Введение к работе
Актуальность исследования. Современными исследованиями экспериментальной и клинической медицины созданы серьезные предпосылки для практического использования трансплантации эмбриональной ткани и клеток с целью стимуляции и восстановления функций организма (Шумаков В.И. и соавт., 1995-2005). В рамках данного научного направления одно из ведущих мест принадлежит трансплантации эмбриональной нервной ткани, которую рассматривают как возможную альтернативу традиционным консервативным и хирургическим методам лечения ряда неврологических заболеваний человека (Snyder Е. et al., 1997; Сухих Г.Т., 1998; Отеллин В.А., 1999; Guzman R.et al., 1999; Hodges H.et al., 2000; Станков Д.С. и соавт., 2003), а также как методологическую основу экспериментальной разработки механизмов самоорганизации мозга и способов протезирования сенсорных систем (Брюховецкий А.С., 1998; Wenning G.K. et al., 1999; Гилерович Е.Г. и соавт., 2001). Эти обстоятельства подчеркивают актуальность проблемы экспериментальной нейротрансплантологии и перспективность практического применения пересадки эмбриональной нервной ткани (Bjorklund A.et al., 1998; Виноградова О.С, 2000; Александрова М.А. и соавт., 2004; Журавлева З.Н., 2004).
Однако, являясь перспективным направлением медицины, проблема трансплантации эмбриональной нервной ткани находится в самом начале своего развития, поскольку для принятия решения о возможности ее практического внедрения необходимо решить вопросы медико-биологического, морально-этического и юридического характера.
Из числа нерешенных вопросов, имеющих медико-биологическое значение, ключевыми представляются вопросы о характере функционирования пересаженной эмбриональной нервной ткани и уровня ее интеграции
ми і і .i«i '.- *
с мозгом реципиента, а также об условиях увеличения жизнеспособности нейротрансплантата.
В этом отношении известно, что после гомотопической аллогенной трансплантации фрагмента эмбриональной нервной ткани в кору мозга взрослого животного, трансплантат растет и дифференцируется, образуя межнейронные связи с клетками хозяина (Lindval О., 1999; Gaillard A. et al., 2000), прорастает кровеносными сосудами (Лосева Е.В., 2001), создавая тем самым основу для оксигенации и энергетического обеспечения своей деятельности.
Вместе с тем представляется очевидным, что жизнеспособность нейротрансплантата определяется не столько восстановлением структуры нейронных сетей и кровеносного русла, сколько воссозданием исходной иннервации мозга реципиента и способности сосудов к осуществлению адаптивных сосудистых реакций (Виноградова О.С., 1994). Это положение обусловливает повышенный интерес к выяснению функционального состояния эмбриональной нервной ткани в процессе ее интеграции с мозгом реципиента.
Однако, сведения об условиях функционирования эмбрионального нейротрансплантата (ЭНТ) в динамике его приживления не нашли должного отражения в литературе. Так, в частности, в трансплантированной эмбриональной нервной ткани не определены характеристики биоэлектрической активности, кровоснабжения и кислородного обеспечения, а также их сопряженности; отсутствуют данные о характере реакций нейронов и микрососудов трансплантата; остаются невыясненными сроки жизнеспособности пересаженной эмбриональной нервной ткани при разных видах и методиках трансплантации.
Учитывая вышеизложенные обстоятельства, целью работы явилось установление закономерностей процесса интеграции аллогенного эмбрио-
нального неиротрансплантата с мозгом реципиента на основе комплексного анализа его функционального состояния.
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:
1. определить влияние гомотопической аллотрансплантации эм
бриональной нервной ткани на функционирование мозга реципиента по
средством оценки характера поведенческих реакций;
-
определить фоновые значения биоэлектрической активности, кровоснабжения и кислородного обеспечения в трансплантированной эмбриональной нервной ткани в разные сроки после ее пересадки;
-
определить характер вызванной импульсной активности клеток эмбрионального неиротрансплантата в разные сроки после его пересадки;
-
определить характер регуляторных микрососудистых реакций в эмбриональном нейротрансплантате в разные сроки после его пересадки;
-
определить характер сопряженности между биоэлектрической активностью, кровоснабжением и кислородным обеспечением в трансплантированной эмбриональной нервной ткани в разные сроки после ее пересадки;
-
определить направленность и величину изменений фоновых показателей биоэлектрической активности, микрогемодинамики и кислородного обеспечения в трансплантированной эмбриональной нервной ткани в разные сроки после ее пересадки;
-
определить направленность и величину изменений вызванной импульсной активности клеток и регуляторных микрососудистых реакций в эмбриональном нейротрансплантате в разные сроки после его пересадки.
Новизна результатов исследования заключается в том, что впервые:
- проведено комплексное исследование биоэлектрической активности, микрогемодинамики и кислородного обеспечения аллогенной эмбрио-
нальной нервной ткани, пересаженной в гомотопическую область сомато-сенсорной коры мозга реципиента, в процессе ее интеграции;
изучено влияние гомотопической аллотрансплантации эмбриональной нервной ткани на функционирование мозга реципиента посредством оценки характера поведенческих реакций, специфичность которых определяется сроком после пересадки;
получены результаты, отражающие динамику формирования адаптивных регуляторных реакций микрососудов эмбрионального нейротранс-плантата, проявляющиеся в 4-месячном сроке после пересадки в повышении дилататорной способности микрососудов, а в 8-месячном - в снижении интенсивности кровоснабжения и эффективности вазодилатации;
- установлены варианты паттернов биоэлектрической активности
фоновоактивных нейронов, а также особенности вызванной импульсной
активности клеток эмбриональной нервной ткани, характеризующие дина
мику ее функционального состояния;
установлен сопряженный характер изменений и усиление взаимного влияния показателей частоты импульсной активности нейронов, интенсивности кровотока и кислородного обеспечения пересаженной эмбриональной нервной ткани при активации, вызванной афферентной сенсорной стимуляцией;
показано, что гомотопические трансплантаты эмбрионального не-окортекса, имеющие высокую реактивность к сенсорной стимуляции, способны компенсировать функции удаленного участка коры мозга, при этом интеграция нейротрансплантата с мозгом реципиента, зависящая от адекватности гемодинамического обеспечения, определяется сроком, прошедшим после пересадки.
Теоретическая значимость исследования. Полученные в работе данные о характере биоэлектрической активности, гемодинамического обеспечения и кислородного режима эмбриональной нервной ткани, им-
плантированной в кору головного мозга, носят фундаментальный характер и позволяют установить закономерности процесса интеграции трансплантированной эмбриональной нервной ткани с мозгом реципиента. Данные 12-месячного наблюдения и комплексного анализа показателей ЭНТ, осуществленного в динамике его приживления в состоянии покоя и при сенсорной активации, позволяют заключить, что несмотря на сходный характер протекания ряда физиологических процессов в эмбриональной и зрелой нервной ткани, ЭНТ не обладает достаточными функциональными свойствами. Результаты исследования функционального состояния мозга крыс-реципиентов через 4 месяца после нейротрансплантации, свидетельствующие о повышении у них двигательной и ориентировочно-исследовательской активности, реорганизации биоэлектрических процессов и реактивности мозговых микрососудов, свидетельствуют о перспективности разработки оптимальных условий для длительного выживания трансплантата.
Практическая значимость исследования заключается в получении физиологического обоснования возможности испытания и применения нейротрансплантации эмбриональной ткани в качестве нейропротекторно-го и нейромодулирущего средства. Результаты исследования позволяют определить перспективы применения незрелой нервной ткани для коррекции и протезирования нарушенных функций нервной системы после повреждения. Данные о наличии у нейронов ЭНТ функциональной активности ставят вопрос о возможности компенсации явлений, зависящих от структурно-функциональной организации отделов мозга, восстановлении посредством трансплантации разрушенной системы связей. Результаты работы могут быть использованы в научных исследованиях в области физиологии и фармакологии мозгового кровообращения, экспериментальной трансплантологии, неврологии и нейрохирургии.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 239 страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания метода исследования, трех глав с результатами собственных исследований, заключения, выводов, списка литературы, включающего всего 372 источника, из них 149 - на русском и 223 - на иностранном языках, и приложений. Работа иллюстрирована 10 таблицами и 46 рисунками.
