных отделов коры головного мозга на нейроны гипоталамуса / П.Я. Кравцов, Л.В. Натрус, А.В. Терещенко // Архив клин. и экспер. медицины. – 2000. – Т.9, №1. – С. 14-18. Автором визначено два типи впливів (екстрений та тонічний) різних кортикальних зон на нейрони переднього гіпоталамуса.

4. Convergenceofcorticalimpulsestohypothalamicneuronsdealingwiththetemperaturehomeostasiscontrol / L.V. Natrus, P.Ya. Kravtsov, A.V. Tereshenco, N.V. Prokofieva, B.G. Popov // BasicandAppliedThermophysiology; Ed. V.N. Gourin. – Minsk: Polibig, 2000. – P. 203-208. Автором виявлено конвергенцію аферентних впливів до термосенситивних нейронів гіпоталамуса.

5. Synaptic effects of Nitric Oxide upon cortico-preoptic connections / S. Sherbakov, V. Andreeva, P. Kravtsov, A. Tereshchenko, L. Natrus, E. Gaidarova, I. Kuznetsov // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. – 2001. – Т.2, №14. – С. 26-32. Автором визначено перебудову функціональних взаємовідношень між нейронами гіпоталамуса при введенні оксиду азоту.

6. Оценка реактивности осмосенситивных нейронов переднего гипоталамуса на кортикальные стимуляции в условиях функциональной нагрузки на осморегулирующую систему / В.Н. Казаков, П.Я. Кравцов, И.Э. Кузнецов, Л.В. Натрус, Е.В. Гайдарова, А.В. Терещенко // Архив клин. и экспер. медицины. – 2002. – Т.11, №1. – С. 34-39. Автором виявлено перебудову фонової імпульсації осмосенситивних нейронів під впливом кортикальної стимуляції.

7. Морфофункциональная характеристика гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы при гипотермии /В.Н. Казаков, Е.В. Гайдарова, В.И. Соболев, Н.И. Шевченко, Л.В. Натрус // Запорожский медицинский журнал. – 2002. – №3 (13). – С. 43-46. Автором обґрунтовано зміни структурно-функціональних властивостей нейронів при довготривалому термічному впливі, які віддзеркалюються на діяльності нейронів, причетних до регуляції вегетативних функцій.

8. Апарат штучної вентиляції легень на пневмоелементах для дрібних лабораторних тварин / В.М. Казаков, Л.В. Натрус, О.В. Гайдарова, О.В. Терещенко, В.І. Дегтярьов // Фізіологічний журнал. – 2003. – Т.49, №4. – С. 88-93. Автором обґрунтовано використання апарата ШВЛ, заснованого на пневмоелементах, що усуває генерацію електричних полів, які перешкоджають проведенню електрофізіологічного експерименту.

9. Участь кори великих півкуль у регуляції функцій нейронів гіпоталамуса / В.М. Казаков, П.Я. Кравцов, Л.В. Натрус, О.В. Гайдарова, О.В. Терещенко, В.Ф. Андреєва, О.С. Щукіна, Т.О. Шевченко // Буков.медичний вісник. – 2003. – Т.7, №1-2. – С. 52-54. Автором виявлено реакції у відповідь на еволюційно гетерогенні кортикальні впливи гіпоталамічних нейронів, які можуть брати участь у вегетативній регуляції.

10. Новий метод аналізу імпульсної активності нейронів мозку / В.М. Казаков, Л.В. Натрус, О.В. Гайдарова, О.В. Терещенко, В.Г. Гур'янов, А.А. Віслий // Фізіологічний журнал. – 2004. – Т.50, №4. – С. 100-107. Автором запропоновано та застосовано статистичний метод дослідження ФІА нейронів, який засновується на критеріальній оцінці рівня значущості розрізнення.

11. Натрус Л.В. Изменение структуры импульсной активности нейронов преоптической области гипоталамуса при температурном воздействии на организм // Український медичний альманах. – 2004. – Т.7, № 5. – С. 111-114.

12. Пути взаимодействия нервной, эндокринной и иммунной систем в регуляции функций организма / В.Н. Казаков, М.А. Снегирь, А.Г. Снегирь, Е.В. Гайдарова, Б.Б. Ивнев, Л.В. Натрус // Архив клин. и экспер. медицины. – 2004. – Т.13, №1-2. – С. 3-11. Автором обґрунтовано значення аферентних входів до нейрона гіпоталамуса та транснейрональних медіаторів, як факторів, що можуть модулювати фонову активність клітини.

13. Натрус Л.В. Исследование механизмов регуляции пищевого поведения на основе модуляции параметров импульсной активности гипоталамических нейронов // Питання експер та клін. медицини: Зб.наук.пр., присвячена 75-річчю ДонДМУ. – Донецьк, 2005. – Вип.9, Т.2. – С. 252-258.

14. Натрус Л.В. Роль кортикофугальных влияний на структуру импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса // Архив клин. и экспер. медицины. – 2005. – Т.14, № 2. – С. 194-197.

15. Натрус Л.В. Исследование механизмов гипоталамической регуляции функций на основе анализа импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. – 2005. – Том.1, № 2. – С. 35-40.

16. Модуляция импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса как функциональная основа гипоталамических механизмов регуляции / В.Н. Казаков, Л.В. Натрус // Нейрофизиология/Neurоphysiology. – 2005. – Т.37, №5/6. – С. 463-475. Автором співставлено перебудову фонової імпульсної активності нейронів преоптичної області та переднього гіпоталамуса у відповідь на зміни констант гомеостазу та серійні кортикальні подразнення.

17. Натрус Л.В. Изменение параметров фоновой импульсной активности нейронов преоптической области и переднего гипоталамуса при повышении артериального давления // Архив клин. и экспер. медицины. – 2006. – Т.15, № 2. – С. 130-135.

18. Натрус Л.В. Зміни реакції нейронів гіпоталамуса у відповідь на фізіологічні коливання констант гомеостазу // Фізіологічний журнал. – 2006. – Т.52, № 3. – С. 57-63.

19. Натрус Л.В. Особливості реакцій нейронів переднього гіпоталамусу на електричну стимуляцію кори головного мозку у кішок // Фізіологічний журнал. – 2006. – Т.52, № 6. – С. 63-70.

20. Натрус Л.В. Исследование механизмов регуляции водно-солевого гомеостаза на основе анализа импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса в условиях изменения осмолярности плазмы крови // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. – 2006. – Т.2, №1-2. – С. 56-62.

21. Натрус Л.В. Модуляция импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса кошки при экспериментальных сдвигах осмолярности плазмы крови // Нейрофизиология/Neurоphysiology. – 2006. – Т.38, №1. – С. 40-46.

22. Фоновая импульсная активность нейрона / В.Н. Казаков, Л.В. Натрус. Университетская клиника. – 2006. – Т.2, №1-2. – С. 45-50. Автором описано типи фонової імпульсної активності нейронів преоптичної області та переднього гіпоталамуса які виявлені за допомогою критеріальній оцінки.

23. Пат.3092 UA, МКИ 7 А 61В 5/0484. Спосіб дослідження структури імпульсної активності нейронів / В.М. Казаков, Л.В. Натрус, О.В. Гайдарова, В.Г. Гур’янов, О.В. Терещенко, А.А. Віслий; Донецький державний медичний універсітет ім. М.Горького. – № 2004010376; Заявл. 17.01.04; Опубл. 15.10.04, Бюл. № 10. – С.1-4.

24. Пат. 68719 А UA, МКИ 7 А 61 М 16/12. Пристрій для штучної вентиляції легень дрібних лабораторних тварин у електрофізіологічному експерименті / В.М. Казаков, Л.В. Натрус, О.В. Гайдарова, О.В. Терещенко, В.І. Дегтярьов; Донецький державний медичний універсітет ім. М.Горького. – № 2003109030; Заявл. 06.10.03; Опубл. 16.08.04, Бюл. № 8. – С. 1-6.

25. Изучение интегративной деятельности нейронов гипоталамуса как подкоркового центра терморегуляции / Л.В. Натрус, П.Я. Кравцов, А.В. Терещенко, Е.В. Гайдарова // Вопросы здравоохранения Донбасса. – Донецк, 2000. – С. 85-91.

26. Morphofunctionalchangersoftheneuroendocrinalsysteminhyperthermia / V.N. Kazakov, E.V. Gaidarova, P.Ya. Kravtsov, L.V. Natrus, A.V. Tereshchenko // ActaPhysiologicalHungarica. – 2002. – Vol.89, №1-3. – P.313.

27. Использование систем пневмоавтоматики в очистительных и электрофизиологических установках /В.И. Дегтярев, Л.В. Натрус, А.В. Белай, А.В. Гирейко // Вісник Донбаської державної акад. будівн. і архітект. – 2003. – Т.4, №41. – С. 48-52.

28. Влияние оксида азота на фоновую импульсную активность нейронов гипоталамуса / В.Н. Казаков, Е.В. Гайдарова, Л.В. Натрус, А.В. Терещенко, И.Э. Кузнєцов, Н.В. Прокофьева // Пурины и монооксид азота: Ювілейна конференція присвячена 50-річчю з дня заснування Інституту фізіології Національної академії наук Білорусі. Мінськ, 7-8 жовтня 2003. – Минск, 2003. – С. 58-61.

29. Оригинальный метод исследования структуры фоновой импульсной активности нейронов мозга / Л.В. Натрус, А.А. Вислый //Проблемы нейрокибернетики: ХIV міжнародна конференція з нейрокібернетики. Ростов-на-Дону, 2005. – Ростов-на-Дону, 2005. – Том 1. – С. 7-10.

30. Modification of interaction between structures of limbic system and neurons of hypothalamus under influence of nitric oxide / V. Kazakov, E. Gaydrova, L. Natrus, A. Tereschencо // Chinese Journal of pathophysiology. – 2006. – V.22, №13 (Suppl). – P. 525-526.

31. Реакція осмосенситивних нейронів гіпоталамуса на температурні стимули при осмотичному навантаженні / В.М. Казаков, О.В. Гайдарова, І.Е. Кузнєцов, Л.В. Натрус, А.В. Терещенко // Історія та сучасні досягнення фізіології в Україні: Зб.наук. пр. – Київ, 2001. – С. 66-67.

32. Реакция гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем на экстремальное нагревание и охлаждение / В.Н. Казаков, Е.В. Гайдарова, Н.И. Тарапата, Л.В. Натрус, О.С. Щукина // XIII з’їзд фізіологічного товариства ім. Павлова. Казань, 25-28 вересня 2001. – Казань, 2001. – С. 348-349.

33. Механизмы взаимоотношений неоархипалеокортекса с нейронами гипоталамуса как основа мотивационно-эмоционального поведения / В.Н. Казаков, Л.В. Натрус, Е.В. Гайдарова, А.В. Терещенко //Фундаментальные и клинические аспекты интегративной деятельности мезга: Міжнародні читання, присвячені 100-річчю з дня народження академіка Е.А. Асратяна. Москва; 2003. – М.: МаксПресс, 2003. – С. 110-112.

34. Изучение механизмов гипоталамической регуляции функций на основе анализа фоновой импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса / Л.В. Натрус, В.Н. Казаков // I з’їзд фізіологів СНГ. Дагомис, Сочі, 19-23 вересня 2005. – Москва, 2005. – С. 72.

35. Кортикофугальні впливи на центральну регуляцію гомеостазу: дослідження патерну імпульсної активності нейронів переднього гіпоталамуса / В.М. Казаков, Л.В. Натрус, Н.В. Прокоф’єва, М.І. Тарапата, В.Ф.Андрєєва // XV з”їзд Українського фізіологічного товариства. Чернівці, 23-25 травня 2006. – Фізіологічний журнал.- 2006. – Т.52, №2. – С. 37.

36. Оригинальный метод статистической оценки перестройки паттерна импульсной активности нейронов гипоталамуса в ответ на электрическую стимуляцию коры головного мозга / В.Н. Казаков, Л.В. Натрус, П.Я. Кравцов, А.В. Терещенко, А.А. Вислый // IV з’їзд Українського біофізичного товариства. Донецьк, 19-21 грудня 2006. – Донецьк, 2006. – 56-57.

37. Исследование факторов, вызывающих перестройку импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса кошек / В.Н. Казаков, Л.В. Натрус, А.В. Терещенко, П.Я. Кравцов, А.А. Вислый //Нейронаука для медицины и психологи: III Міжнародний міждисциплінарний конгрес. Судак, АР Крим, 12-20 червня 2007. – М.; МаксПресс, 2007. – С. 112-113.

Натрус Л.В. Про роль преоптичної області та переднього гіпоталамуса у підтримці констант гомеостазу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступенядоктора медичних наук за спеціальністю 14.03.03 – нормальна фізіологія. – Донецький національний медичний університет ім. М.Горького МОЗ України, Донецьк, 2007.

У дисертаційній роботі розв’язано важливу наукову проблему – розкрито сутність та біологічне значення функціональної взаємодії механізмів регуляції різних вегетативних функцій на рівні преоптичної області (RPO) і переднього гіпоталамуса.

Вивчення перебудови фонової імпульсної активності нейронів RPO і переднього гіпоталамуса при змінах деяких констант гомеостазу й дослідження конвергентних властивостей нейронів до вісцеральних стимулів, виявило практичну відсутність у цих областях мозку детекторних специфічних нейронів, які забезпечують окрему регуляцію будь-якої однієї вісцеральної системи. Вагоме превалювання (81%) в RPO і передньому гіпоталамусі полісенсорних нейронів, специфічність яких полягає в однаковій чутливості до кількох вісцеральних стимулів, переконливо доводить, що в організмі не відбувається ізольовано зміна тільки одного гомеостатичного показника, і коливання будь-якої константи гомеостазу неодмінно викликає зрушення інших гомеостатичних параметрів, а механізми підтримки різних констант гомеостазу включаються водночас і виконуються поєднано. Саме ці функціональні особливості нейронів RPO і переднього гіпоталамусу та їх діяльність під час зміни будь-якої константи гомеостазу і визначають механізм центральної регуляції вегетативних функцій, який забезпечує підтримку констант гомеостазу і динамічний фізіологічний баланс при змінах навколишнього середовища та надає підставу у клініці розробляти більш ефективні шляхи лікування багатьох захворювань. Терапія повинна бути спрямованою не тільки на встановлення зрушеної константи (або констант) однієї вісцеральної системи, а також здійснювати паралельний вплив на інші вегетативні функції й вісцеральні системи організму.

Ключові слова: конвергенція, полісенсорність, фонова активність, вісцеральні стимули, механізми регуляції.

Натрус Л.В. О роли преоптической области и переднего гипоталамуса в поддержании констант гомеостаза. – Рукопись.

Диссертация на соисканиеученой степени доктора медицинских наук по специальности 14.03.03 – нормальная физиология. – Донецкий национальный медицинский университет им. М.Горького МЗ Украины, Донецк, 2007.

В диссертационной работе решена важная научная проблема – раскрыта сущность и биологическое значение функционального взаимодействия механизмов регуляции различных вегетативных функций на уровне преоптической области (RPO) и переднего гипоталамуса.

Исследование перестройки фоновой импульсной активности (ФИА) нейронов RPO и переднего гипоталамуса в ответ на сдвиги некоторых констант гомеостаза и электрическую стимуляцию различных кортикальных зон позволило изучить деятельность нейронов, причастных к регуляции вегетативных функций.

Выявлено эффективное тоническое влияние коры головного мозга на нейроны RPO и переднего гипоталамуса и установлено, что бьльшее количество исследованных нейронов изменяют параметры ФИА в ответ на электрические раздражения зон неоархипалеокортекса, чем в ответ на сдвиги гомеостатических констант. Однако сопоставление особенностей реакций термо-, глюко-, осмо-, прессосенситивных нейронов в ответ на раздражение коры головного мозга и не выявило значимых отличий в характере и количестве реакций разных групп висцеросенситивных нейронов на кортикальную стимуляцию и показало неспецифическое влияние кортикальной афферентации на центры термо-, глюко-, осмо- и прессорегуляции.

Анализ реакций нейронов RPO и переднего гипоталамуса в ответ на разномодальные изменения констант гомеостаза показал способность данных клеток реагировать на каждый сдвиг гомеостаза специфической реакцией, которая выражается в различных вариантах перестройки ФИА нейрона и характеризует особенности механизмов поддержания этой константы в пределах каждой висцеральной системы.

Анализ конвергентных свойств нейронов RPO и переднего гипоталамуса в отношении висцеральных стимулов выявил практическое отсутствие в RPO детекторных нейронов, которые обеспечивают регуляцию какой-либо одной висцеральной константы, поскольку только 19% нейронов отвечали на сдвиги гомеостаза в пределах одной модальности и были зарегистрированы в основном, в латеральном гипоталамусе.

Выявлено, что подавляющее большинство (81%) нейронов RPO и переднего гипоталамуса – полисенсорные, то есть чувствительные к двум и более разномодальным висцеральним стимулам. Бисенсорных нейронов было зарегистрировано в 1,5 раза больше в переднем гипоталамусе, чем в RPO и для этих элементов наиболее эффективными были такие комбинации стимулов: изменение температуры и повышение уровня глюкозы; изменение температуры и артериального давления; колебание осмотического давления и повышение уровня глюкозы. Наличие в RPO и переднем гипоталамусе бисенсорныхтермо-глюкосенситивных нейронов, которые обеспечивают контроль энергоресурсов и термогенез, объясняет усиление чувства голода при переохлаждении и анорексию во время лихорадки. Деятельность глюко-осмосенситивных нейронов обусловливает их причастность к системе осморегуляции, для обеспечения компонента питьевого поведения, и обусловливает жажду во время приема пищи. Существование прессо-термосенситивных нейронов определяет модуляцию кардиорефлексов (в частности изменение артериального давления) при тепловом ударе; вегетативные температурные проявления при адреналиновом стрессе; гипотермию и чувство холода при падении артериального давления в результате острой кровопотери и т. д.

Три- и тетрасенсорных элементов было зарегистрировано в RPO в два раза больше, чем в переднем гипоталамусе. Превалирование (56%) среди всех трисенсорных элементов термо-глюко-осмосенситивных нейронов позволяет RPO обеспечивать центральный контроль энергоресурсов и метаболического статуса за счет термогенеза и водно-электролитного обмена.

Тетрасенсорные нейроны составляли 13% от всех полимодальных и оказывались в основном в RPO, особенно в зоне, прилегающей к супраоптичного ядру, что подчеркивает ведущую роль осмотического статуса в их функциональной деятельности. Тем более, все нейроны реагировали на те или иные изменения осмотического гомеостаза, а половина нейронов реагировала одновременно и на гипер-, и на гипоосмию плазмы. Таким образом, выявлено, что в RPO и переднем гипоталамусе находятся нейроны, которые одновременно способны поддерживать состояние энергетического потенциала (за счет контроля метаболического статуса и процессов термогенеза) и жизненноважного показателя гемодинамики – объема циркулирующей крови.

Выявление в RPO и переднем гипоталамусе полиспецифичных элементов, вообще открывает совершенно новый взгляд на понятие „специфичности”, как свойства регуляторных нейронов. Но именно эти функциональные особенности нейронов RPO и переднего гипоталамусу и их деятельность при сдвиге какой-любой константы гомеостаза определяют механизм центральной регуляции вегетативных функций, который обеспечивает динамический физиологичный баланс при изменениях окружающей среды.

Значительное преобладание в RPO и переднем гипоталамусе полисенсорных нейронов, чувствительных одновременно к нескольким висцеральным стимулам, убедительно доказывает, что в организме не происходит изолированного сдвига одной константы, а изменение какой-либо константы влечет за собой непременное изменение других гомеостатических показателей. Поэтому, механизмы поддержания различных констант гомеостаза взаимосвязаны и включаются одновременно и сочетано.

Установленный механизм центральной регуляции констант гомеостаза позволяет в клинике разрабатывать более эффективные пути коррекции заболеваний, сопровождающихся сдвигом гомеостатических констант. Терапия, должна быть направлена не только на восстановление измененной константы (или констант) одной висцеральной системы, но и осуществлять параллельное воздействие на другие вегетативные функции и висцеральные системы организма.

Ключевые слова: конвергенция, полисенсорность, фоновая активность, висцеральные стимулы, механизмы регуляции.

Natrus L.V. About the role of region preoptic and rostral hypothalamus in maintenance of constants of homeostasis. – A manuscript.

Dissertation for the Doctor of Medical Science degree in a speciality 14.03.03 – Normal Physiology.-M.Gorky Donetsk national medical university Health Ministry of Ukraine, Donetsk, 2007.

An important scientific problem has been solved in the dissertation – the essence and biological significance of functional interaction of mechanisms of different vegetative function at RPO level and rostral hypothalamus.

The study of transformation of background impulsive activity of RPO neurons and rostral hypothalamus at the changes of some constants of homeostasis and research of convergent properties of neurons to the visceral stimuli, revealed practical absence of specific detector neurons in these brain regions which provide separate adjusting of any visceral system. Considerable prevalence (81%) in RPO and rostral hypothalamus of polysensitive neurons, the specificity of which lies in an identical sensitivity to a few visceral stimuli, convincingly proves that no changes of only one isolated homeostatic constant takes place in an organism. Oscillation of one constant of homeostasis certainly entails the change of other homeostatic parameters. The mechanisms of support of different constants of homeostasis are involved simultaneously and run concurrently. It is preciously these functional features of RPO neurons and rostral hypothalamus and their activity at the change of any constant of homeostasis define the mechanism of central adjusting of vegetative functions, which provides dynamic physiological balance at the changes of environment.

The determined mechanism of the central adjusting of constants of homeostasis allows to develop more effective ways in the treatment of different diseases, which should be directed not only on renewal of the changed constant (or constants) of one visceral system, but also to carry out parallel influence on the other vegetative functions and visceral systems of an organism.

Key words: convergence, polysensitive, background activity, visceral stimuli, mechanism of adjusting.


Здано до набору 08.11.2007 р. Підписано до друку 07.11.2007 р.

Формат 60х90 1/16. Папір друкарський. Друк офсетний.

Ум.друк.арк 2,0. Тираж 150 примірників. Замовлення – 5435

Видавництво ТОВ “Цифрова типографія”

м.Донецьк, вул. Челюскінцев, 291/А. тел. 381-15-22

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий