ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

НЕСКОРОМНА Наталія ВЛАДИСЛАВІВНА

УДК: 616.024-009.27.612.37

ПАТОФІЗІОЛОГІЧНІ МЕХАНІЗМИ КОНТРОЛЮ ПІДВИЩЕНОЇ ЗБУДЛИВОСТІ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ЗА УМОВ ВПЛИВУ ЛАЗЕРНИМ ВИПРОМІНЮВАННЯМ НИЗЬКОЇ ІНТЕНСИВНОСТІ

14.03.04 - патологічна фізіологія

А в т о р е ф е р а т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Одеса – 2007

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Одеському державному медичному університеті МОЗ України.

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор ГОДЛЕВСЬКИЙ Леонід Семенович,

Одеський державний медичний університет МОЗ України,

завідувач кафедри біофізики, інформатики та медичної апаратури.

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України

ШАНДРА Олексій Антонович, Одеський державний медичний університет

МОЗ України, завідувач кафедри нормальної фізіології.

доктор медичних наук, професор РОГОВИЙ Юрій Євгенович,

Буковинська державний медичний університет МОЗ України,

м. Чернівці, професор кафедри фізіології.

Провідна установа: Інститут ендокринології та обміну речовин ім. В.П.Комісаренка АМН

України, відділ ендокринології, репродукції та адаптації, м. Київ

Захист дисертації відбудеться “ 2 ” липня 2007 року о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.600.01 при Одеському державному медичному університеті (65082, м. Одеса, пров. Валіховський, 2)

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Одеського державного медичного університету (65082, м. Одеса, пров. Валіховський,3).

Автореферат розісланий “ 1 ” червня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої ради

к. мед. н., доцент Годован В.В.

АГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність дослідження. Патологічно підвищена збудливість утворень головного мозку має в своїй основі недостатність гальмівного контролю, що обумовлює розвиток епілептичного синдрому [Г.Н.Крыжановский и соавт., 1980-2006; А.А.Шандра и соавт., 1985-2006; К.С.Раевский

и соавт., 2000; G.Kostopoulos, 2000; H.K.M. Meeren et al., 2004]. Відповідно, пригнічення збудливості мозку при епілепсії може здійснюватися шляхом впливів, які спрямовані на відновлення гальмівних антиепілептичних механізмів [Г.С.Бурд, Е.И.Гусев, 1994; В.А.Карлов, 1999; Losher et. al., 2004; A.Vezzani, 2005]. Тому пошук чинників, які здатні контролювати підвищену збудливість мозку є актуальною проблемою сучасної епілептології [Г.С.Бурд, 1995; M.Corcoran 2005; О.А.Шандра, 2006].

Фактори фізичної природи можуть істотним чином змінювати функції організму і, зокрема, надавати нейротропну дію [Т.И.Воробьева и соавт., 2000; А.Ф.Королев и соавт., 2001; З.А.Овечкина и соавт., 2001; Е.Е.Фесенко, 2001]. Так, доказана виражена дія магнітних полів на тканину головного мозку [В.С.Мартынюк, С.Б.Мартынюк, 2001; Ю.Д.Холодов,1993], а транскраніальна магнітна стимуляція у теперішні часи є одним із важливих клінічних нейрофізіологічних методів діагностики стану мозку [U.Ebert, U. Ziemann, 1999; В.Й.Кресюн и соавт., 2001; Л.С.Годлевский, Е.В.Коболев, 2002; Е.В.Коболев, 2004; Р.B.Fitzgerald et al., 2006; C.Varrasi et al., 2004].

Останнім часом з'являється все більше даних про вплив лазерного випромінювання низької (нетеплової) інтенсивності інфрачервоного діапазону (НІЛВІД) на діяльність центральних і периферичних відділів нервової системи [M.A.Aganyants et al., 2003; S.Ilic et al., 2006; P.A.Lapchak et al., 2004]. У спектрі ефектів, які викликає лазерне випромінювання, виявляється, перш за все, знеболююча дія [D.M.Ferreira et al., 2005; T.Ohno, 1997; E.Vinck et al., 2005; 2006]. Крім того, для ефектів НІЛВІД є характерним посилення репаративних процесів [S.B.Rabelo et al., 2006], підвищення секреторної функції печінкових клітин та ін. [А.А.Гудима , 2000; 2001].

Механізми реалізації подібних впливів залишаються маловивченими. Ряд досліджень вказує на залежність цих ефектів від функціональної активності серотонінергічної системи [T.Mizakami et al., 1993], від активації ендогенної опіатної системи [D.M.Ferreira et al., 2005; S.B.Rabelo et al., 2006], від зміни продукції оксиду азоту [Г.И.Клебанов, Ю.А.Владимиров, 1999; M.C.Leung et al., 2002], а також від розвитку антиоксидантної дії [И.Л.Якименко, Е.П.Сидорик , 2001].

Слід також підкреслити, що дія когерентного лазерного випромінювання може бути неінвазивним методом стимуляції нервової тканини головного мозку, в основі якого полягає спроможність мембрани нейронів генерувати потенціали дії при поглинанні квантів променевої (нетеплової) енергії [ J.Wells et al., 2005].

Приведені компоненти комплексної дії НІЛВІД на головний мозок є важливими для розуміння патогенезу епілептичного синдрому, зокрема для моделі кіндлінгу-хронічної епілептизації головного мозку, що супроводжується тривалими змінами збудливості мозку та модифікацією поведінкового паттерну тварин [О.О.Шандра та співавт., 1999; R.J.Racine, 1972; W.Loscher et al., 1996]. Дана модель, яка відрізняється точним відтворенням низки ключових елементів патогенезу епілепсії є високоефективною і для розробки нових підходів і експериментального обґрунтування методів лікування даного захворювання [C.Rauca et al., 1999; V.Erakovic et al., 2003]. Тому дослідження особливостей патофізіологічних механізмів розвитку хронічної кіндлінгової епілептизації головного мозку за умов застосування НІЛВІД є важливою науково-практичною задачею.

Зв'язок роботи з науковими планами, програмами, темами. Дисертаційна робота пов’язана із фрагментом планової науково-дослідної роботи Одеського державного медичного університету, затвердженої МОЗ України, за темою “Дослідити вплив факторів фізичної природи на діяльність головного мозку лабораторних тварин” (№ державної реєстрації 0198U007842). Дисертант був співвиконавцем вказаної теми.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи стало з’ясування особливостей патогенезу хронічної і гострої епілептичної збудливості головного мозку в умовах дії на головний мозок низькоінтенсивного лазерного випромінювання інфрачервоного діапазону.

Задачі дослідження:

1.Вивчити ефекти різних режимів дії низькоінтенсивного лазерного випромінювання інфрачервоного діапазону на активність осередкової епілептичної активності (ЕпА), індукованої в структурах нової і старої кори головного мозку локальною дією розчину натрієвої солі бензилпеніциліну і каїнової кислоти.

2.Дослідити вплив НІЛВІД на генералізовані форми епілептогенезу, які викликаються системним застосуванням натрієвої солі бензилпеніциліну і внутрішньошлуночковим введенням каїнової кислоти та розчину пеніциліну, а також кіндлінговими електричними подразненнями (ЕП) мигдалини.

3. Вивчити особливості поведінкових кіндлінг-індукованих порушень циклу “спання-неспання”, депресивного післянападного синдрому, характеристик плавальної поведінки, а також електроенцефалограми (ЕЕГ) в умовах дії НІЛВІД.

4. Вивчити особливості протисудомної дії діазепаму на тлі застосування НІЛВІД.

5. Дослідити показники перекисного окиснення ліпідів (ПОЛ) і стан антиоксидантного захисту в умовах дії НІЛВІД, а також на тлі поєднаного впливу НІЛВІД і діазепаму.

Об'єкт дослідження – модельований епілептичний синдром.

Предмет дослідження - патофізіологічні механізми, що забезпечують патологічно підвищену збудливість головного мозку за умов дії низькоінтенсивного лазерного випромінювання інфрачервоного діапазону.

Методи дослідження – нейропатофізіологічні, біофізичні, електрофізіологічні, нейрофармакологічні та статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше одержані результати про вплив низькоінтенсивного лазерного випромінювання інфрачервоного діапазону на осередкову епілептичну активність, індуковану в корі головного мозку аплікацією розчину натрієвої солі бензилпеніциліну, а також на осередкові форми епілептогенезу, викликані мікроін'єкцією каїнової кислоти у вентральний гіпокамп. Досліджені ефекти лазерного випромінювання відносно генералізованих судом, які викликались системним застосуванням бензилпеніциліну, а також внутрішньошлуночковим застосуванням каїнової кислоти. Встановлена залежність виразності гальмівних ефектів від тривалості експозиції лазерного опромінювання. Показані протиепілептичні ефекти НІЛВІД відносно генералізованих кіндлінгових судом, індукованих електроподразненями мигдалини, при цьому даний ефект розвивається шляхами збільшення порогу в зоні стимульованої тканини мигдалини (в 1,68 разу) і за допомогою обмеження генералізації епілептичної активності на інші структури мозку. Вперше встановлено, що в структурі післянападного депресивного синдрому у кіндлінгових щурів під впливом НІЛВІД домінують прояви, обумовлені активацією дофамінергічної системи головного мозку. Показано, що ефекти НІЛВІД пов'язані зі змінами спектральних характеристик електроенцефалограми: зниженням потужності альфа- і тета-активності в 1,5-2,0 рази, зростанням дельта активності в гіпокампі на 27,7 %, зменшенням ефективності низькочастотного електроподразнення вентрально-передніх таламічних ядер відносно провокації іктальних розрядів. Вперше показано, що під впливом НІЛВІД відбувається зниження тривалості активного неспання, збільшення тривалості фази парадоксального сну на 60,2 %, скорочення періоду засинання на 42,1 % і виникнення фази парадоксального сну на 39,3 %, а також блокування даних ефектів під впливом придушення катехоламінергічних систем мозку резерпіном. Вперше встановлено, що під впливом НІЛВІД потенціюється протисудомна дія діазепаму відносно каїнат-провокованих судом. В умовах каїнат- та бензилпеніцилін-провокованих судом НІЛВІД зменшує величину середньоефективної дози діазепаму більш, ніж в 2 рази. Показано, що під впливом НІЛВІД і діазепаму знижується інтенсивність процесів ПОЛ, підсилених у зв'язку з формуванням моделі кіндлінгового синдрому. Під впливом НІЛВІД відбувається зростання рівня тіолових груп на 27,5 %, збільшення рівня аскорбінової кислоти на 23,5 %. Отримано деклараційний патент України №63067 А: “Спосіб визначення функціонального стану дофамінергічної системи головного мозку в експерименті”.

Практичне значення одержаних результатів полягає у тому, що одержані результати можна розглядати в якості передумов для обґрунтування умови ефективного застосування лазерного випромінювання низької інтенсивності інфрачервоного діапазону для хворих, які страждають на різні форми епілепсії, визначити подальші напрямки розвитку лікування нейродегенеративних станів головного мозку.

Показана перспективність дослідження дії протиепілептичної фармакологічної терапії поєднано з застосуванням НІЛВІД, а також діагностики функціонального стану дофамінергічної системи мозку за допомогою впливу НІЛВІД.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно був здійснений патентно- інформаційний пошук, аналіз наукової літератури, визначені мета і задачі дослідження, відпрацьована експериментальна модель і проведені експериментальні дослідження. Проведено статистичну обробку отриманих результатів дослідження, оформлення їх у вигляді таблиць, графіків та рисунків, сформульовані й опубліковані висновки досліджень та основні положення роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи оприлюднені на науково-практичній конференції “Сучасні аспекти лікування епілепсії” з міжнародною участю (Одеса, 2001), III з'їзді Українського біофізичного суспільства (Львів, 2002), щорічній міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених з міжнародною участю (Одеса, 2002,2006), науково-практичній конференції “Біофізичні стандарти та інформаційні технології в медицині” (Одеса, 2002,2006).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 11 наукових робіт: 5 статей у фахових журналах, які рекомендовані ВАК України (4 з них самостійні) та 5 тез у збірниках праць з’їздів і конференцій. Отримано 1 деклараційний патент України.

Структура і обсяг дисертації. Роботу викладено на 162 сторінках та вона складається зі вступу, огляду літератури, опису матеріалів і методів дослідження, 3 розділів власних досліджень, аналізу і узагальнення отриманих результатів, висновків і списку використаних джерел. Дисертація ілюстрована 15 таблицями і 19 рисунками. Бібліографічний показник включає 242 джерела, 40 з них – кирилицею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи досліджень. Дослідження проводились в умовах гострого та хронічного експерименту і виконані на 327 щурах лінії Вістар масою від 180 до 320 г, які знаходилися в стандартних умовах існування і годування. З метою приручення, щурів перед початком експерименту тримали в руках по 2-3 хв протягом 5 днів, що полегшувало наступні експериментальні дослідження з тваринами. Дослідження проведені відповідно до вимог комісії з біоетики Одеського державного медичного університету (протокол № 12 від 08.12.2006 р.).

варинам у відповідністі із стереотаксичними координатами атласу G. Paxinos & Ch.Watson (1982) під гексеналовим наркозом (100,0 мг/кг, внутрішньоочеревино) імплантували ніхромові реєструючі і стимулюючі електроди у вентро-базальні частини мигдалини, вентрально-передні ядра таламуса, дорзальні і вентральні відділи гіпокампа, ретикулярну частину чорної речовини, а також у фронтальні відділи кори головного мозку. Крім того, частині тварин імплантували канюлі у вищеперелічені структури. Щурів використовували для дослідження через 7-14 діб з моменту оперативного втручання [R.Racine, 1972; М.Я.Вoлoшин, 1987; А.Д.Нoздрачев та ін., 1987; Я.Т.Бyреш та ін., 1991].

Електроподразнювальний (ЕП) кіндлінг відтворювали за допомогою електроподразнення вентро-базальних відділів мигдалини [R.J.Racine, 1972; А.А.Шандра, 1985; А.А.Шандра и соавт., 1999;].

Поодинокі осередки епілептичної активності (ЕпА) формували в гострих дослідах на щурах, що знаходилися на штучному диханні, шляхом аплікації на кору головного мозку фільтрувальних папірців (розміром 2 мм х 2 мм), змочених розчином натрієвої солі бензилпеніциліну (“Дарниця”, Україна) (16000 і 30000 МО/мл). Епілептоген вводили в однакових умовах (в один і той же час доби, у лабораторії з однаковим освітленням, вологістю, температурою і шумовим фоном). Крім того, осередки ЕпА створювали мікроін'єкцією каїнової кислоти, яка є агоністом збуджуючих амінокислот, в утворення гіпокампа–в дозі 1,0 мкг. Генералізовану ЕпА викликали шляхом в/очер застосування розчину натрієвої солі бензилпеніциліну (300000 МО/кг), а також шляхом в/шл введення розчину натрієвої солі бензилпенциліну (1000 МО) і каїнової кислоти (10,0 мкг). Під впливом зазначенних епілептогенів у тварин спостерігались характерні судомні прояви у вигляді типових клонічних судом (КС) і тонічної екстензії передніх кінцівок (ТЕПК)[H.S.White et al., 1992]. Розраховували середньоефективні дози епілептогенів.

Для визначення ефектів поєднаного застосування діазепаму (“Gedeon Richter”, Угорщина) і НІЛВІД розраховували середньоефективні ED50 дози препарату [S.E. De Jongh, 1961].

Реєстрацію ЕЕГ проводили монополярно. Використовувалася частота опитування каналів 256 за 1 с за допомогою комп’ютерної системи “DX- 4000” (Україна). Для оцінки ЕЕГ використовувався комп’ютерний аналіз. Дані візуалізували на екрані і записували на жорсткий диск для подальшої off- line обробки. Частотний діапазон сигналів склав 0,5- 40 Hz. Визначали показники загальної і спектральної потужності ЕЕГ (мV2), досліджувані показники представляли у виді відносних величин (контроль -100 %).

З метою дослідження опіатергічних і нейролептичних поведінкових реакцій тварин використовували тест за M.Myslоbоdsky et al. (1981). Також застосовували плавальний тест за M.C.Vrijmоed de Vries, A.R.Cооls (1986), який дозволяє досліджувати нейромедіаторні патогенетичні механізми формування рухових програм [А.A.Шандра и соавт., 1990]. Крім того, досліджували параметри циклу спання-неспання, яке проводилось в один і той же час доби протягом 4-ох год (12-16 год). [А.A.Шандра та співавт., 1999].

Роздільне визначення вмісту аскорбінової (АК), дегідроаскорбінової (ДАК), дикетогулонової (ДКГК) кислот в сироватці крові було напрямки засновано на здатності 2,4-динітрофенілгідразину при взаємодії з окисненими фракціями аскорбінової кислоти – дегідроаскорбінової і дикетогулонової утворювати озазони, які в сірчаній кислоті придбавають червоне фарбування, яке використовується для фотометричного визначення суми окиснених форм (ДАК+ДКГК) [В.В. Соколовський, 1996].

Для визначення вмісту в крові сульфгідрильних і дісульфідних груп застосовували амперометричне титрування нітратом срібла [B.В.Соколовський, 1996]. Рівень кінцевого продукту ПОЛ - малонового деальдегіду (МДА) визначали в тесті з тіобарбітуровою кислотою і виражали в мкмолях/л [И.Д.Стальная, Т.Г.Гаришвили, 1977], активність глутатіонпероксидази (ГТП) виражали в мкмоль/хв/л, глутатіонредуктази (ГР) - в мккат НАДФН/л, каталази в плазмі та еритроцитах - в мккат/мл/с [И.Д.Стальная, Т.Г.Гаришвили, 1973], а також супероксиддисмутази (СОД) (у умовних одиницях) в еритроцитах [Е.П.Шувалова , Т.В.Антонова , 1997].

Для дії лазерним випромінюванням низької інтенсивності інфрачервоного діапазону використовували апарат типу “Лазурь” (0,89 мкм, потужність - до 5 мВт). У роботі застосовували безперервне лазерне низькоінтенсивносте (нетеплове) опромінення головного мозку, крім того безпосередньо на зони осередків епілептогенезу - через кварцеві світловоди типу КІВЛ-01 (ОС-2), які з’єднали за допомогою юстировочного вузла [В.В.Ступак и соавт., 1998].

Всі отримані результати обробляли за допомогою параметричних і непараметричних математичних методів статистичного аналізу [Я.Т. Бyреш та ін., 1991].

Результати досліджень та їх обговорення. Ефекти НІЛВІД, здійснені на бензилпеніцилін - індуковану осередкову ЕпА. Через 2,5-5,5 хв з моменту нанесення розчину бензилпеніциліну в дозі 16000 МО/мл на фронтальні відділи кори головного мозку виникали перші спайкові потенціали, амплітуда яких через 3,0-7,5 хв зростала до 1,0-2,0 мВ, а частота генерації потенціалів складала від 25 до 40 за хв. Тривалість існування вогнищ в групі контролю складала 75,4+7,9 за хв. В умовах дії на вогнища ЕпА НІЛВІД експозицією (2,5 хв) загальна тривалість їх існування складала 73,0+8,1 за хв, що не відрізнялося від відповідного показника в групі контролю (P>0,05). НІЛВІД через 5,0-9,0 хв від початку дії викликало зниження амплітуди розрядів до 1,0-1,5 мВ і частоти їх генерації до 12-20 за хв. Ефект пригноблення активності вогнищ ЕпА зберігався після припинення 10-хв опромінювання, і через 27,0-43,0 хв з моменту завершення дії відбувалося повне придушення вогнищ ЕпА. Тривалість їх існування складала 42,0+5,3 за хв, що було достовірно менше порівняно з контролем (P<0,05). В умовах експозиції НІЛВІД протягом 30 хв загальна тривалість існування вогнищ ЕпА складала 82,4+ 9,1 за хв (P>0,05).

Вплив НІЛВІД, здійснений на генералізовані судоми, що провоковані у щурів системним введенням епілептогенів. Введення розчину пеніциліну (300000 МО/кг, в/очер.) щурам групи контролю, супроводжувалося розвитком перших судом м'язів кінцівок через 2,5-8,0 хв з моменту застосування епілептогену. Протягом подальших 15-30 хв у щурів реєструвалося посилення виразності судом і у 5 з 12 тварин спостерігалися тоніко-клонічні напади. Середня тяжкість судомних проявів склала 2,5+0,2 балів. У більшості щурів протягом генералізованої ЕпА в корі головного мозку і гіпокампі реєструвалися спайкові потенціали амплітудою від 500 мкВ до 2,0 мВ, частотою від 20 до 60 за хв. При цьому у 7 з 12 тварин спостерігалися іктальні розряди тривалістю від 5,5 до 37,0 с.

Латентний період перших судом, викликаних аналогічним введенням епілептогена на тлі опромінювання головного мозку НІЛВІД, був на 62,3 % більшим порівняно з контролем (P<0,05). При цьому тяжкість судом склала 1,7+0,21 балів, що було на 32,0 % менше, ніж в контролі (P<0,05). У структурах головного мозку щурів реєструвалися спайкові потенціали амплітудою від 0,5 до 2,0 мВ і частотою від 15 до 40 в хв, які були більш виражені в утвореннях та структурах вентрального гіпокампу - у 5 з 10 щурів.

Під впливом НІЛВІД тривалістю випромінювання 30,0 хв генералізовані судоми, викликані в/очер застосуванням розчину натрієвої солі бензилпеніциліну (300000 МО/кг), реєструвалися у всіх щурів, а латентний період їх виникнення був на 15,3 % меншим, ніж у тварин в групі контроля (P>0,05). Тяжкість судом складала 4,3+0,2 балів, що було на 22,8 % більше, ніж в контролі (Р<0,05). На ЕЕГ у кіндлінгових тварин у вентральних відділах гіпокампа реєструвалася високоамплітудна (до 2,5 мВ) синхронізована активність. Тривалість періодів подібної активності була достовірно більшою, ніж в контролі, відповідно 38,9+4,1 і 97,8+11,2 с (P<0,05).

Вплив НІЛВІД, здійснений на вогнища ЕпА, що створені введенням каїнової кислоти у вентральний гіпокамп. Внутрішньогіпокампальна ін'єкція каїнової кислоти (1,0 мкг) спричинювала виникнення перших спайків через 1,5-4,0 хв з моменту ін'єкції епілептогену. На висоті активності розряди досягали величини 1,2-2,3 мВ і частоти від 18 до 35 за хв. Загальна тривалість їх реєстрації перевищувала 2 год. Аналогічне внутрішньогіпокампальне введення каїнової кислоти (1,0 мкг) на тлі застосування НІЛВІД тривалістю експозиції (10,0 хв) супроводжувалося появою перших спайків через 1,5-5,5 хв з моменту мікроін’єкції епілептогену. Впродовж подальших 2,0-4,0 хв розряди досягали амплітуди 2,0-2,5 мВ і частоти генерації від 15 до 25 за хв. Загальний континуум реєстрації осередків ЕпА складав від 45,0 до 105,0 хв, що було достовірно менше порівняно з контролем (P<0,05).

Вплив НІЛВІД на генералізовані судомні прояви, що індуковані внутрішньошлуночковим застосуванням каїнової кислоти. Через 3,5-11,0 хв з моменту введення каїнової кислоти в дозі 10,0 мкг в бокові шлуночки у тварин групи контролю виникали характерні клонуси м'язів передніх кінцівок, а також м'язів всього тулуба. Протягом подальших 8,0-30,0 хв у 4 з 11 щурів розвивалися генералізовані тоніко-клонічні судомні напади. Тяжкість судом складала 3,3+0,2 балів. В період розвитку тоніко-клонічних судомних реакцій у щурів в структурах старої і нової кори головного мозку реєструвалися іктальні розряди тривалістю від 30,0 с до 185,0 с. На тлі застосування НІЛВІД тривалістю 10,0 хв латентний період перших судом був на 76,4 % більшим, ніж в контролі (P<0,05). На висоті судом у 4 з 10 щурів спостерігалася тонічна екстензія передніх кінцівок, а тяжкість судом складала 2,8+0,2 балів і була на 15,1 % меншою, ніж в контролі (P>0,05). На тлі розвитку тоніко-клонічних реакцій у щурів в структурах головного мозку реєструвалися високочастотні епілептичні потенціали, тривалість яких була в 2,15 рази меншою, ніж в контролі (P<0,05).

Вплив НІЛВІД на епілептіформні реакції, індуковані кіндлінговими ЕП вентро-базальних відділів мигдалини. Середньоефективна інтенсивність стимулюючого струму, що індукує генералізовані судоми у половини щурів зі сформованим кіндлінгом ED50 склала 107,1 мкА. В умовах дії НІЛВІД протягом 10,0 хв ED50 склала 213,3 мкА, і була вища за таку в групі кіндлінгових щурів без застосування НІЛВІД в 1,68 разу (P<0,05). В умовах експозиції НІЛВІД тривалістю 30,0 хв ED50 інтенсивності струму складала 100,7 мкА (P>0,05).

Динаміка показників рухової активності кіндлінгових щурів протягом післянападної депресії. Позно-тонічні рухові реакції. У щурів з ЕП амигдалярним кіндлінгом в умовах дії НІЛВІД тривалістю експозиції 10,0 хв реєструвався змішаний характер розташування передніх кінцівок щодо тулуба, спостерігалась різко виражена експлозивність, задні лапи були відведені, знижувався тонус хвоста і больовий поріг, у 19 з 25 щурів виникав птоз. Крім того, щури втрачали здатність утримувати позу "місток" і утримуватися на вертикальному стрижні. Схожі з застосуванням НІЛВІД ефекти надавало застосування кіндлінговим щурам препарату L-ДОФА у дозі 50,0 мг/кг (в/очер). Так, у більшості тварин (19 щурів) мав місце птоз, а також виражена експлозивність (23 щури); тварини демонстрували високу больову чутливість, втрачали здатність утримувати позу “місток”. Під впливом блокування дофамінових рецепторів за допомогою галоперидолу (1,0 мг/кг, в/очер) у кіндлінгових тварин реєструвалася здатність до приведення передніх кінцівок, спостерігався екзофтальм - у 21 з 25 щурів, задні лапи були приведені до тулуба при піднятті тварини за хвіст, підвищувався тонус хвоста і у 15 з 25 щурів спостерігалося зниження больової чутливості.

Плавальна поведінка. У двох третин кіндлінгових щурів після того, як їх помістили у басейн, спостерігалося не більше двох пасивно-адаптивних елементів плавання - як правило, “топтання” води у стінки басейну, а також плавання по колу у контакті із стінкою басейну (P<0,025). На тлі введення галоперидолу (1,0 мг/кг, в/очер) у кіндлінгових щурів не спостерігалися пасивно-адаптивні елементи плавання. Застосування НІЛВІД експозицією 10 хв викликало розвиток більше трьох пасивно-адаптивних плавальних елементів у 80,0 % кіндлінгових щурів, що було більше у порівнянні з групою кіндлінгових щурів (P<0,025). На тлі застосування галоперидолу кіндлінгові щури не залишали басейн навіть після контакту з мотузкою всіма чотирма кінцівками і мордою. В той же час, експозиція НІЛВІД (10,0 хв) приводила до полегшення уникнення з басейну кіндлінгових щурів до 0,8+0,2 балів, що не відрізнялося від контролю (P>0,05) і було менше, ніж у щурів з кіндлінгом (P<0,05). Даний ефект полегшення уникнення кіндлінгових щурів за дією НІЛВІД був відсутній на тлі застосування галоперидолу.

Спектральні зміни ЕЕГ в умовах дії НІЛВІД. У щурів з ЕП амигдалярним кіндлінгом відмічалося збільшення потужності коливань дельта активності, яка у фронтальній корі перевищувала таку в контролі на 17,2 % (P<0,05), а в структурах вентрального гіпокампа перевищувала на 16,5 % (P<0,05). У фронтальній корі також зростала потужність альфа-активності (на 15,1 %, P<0,05), знижувалася потужність бета-активності (на 12,4 %, P<0,05). Через 30 хв з моменту дії НІЛВІД (10,0 хв) в зоні гіпокампа зростала на 27,7 % потужність коливань дельта-активності в порівнянні з такою до початку дії (P<0,05). Тета-активність мала протилежну динаміку. У фронтальній корі знижувалася виразність коливань тета-активності на 50,2 %, а також в утвореннях мигдалини і потиличної кори (відповідно на 20,8 % і 33,4 %, P<0.05). Відмічалося зниження потужності альфа-ритму на ділянці мигдалини і потиличної кори (у 2,0 рази і на 51,2 % відповідно). Крім того, мало місце зниження виразності коливань бета-ритму в лобовій корі (на 27,1 %) і гамма-ритму в структурах гіпокампа (на 50,5 %) (P<0,05).

Особливості полегшення іктальних розрядів, індукованих низькочастотними електроподразненнями таламічних ядер в умовах використання НІЛВІД. Низькочастотна іпсилатеральні електроподразнення (10-12 Гц, 80-120 мкА) вентрально-передніх таламічних ядер у щурів на тлі генерації у вогнищі потужних спайкових розрядів, яку здійснювали впродовж 2-5 с, супроводжувалася провокацією іктальних розрядів у вогнищі епілептогенезу.

Аналогічне електроподразнення (10-12 Гц) вентрально-передніх таламічних ядер на тлі генерації у вогнищі високоамплітудних (до 2,5 мВ) спайкових розрядів, що мали короткий за своєю тривалістю (до 1,0 с) високочастотний післярозряд і виражену схильність до “згрупованої” генерації потенціалів, здійснене на тлі попереднього 10,0-хв впливу на головний мозок лазерного випромінювання, супроводжувалось розвитком іктальних потенціалів тільки через 10,0-15,0 с з моменту початку електроподразнення високої інтенсивності (до 200,0 мкА).

Вплив НІЛВІД на параметри циклу “спання-неспання” за умов модуляції активності катехоламінергічної системи мозку. Під впливом резерпіну у тварин відбувалося збільшення фази активного неспання - на 75,6 % порівняно з такою в контролі (P<0,05). У інтактних щурів на тлі застосування НІЛВІД даний показник складав 25,5 %, тоді як у щурів з введенням резерпіну він займав 50,2 % від загальної тривалості циклу “спання-неспання”, прийнятого за 100 % (P>0,05) (табл.). Латентний період засинання тварин з розвинутим кіндлінг-синдромом зростав під впливом резерпіну на 50,4 % порівняно з контролем (P<0,05). Застосування лазерного випромінювання викликало зниження латентного періоду засинання у групі інтактних тварин відповідно на 42,1 % (P<0,05). Загальна тривалість повільнохвильового сну під впливом резерпіну скорочувалася на 35,0 % (P>0,05), тоді як під впливом дії НІЛВІД спостерігалося її збільшення на 11,5 % в групі інтактних щурів (P>0,05). Латентний період парадоксального сну під впливом резерпіну зростав порівняно з контролем на 52,6 % (P<0,05). На тлі застосування лазерного випромінювання у інтактних щурів відбувалося зменшення латентного періоду парадоксального сну на 39,3 % (P<0,05). Тривалість парадоксального сну у групі щурів із застосуванням резерпіну скорочувалася майже удвічі (на 47,0 %) порівняно з контролем (P<0,05). Застосування НІЛВІД у інтактних щурів збільшувало тривалість парадоксального сну - на 60,2 % (P<0,05). Досліджувані показники не змінювалися під впливом лазерного випромінювання у тварин, яким застосовували резерпін (P>0,05) (табл.).

Таблиця

Показники циклу “спання-неспання” у щурів з введенням резерпіну і застосуванням низькоінтенсивного лазерного випромінювання (M + m)

Фази циклу “спання-неспання” (хв) | Група контролю (n=10) | Введення резерпіну (n=7) | Контроль+ НІЛВІД (n=7) | Резерпін+ НІЛВІД (n=8)

Активне неспання | 76,7+ 8,7 | 134,7+11,3* | 61,2+7,9# | 120,5+ 12,4*@

Пасивне неспання | 49,4+3,2 | 37.3+5,6 | 27,4+2,8 | 43,9+4,2

Латентний період засинання | 56,3+ 4,4 | 84,7+ 10,1* | 32,6+4,8*# | 76,3+8,3@

Повільнохвильовий сон | 63,7+7,8 | 41,4+5,2 | 71,0+8,6# | 41,5+5,0@

Латентний період парадоксального сну | 96,7+10,5 | 147,6+15,3* | 58,7+6,3*# | 127,3+14,2@

Тривалість парадок- сального сну (ПС) | 50,2+5,6 | 26,6+3,4* | 80,4+9,3*# | 34,1+4,5@

Примітки:

1 *- P<0,05 порівняно з групою контролю;

2 #-P<0,05 порівняно з групою щурів, яким застосовували резерпін;

3 @-P<0,05 порівняно з групою щурів, яким застосовували НІЛВІД.

Вплив поєднаного застосування НІЛВІД і діазепаму на ЕпА. Ефекти на бензилпеніцилін-індуковані вогнища ЕпА. Дослідження тривалості існування пеніцилін-індукованих осередків ЕпА у щурів за умов самостійного та комбінованого застосування НІЛВІД та діазепаму показало, що в групі контролю цей показник складав від 59 до 86 хв (у середньому 72,9+3,3 хв). В групі тварин, яким використовували експозицію НІЛВІД на протязі 10,0 хв тривалість існування осередків була менше такої в контролі на 21,8 % (P<0,05). Застосування діазепаму не змінювало тривалість існування пеніцилін-викликаних осередків, яка була меншою відповідного показника в групі контролю на 6,6 % і на 11,5 % відповідно при введенні діазепаму в дозах 0,1 і 0,5 мг/кг, в/очер.

Рис. Тривалість існування вогнищ ЕпА, створених аплікацією бензилпеніциліну в корі мозку щурів в умовах роздільного і поєднаного застосування НІЛВІД і діазепаму.

Позначення: по вісі абсцис – тривалість впливу НІЛВІД та дози діазепаму; по вісі ординат –досліджування існування вогнищ у % (контроль-100 %).

#- Р<0,05 порівняно з групою контролю

В групі щурів, яким застосовували діазепам (0,1 мг/кг, в/очер) на тлі лазерного опромінення мозку експозиції НІЛВІД, загальна тривалість існування осередкової активності була достовірно меншою, ніж в контролі - на 34,2 % й на 38,2 % при експозиціях НІЛВІД тривалістю відповідно 10,0 і 30,0 хв (P<0,05) (рис.).

Ефекти на каїнат-провоковану генералізовану ЕпА. Діазепам в дозі 0,05 мг/кг, введений на тлі 10-хв експозиції НІЛВІД, попереджав тоніко-клонічні судоми, індуковані внутрішньошлуночковим застосуванням каїнової кислоти в дозі 10,0 мкг у 40,0 % щурів. Збільшення дози препарату в 2,5 рази супроводжувалося ефектом попередження ТКС у 80,0 % експериментальних тварин, а розрахована середньоефективна доза ED50 діазепаму склала 0,16 мг/кг, що було в 2,56 разу менше, ніж тільки при одному введенні діазепаму.

Введення діазепаму в дозі 0,05 мг/кг, яке здійснювали після 30-хв впливу НІЛВІД, попереджало судоми у 20,0 % щурів. Двократне збільшення дози діазепаму супроводжувалося протективним ефектом у 45,5 % тварин. Середньоефективна доза ED50 діазепаму в цих умовах склала 0,19 мг/кг, що було в 2,16 разу меншим, ніж тільки в умовах застосування одного діазепаму.

Особливості стану ПОЛ і антиоксидантної системи у щурів за умов дії НІЛВІД. Ефекти на тіол-дисульфідну і аскорбатну окиснювально-відновнювальні системи крові. Застосування НІЛВІД тривалістю експозиції (10,0 хв) викликало збільшення (на 27,5 %) вмісту тіолових груп в небілковій фракції крові (P<0,05). Дія НІЛВІД протягом 30,0 хв викликала зниження на 26,9 % вмісту тіолових груп (P<0,05), а також зростання (на 20,4 %, P<0,05) рівня дисульфідних груп в небілковій фракції крові. Дія НІЛВІД протягом 10 хв викликала достовірне збільшення рівня АК – на 23,5 % порівняно з контролем (P<0,05). В той же час, збільшення експозиції НІЛВІД до 30,0 хв викликало протилежний результат - зниження рівня АК в сироватці крові (на 17,4 %, P<0,05), а також зростання вмісту ДАК на 6,3 % (P>0,05) і ДКГК - на 11,1 % (P<0,05).

Ефекти на ферментативну ланку контролю ПОЛ НІЛВІД і діазепаму. У щурів з ЕП-амигдалярним кіндлінгом (4 г з моменту генералізованого судомного нападу) відзначалося збільшення рівня МДА, як в плазмі крові, так і в еритроцитах (відповідно в 4,1 і в 2,7 рази, P<0,001). У кіндлінгових щурів, яким застосовували діазепам (0,1 мг/кг, в/очер) і НІЛВІД (10 хв) збільшення МДА порівняно з контролем склало 1,9 разу (P<0,001) і 1,4 разу. Активність ГТП у кіндлінгових щурів зростала в плазмі крові в 5,2, а в еритроцитах - в 5,0 разів порівняно з контролем (P<0,001). У групі із застосуванням діазепаму і НІЛВІД активність ГТП склала 145,7 % (P<0,02) і 203,0 % (P<0,001) порівняно з показниками в групі контролю і також була значно меншою, ніж у кіндлінгових тварин (на 72,0 % і 59,6 % відповідно, P<0,001). Активність ГР у кіндлінгових щурів була збільшена як в плазмі, так і в еритроцитах - в 4,3 і 2,1 разу відповідно порівняно з контролем (P<0,001). У щурів із застосуванням діазепаму (0,1 мг/кг, в/очер) і НІЛВІД (10 хв) активність ГР склала 197,0 % і 139,0 %- від такої в контролі (P<0,001), а порівняно з групою з кіндлінгом – 46,0 % та 66,0 % (P<0,001). Активність СОД еритроцитів у кіндлінгових щурів зростала на 48,0 % (P<0,02) та в групі із застосуванням діазепаму і НІЛВІД не відрізнялася від показника в контролі (P>0,05).

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне обґрунтування та експериментальне дослідження патогенетичних механізмів розвитку і особливостей гострого та хронічного епілептичного синдрому за умов впливу низькоінтенсивним лазерним випромінюванням.

1. Дія низькоінтенсивного лазерного випромінювання на осередкову форму ЕпА, індуковану у фронтальних відділах кори головного мозку інтактних щурів аплікацією розчину натрієвої солі бензилпеніциліну, характеризується залежною від тривалості лазерного опромінювання протиепілептичною дією. При цьому скорочення часу існування осередкової ЕпА на 44,3 % спостерігається при безпосередньо (10 хв) “середніх” значеннях експозиції НІЛВІД. Зменшення тривалості експозиції не супроводжується розвитком протиепілептичної дії, тоді як збільшення експозиції НІЛВІД забезпечує тимчасову протиепілептичну дію.

2. Під впливом лазерного випромінювання низької інтенсивності (10,0 хв) запобігається виникнення іктальних пеніцилін-спричинених розрядів у інтактних щурів, провокованих в умовах вільної поведінки системним введенням розчину натрієвої солі бензилпеніциліну (300000 МО/кг, в/очер). При цьому, тяжкість судом зменшується на 32,0 %. В той же час тривала дія НІЛВІД (30,0 хв) посилювала тяжкість генералізованих судомних проявів на 22,8 %.

3. Осередкова ЕпА, індукована мікроін'єкцією каїнової кислоти в утворення вентрального гіпокампу, пригнічується під впливом низькоінтенсивного лазерного випромінювання, що виражається в зниженні амплітуди і частоти спайкових потенціалів, запобіганні генералізації ЕпА на інші структури мозку, а також в скороченні загального часу реєстрації ЕпА до 45,0-105,0 хв. Застосування НІЛВІД на моделі генералізованої каїнат-провокованої ЕпА, викликаної внутрішньошлуночковим введенням каїнової кислоти, збільшує латентний період формування судомних реакцій, а також скорочує тривалість іктальних потенціалів в 2,15 разу.

4. Застосування НІЛВІД пригнічує генералізовані тоніко-клонічні кіндлінгові судоми, провоковані ЕП вентро-базальної мигдалини у кіндлінгових щурів. При цьому даний ефект розвивається як шляхом збільшення порогу в зоні стимульованої тканини мигдалини (в 1,68 разу), так і за допомогою обмеження генералізації ЕпА в структурах головного мозку.

5. Структура післясудомного депресивного синдрому свідчить про наявність симптомів, обумовлених ендогенною опіатною системою та дефіцитом дофамінергічної активності. Активація дофамінергічної системи під впливом НІЛВІД проявлялася в редукції кількості опіат-обумовлених позно-тонічних симптомів, та в зростанні кількості пасивно-адаптивних плавальних реакцій, а також в полегшенні уникнення щурів з басейну.

6. Спектральний аналіз ЕКоГ у кіндлінгових тварин характеризується переважанням синхронізованих ритмів дельта і альфа-діапазону. Під впливом НІЛВІД відбувається виражене зниження потужності альфа-активності в 1,5-2,0 рази; зниження рівня тета-активності також відмічалося у всіх структурах мозку, за винятком гіпокампа, в якому навпаки реєструвалося зростання дельта активності на 27,7 %. Низькочастотне ЕП вентрально-передніх таламічних ядер супроводжується провокацією іктальних розрядів у вогнищах стійкої ЕпА- даний ефект електроподразнення пригнічувався під впливом дії НІЛВІД.

7. Застосування НІЛВІД викликало зниження тривалості активного неспання, збільшення тривалості фази парадоксального сну на 60,2 %. Крім того, скорочувався період засинання на 42,1 % та виникнення фази парадоксального сну на 39,3 %. Резерпін (5,0 мг/кг) викликав збільшення тривалості фази активного неспання, зменшення тривалості парадоксального сну і збільшення періоду засинання, а також латентного періоду парадоксального сну. На тлі застосування резерпіну НІЛВІД не впливав на фази циклу “спання-неспання”, що вказує на роль катехоламінергічних утворень головного мозку у формуванні центральних ефектів НІЛВІД.

8. Застосування діазепаму в дозі, яка самостійно не викликає протиепілептичної дії на моделі бензилпеніцилін-індукованих вогнищ, на тлі попереднього лазерного опромінювання мозку тварин НІЛВІД (10,0 та 30,0 хв), супроводжується розвитком ефекту скорочення тривалості існування осередків ЕпА на 34,2 % та 38,2 % відповідно. В умовах каїнат- та бензилпеніцилін-провокованих генералізованих судом НІЛВІД зменшує величину середньоефективної дози діазепаму більш, ніж в 2 рази.

9. Під впливом НІЛВІД тривалістю експозиції 10,0 хв відбувається зростання рівня тіолових груп, більш виражене в небілковій фракції крові на 27,5 %, збільшення рівня відновленої аскорбінової кислоти на 23,5 %, тоді як більша експозиція (30,0 хв) викликає протилежний ефект. Під впливом НІЛВІД і діазепаму знижується інтенсивності процесів перекисного окиснення ліпідів, посилених у зв'язку з формуванням хронічної епілептизації головного мозку.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Годлевський Л.С., Нескоромна Н.В., Степаненко К.І. Вплив лазерного випромінювання низької інтенсивності на цикл “спання-неспання” у щурів за умов зниження функціонального стану катехоамінергічної системи // Одеський медичний журнал. - 2002.- №1(69) .- С. 26-28. (Особистий внесок здобувача: проведено пошук і аналіз літературних джерел, експериментальні дослідження, статистичну обробку результатів).

2. Нескоромна Н.В. Перекисне окиснення ліпідів у щурів у віддаленому періоді кіндлінгу за умов використання діазепаму лазерного випромінювання низької інтенсивності інфрачервоного діапазону //Вісник проблем біології і медицини. - 2002. - №1. - С. 52-56.

3. Нескоромная Н.В. Влияние воздействия лазерного излучения инфракрасного диапазона низкой интенсивности на пенициллин-вызванные очаги эпилептической активности // Запорожский медицинский журнал. - 2006.- №6.- С.53-55.

4. Нескоромная Н.В. Эффекты низкоинтенсивного лазерного излучения инфракрасного диапазона на ЭЭГ у киндлинговых животных // Вісник психіатрії та психофармакотерапії. - 2006.- №1.- С. 134- 136.

5. Нескоромная Н.В. Влияние воздействия лазерного излучения инфракрасного диапазона низкой интенсивности на генерализованную пенициллин-вызванную эпилептическую активность // Інтегративна антропологія. - 2006. - №2. - С.49-52.

6. UA, Деклараційний патент №63067 А, МПК7: А61В8/00,опубл.15.01.2004. Нескоромна Н.В., Годлевський Л.С. ОДМУ. Заявка №2002076298 від 29.07.2002. Спосіб визначення функціонального стану дофамінергічної системи мозку в експерименті. - Бюл №1. – 3 с. (Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, оформлення тез).

7. Нескоромная Н.В., Степаненко К.И. Характеристика ЭЭГ и цикла “бодрствование-сон” у киндлинговых животных в условиях влияния инфракрасного лазерного излучения низкой интенсивности // Тези науково-практичної конференції “Сучасні аспекти лікування епілепсії” з міжнародною участю. - Одеса, 2001.- С.44- 45. (Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, оформлення статті).

8. Годлевський Л.С., Нескоромна Н.В.,