Роль медиальных структур миндалевидного комплекса мозга в пептидергических механизмах устойчивости к эмоциональному стрессу

Предшествующие исследования [5, 6] показали, что в однотипных экспериментальных конфликтных ситуациях отчетливо выявляются животные, устойчивые и предрасположенные к эмоциональному стрессу. Установлена различная генетическая и индивидуальная устойчивость различных функциональных систем животных к однотипному эмоциональному стрессу. Однако центральные механизмы формирования устойчивости организма к эмоциональному стрессу во многих отношениях все еще остаются мало изученными. Основой церебро-висцеральных нарушений, развивающихся в условиях эмоциональных стрессов, является формирование "застойного" возбуждения, первоначально складывающегося в лимбических и ретикулярных структурах мозга, содержащих моноаминергиче-ские и пептидергические нейроны [10, 11].

Как лимбическая структура, миндалина участвует в интеграции метаболических, гормональных и нервных процессов, обеспечивающих работу головного мозга. Она входит в систему связей базолатерального лимбического круга (миндалина - меди-одорсальный таламус – лобная кора - миндалина). Теснейшим образом миндалина связана с гипоталамусом и стволом мозга, благодаря этому она участвует практически во всех интегративных процессах, осуществляемых лимбической системой.

Эндогенные олигопептиды представляют особый интерес в связи с их способностью вторично изменять нейромедиаторные процессы при эмоциональных и стрессорных реакциях. Синтезирующиеся в мозгу эндогенные олигопептиды бета - эндорфин, вещество П и пептид, вызывающий дельта сон, в значительной степени определяют устойчивость животных к эмоциональному стрессу [4, 5].

Эксперименты показали, что при функциональном выключении лимбико-ретикулярных структур мозга изменяется характер стрессорных реакций [5]. Однако вопрос о роли отдельных лимбико-ретикулярных структур в пептидергических механизмах устойчивости животных к эмоциональному стрессу изучен недостаточно.

Целью настоящей работы явилось исследования роли медиальных структур миндалевидного комплекса мозга в пептидергических механизмах устойчивости крыс с различной поведенческой активностью. У крыс определяли содержание бета-эндорфина и вещества П в крови и гипоталамусе в условиях эмоционального стресса на фоне анодиче-ского выключения медиальной миндалины.

Методика. Эксперименты проведены на 102 крысах-самцах линии Wistar весом 250-300 г. в весенне-летний период.

Индивидуально-типологические особенности и прогностическую оценку устойчивости крыс к ЭС определяли по их поведению в модифицированном тесте "Открытое Поле" (ОП) с помощью специальной компьютерной программы [2]. На основании тестирования были выделены группы крыс: 1 – поведенчески высоко активные (ВА) (стресс - устойчивые) – n=37; 2– поведенчески низко активные (НА) – n=65 (стресс- предрасположенные) [2, 6].

В качестве контроля использованы поведенчески ВА (9) и НА (8) крысы, которым были проведены ложные операции. Крысы под эфирным наркозом были скальпированы, по стереотаксическим координатам в область медиальной миндалины были опущены, и тут же изъяты электроды. На третьи сутки они были взяты в эксперимент.

В качестве модели эмоционального стресса применяли иммобилизацию животных в тесном домике с дополнительным апериодическим элек-трокожным раздражением. Через трое суток после тестирования в ОП крыс помещали в индивидуальные плексигласовые боксы, ограничивающие их движения. Электрокожное раздражение наносили в области хвоста по стохастической схеме пороговыми значениями переменного тока, напряжением 4-6 В, частотой 50 Гц, длительностью импульса 1 мс. Продолжительность каждой стимуляции составляла 30 с или 1 мин.

Двухстороннее выключение медиальных отделов миндалины проводили методом анодической поляризации. Электроды вживлялись согласно координатам стереотаксического атласа мозга крыс. Для выключения миндалины использовали ток 50 мкА в течение 30 с. Область выключения медиальной миндалины мозга (МММ) захватывала медиальное ядро миндалины, медиальную часть 6азального ядра миндалины, частично центральное и кортикальное ядра миндалины.

Индифферентный электрод помещали на спинке животного. Крыс брали в эксперимент на третье сутки после двухстороннего выключения МММ. После эксперимента крыс декапитировали одновременно с крысами контрольной группы.

С результатами предварительного поведенческого тестирования сопоставляли данные радиоим-мунологического исследования содержания вещества П (ВП) и бета-эндорфина (БЭ) в крови и гипоталамусе у животных. У всех крыс определяли весовые показатели органов стресс - маркеров (надпочечники и тимус) [3]. У всех крыс проводили забор крови, и после быстрого извлечения мозга выделяли гипоталамус и немедленно замораживали в жидком азоте для последующего определения бета-эндорфина (БЭ). Кровь центрифугировали в присутствии ЭДТА и получали плазму. Определение БЭ-ой иммунореактивности в пробах гипоталамуса и плазме, проводили радиоиммунологически с использованием стандартных наборов фирмы "AmerchairT. Анализ результатов проведен непараметрическим методом Mann-Whitney U-тест.

Результаты исследования.

У 15 ложнооперированных ВА животных контрольной группы после декапитации вес надпочечников в среднем составлял 17±3,4 мг/100 г веса, а тимуса 102±21,4 мг/100 г веса. У 15 НА животных этой контрольной группы после декапитации вес надпочечников в среднем составлял 19±4,6 мг/100 г веса, а тимуса – 75,3±17,4 мг/100 г веса (табл. 1).

10 ВА крыс контрольной группы были подвергнуты стрессорной нагрузке в течение 1 часа. У них не было отмечено ни одного случая летального исхода. После эмоционального стресса надпочечниковый индекс у этих животных возрос на 41,2%, а инволюция тимуса – на 60% по сравнению с контролем (табл. 1).

После тестирования в «Открытом Поле» у 16 ВА – устойчивых к эмоциональному стрессу крыс методом анодической поляризации двухсторонне выключали МММ. У 7 крыс ВА с двухсторонним выключением МММ вес надпочечников составил

15,4±1,3 мг/100 г веса, а тимуса 65,7±13 мг/100 г веса, т.е. инволюция тимуса была достоверно выражена по сравнению с контролем (табл. 1).

Таблица 1

Вес надпочечников и тимуса (мг/100 г веса крысы) в контроле и в условиях стресса на фоне двухстороннего выключения МММ у крыс

Крысы	Надпочечники	Тимус
Контроль
ВА (n=15)	17±3,4	102±21
НА (n=15)	19±4,6	75,3±17,4
Стресс
ВА (n=10)	24±3,9*	40±5,8*
НА (n=13)	22±2,8	43,2±8,2*
Выключение медиальной миндалины
ВА (n=8)	15,4±1,3	66,7 ±17*
НА (n=8)	23,2 ±3,6	46,0 ±7,6*
Выключение медиальной миндалины + стресс
ВА (n=8)	17±2 *#	56±1,9*
НА (n=11)	25 ±2,3	38±4,2#

Примечание: * – р<0,05 по отношению к контролю, # – р<0,05 по отношению к животным с выключенной МММ.

В условиях эмоционального стресса из 8 крыс с двухсторонним выключением МММ погибла 1 крыса. У животных, подвергнутых эмоциональному стрессу, отмечено увеличение надпочечникового индекса на 13%, а вес тимуса снизился на 42% по сравнению с не стрессированными крысами с выключением МММ.

По поведенческим показателям теста «Открытое Поле» среди общей популяции исследованных животных были отобраны крысы с низкой двигательной активностью (65 крыс).

28 НА крысам была проведена операция ложного выключения МММ. На третье сутки они были взяты в эксперимент. У 15 животных этой контрольной группы после декапитации вес надпочечников в среднем составлял 19±4,6 мг/100 г веса, а тимуса 75±17,4 мг/100 г веса (табл. 1). 13 крыс этой группы были подвергнуты стрессорной нагрузке. У них не было отмечено ни одного случая летального исхода. После эмоционального стресса надпочечниковый индекс у этих животных возрос на 15,9%, а инволюция тимуса составила 53%. У 19 НА крыс методом анодической поляризации двухсторонне выключали МММ. У 8 НА крыс с двухсторонним выключением МММ вес надпочечников составил 23,2±3,6 мг/100 г веса, а тимуса 42±4,8 мг/100 г веса, т.е. реакция тимуса была достоверно выражена по сравнению с контролем (табл. 1).

В условиях эмоционального стресса из 11 крыс с двухсторонним выключением МММ погибли 3 крысы. У животных, подвергнутых эмоциональному стрессу, отмечено снижение веса тимуса на 31% по сравнению с не стрессированными животными.

Таким образом, результаты проведенной работы свидетельствуют о том, что выключение медиальной миндалины вызывает существенное снижение устойчивости животных к эмоциональному стрессу. При этом наблюдается снижение выживаемости животных в условиях острого эмоционального стресса и реакция органов стресс-маркеров [3] на стрессорную нагрузку,

В последние годы все больший интерес вызывает изучение участия эндогенных олигопептидов в нейрохимических механизмах отрицательных эмоциональных состояний. В работах [7, 9] показано, что синтезирующиеся в мозгу эндогенные пептиды (вещество П (ВП) и бета-эндорфин (БЭ) могут быть факторами, определяющими устойчивость организма к эмоциональному стрессу. В связи с этим, в настоящем исследовании проведен сравнительный анализ содержания эндогенных пептидов ВП и БЭ в гипоталамусе и плазме крови у крыс с различной устойчивостью по поведенческим критериям к эмоциональному стрессу) до и после выключения МММ.

Проведенные эксперименты выявили различное содержание указанных олигопептидов в крови и гипоталамусе у ВА и НА крыс. В контрольной группе ВА 15 крыс содержание БЭ и ВП в гипоталамусе было выше (БЭ 622±43,5 пМ/г и ВП 231,б±7,8 пМ/г) по сравнению с НА (18 крыс) (БЭ 571,3+33,2 пМ/г и ВП 164±8,2 пМ/г) (табл. 2 и 3).

У ВА крыс выявлено также повышенное содержание в плазме крови ВП на 34%, а содержание БЭ было ниже в 2 раза по сравнению с НА крысами (табл. 2 и 3).

В условиях острого эмоционального стресса у ВА крыс содержание ВП и БЭ в гипоталамусе снизилось на 26% и 52,6%, а у НА крыс на 14,6% и 28,7% соответственно (по отношению к контролю).

В плазме крови в условиях острого эмоционального стресса у ВА крыс содержание ВП и БЭ снижалось соответственно на 46% и 75% и у НА крыс – на 54% и 29% по отношению к контролю.

Таблица 2

Содержание Вещества П в гипоталамусе (nМ/г) и плазме крови (nг/мл) на фоне двухстороннего выключения МММ у крыс

Контроль
ВА крысы (n=15)	231,6 ± 17,8	32,5±5,7
НА крысы (n=7)	164,0 ±8,2*	24,3±5,0
Стресс
ВА крысы (n=10)	170,6±13,3*	17,5±3,2*
НА крысы (n=7)	140,2±15,6	11,1±3,4*
Выключение медиальной миндалины
ВА крысы (n=8)	318±28,5	33±3,5
НА крысы (n=6)	442,5±58,9*	46,0±7,6*
Выключение медиальной миндалины + стресс
ВА крысы (n=7)	647,5±113,3*#	31±4,3*
НА крысы (n=7)	310±43,6*#	37,0±1,7 *#

Примечание: * – р<0,05 по отношению к контролю, # – р<0,05 по отношению к животным с выключенной МММ.

Двухстороннее выключение МММ у НА крыс вызывало снижение базального уровня БЭ в гипоталамусе на 58%, достоверно не изменяя уровень ВП, по сравнению с контрольными животными. Выключение МММ не оказывало влияния и на содержание ВП и БЭ в плазме крови у ВА крыс.

В условиях эмоционального стресса у ВА крыс с двухсторонним выключением МММ по сравнению с не стрессированными животными с выключением МММ отмечалось увеличение содержания ВП в гипоталамусе в 2 раза, а также снижение уровня БЭ в плазме крови.

Выключение МММ у НА крыс вызывало в тканях гипоталамуса повышение уровня ВП в 2,7 раза и снижение содержания БЭ на 64% по сравнению с контролем. В плазме крови в этих условиях отмечалось увеличение содержания ВП на 89% и снижение уровня БЭ на 92% по сравнению с контролем.

Острый эмоциональный стресс вызывал повышение уровня ВП в гипоталамусе в 2 раза, а в плазме крови – снижение уровня БЭ на 40% по сравнению с не стрессированными НА крысами с выключенной МММ.

Таблица 3 Содержание БЭ в гипоталамусе (пМ/г) и плазме крови (пг/мл) па фоне двухстороннего разрушения медиальной миндалины

	Гипоталамус	Плазма крови
Контроль
ВА крысы (n=15)	622±43,5	33,7±7,4
НА крысы (n=10)	571,3 + 33,2	69,3±0,9
Стресс
ВА крысы (n=10)	295,4±14,2*	8,4±2,4*
НА крысы (n=7)	140,2±15,6	11,1±3,4*
Выключение медиальной миндалины
ВА крысы (n=8 )	318±28,5	33±3,5
НА крысы (n=9)	442,5±58,9*	46,0±7,6*
Выключение медиальной миндалины + стресс
ВА крысы (n=8)	260±18,9*	26,4±2,2
НА крысы (n=7)	297,5±36,1	16,1±0,6 *#
Примечание: * – р<0,05 по отношению к контролю, # – р<0,05 по отношению к животным с выключенной MMM.

Обсуждение. Миндалевидный комплекс мозга (миндалина) относится к лимбическим структурам мозга. Миндалина осуществляет интегративные функции и входит в различные интегративные механизмы мозга благодаря двусторонним связям миндалины с корой головного мозга Она осуществляет фазное над гипоталамическое управление и тоническое влияние на нейросекреторные клетки гипоталамуса [7]. Миндалина также, благодаря двухсторонним связям со стволовыми структурами мозга, участвует в интеграции вегетативных функций.

Т. Бэн [8] предложил классифицировать ами-гдаларные ядра по их эффекторным связям. По этому принципу миндалину разделяют на медиаль- ную (куда входят базальное ядро, медиальное ядро миндалины и кортикальное ядро), посылающую аксоны через супракомиссуральную часть конечной полоски к вентромедиальному гипоталамусу, и на латеральную (куда входят крупноклеточные части базального ядра и латерального ядра), посылающие аксоны в перегородку, латеральный гипоталамус и к обонятельным структурам. Миндалина и поясная извилина принимают участие в осуществлении сдерживающих влияний на стволовые механизмы агрессивных реакций [9].

Показано, что эмоциональные поведенческие реакции страха, ярости реакции агрессии и защиты осуществляются только с участием гипоталамических структур (или опосредуются через них), поскольку после разрушения соответствующих областей гипоталамуса, эти реакции при раздражении миндалины не возникают [8, 11].

При выключение медиальной миндалины также наблюдается повышение в гипоталамусе содержания ВП, однако, в этом случае наиболее выраженная картина наблюдается у НА крыс, предрасположенных к стрессу, (270%) по сравнению ВА крысами (63%). В плазме крови у ВА крыс выключение медиальной миндалины не вызывает изменения базального уровня ВП. У НА крыс выключение медиальной миндалины повышает содержание ВП в плазме крови на 42% и гипоталамусе на 89%.

Эмоциональный стресс на фоне двухстороннего выключения медиальной миндалины у ВА крыс вызывает увеличение на 80% содержания ВП в гипоталамусе, в то время как у НА в тех же условиях отмечается снижение уровня ВП как в гипоталамусе, так и в плазме крови.

Выключение МММ вызывает снижением содержания БЭ в гипоталамусе и плазме крови как у ВА, так и у НА крыс. Наиболее это выражено у НА крыс.

Эмоциональный стресс на фоне двухстороннего выключения медиальной миндалины вызывает повышение уровня БЭ в гипоталамусе как у устойчивых так и у предрасположенных к стрессу животных.

Проведенные нами исследования показали, что структуры медиальной миндалины принимают значительное участие в механизме устойчивости животных к эмоциональному стрессу. Двухстороннее выключение этих структур мозга снижает устойчивость животных к эмоциональному стрессу. Это проявляется в увеличении смертности животных в условиях острого стресса и изменении органов стресс-маркеров [3]. В условиях стресса, по уровню содержания пептидов (ВП и БЭ) в гипоталамусе и плазме крови можно говорить о реципрокных отношениях у животных с различной стресс резистентностью. Причем реципрокность в отношении ВП больше выражена у устойчивых к стрессу крыс линии Вистар, а в отношении БЭ – у крыс, предрасположенных к эмоциональному стрессу.

THE ROLE OF MEDIAL STRUCTURES OF