Введение к работе
^ "" S ^Л'*
Актуальность исследования. Механизм действия алкоголя (этанола) іентральную нервную систему (ЦНС) является предметом длительных іннх споров. Хотя поведенческий и когнитивный эффекты действия эта-і в дозах более 2 г/кг хорошо изучены, остаются противоречивыми ше о действии сверхмалых и малых доз этанола ( 0,1-1,0 г/кг ). астности, было показано, что этанол, введенный внутривенно за минут до опыта в дозе 0,5 или 0,8 г/кг ( максимальная концентрация рови 50 мг на 100 мл), не оказывает существенного влияния на собность экспериментальных животных (крыс) выбирать оптимальный >иант поведения, но сказывается на скорости выполнения задачи (Grow al.,1989). У людей, систематически не употреблявших алкоголь, )вые признаки алкогольной интоксикации, выражающиеся в незначитель-< нарушениях тонкого контроля движений, задержке времени начала акции, начинают появляться при достижении уровня алкоголя в -крови -30 мг на 100 мл (Schuckit, 1979).
С точки зрения исследования действия этанола, мозжечок заслужи-ет особого внимания среди других отделов ЦНС Известно, что после іедения этанола (меченого С ), максимальная концентрация обнаружитесь в мозжечке и гиппокампе (Сытинский, 1979). Кроме того, внешняя фтина двигательных расстройств, наблюдаемая у людей под влиянием редних и больших доз алкоголя,весьма сходна с нарушениями координации вижений у пациентов с диагнозом мозжечковой атаксии. Большинство редшествовавших работ по изучению влияния этанола на импульсную ктивность клеток Пуркинье (КП) мозжечка касались действия средних ,оз этанола, вызывающих заметную алкогольную интоксикацию ( Rogers it al., 1980; Sinclaier et al., 1981; Григорьян, Исмаилов, 1984, 1987; Іуканидина, 1989 ).
Необходимо отметить, что до настоящего времени не удалось зоздать более или менее единой картины механизма действия этанола на клеточном уровне. Большинство исследователей предполагает, что этанол изменяет возбудимость нейронов. Б* частности, было показано, что этанол действует угнетающе на токи,вызванные активацией рецепторов глутамата (ГЛУ) (Lovinger et al., 1989' ; White et al, 1990) а также потенциирует хлорные токи, активируемые \ -аминомасляной
длилигои u'AMKHGonzales, Hoffman, 1991). Эти результаты получег экспериментах, выполненных на клетках гомогенатов мозга ( Allan, Harris, 1987 ) и нейронах культуры ткани мозга (Ticku et al., IS Приведенные выше и другие данные о влиянии малых и средни доз этанола на обучение, сенсорные и в особенности на двигательн функции явились предпосылкой для изучения эффектов сверхмалых и доз этанола на клетки Пуркинье мозжечка крыс электрофизиологичес методами,используя статистическую обработку больших объемов инфо; на ЭВМ.
Учитывая особую чувствительность мозжечка к этанолу, а т< что нейрональные связи коры мозжечка хорошо изучены (Eccles et а) 1967 ), КП могут быть одной из наиболее подходящих моделей изучения ответов нейронов к нейромедиагорам в условиях систем действия этанола. Мы решили провести исследование действия этане на импульсную активность КП и ее изменения в ответ на ионофоретич аппликаций возбуждающего - ГЛУ'и тормозного - ГАМК медиаторов в о экспериментах на целом животном.
Проведенное нами исследование на клетках Пуркинье мозжечка представляет интерес для выявления особенностей действия этанола на афферентные системы мшистых и лазящих волокон мозжечка генерирующих разряд простых (ПС) и сложных спайков (СО соответсті и контролирующих, протекание тонических(ПС) и фазных(СС) рефлексої скелетной мускулатуры. Таким образом, изучение активности идентиф* рованных КП у животных с развитой системой контроля движений после введения сверхмалых доз этанола, является адекватным подходом и бу во многом способствовать более глубокому пониманию тонких механизм контроля движений и статики.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы состояла в изучении особенностей действия сверхмалых и малых доз этанола при его системном введении на спонтанную импульсную активность КП мозжечка крыс и на изменения импульсной активности КП пр;: ионофорети-ческой аппликации ГЛУ и ГАМК.
В задачи исследования входило: зучить влияние сверхмалых и малых доз этанола на активность леток Пуркинье мозжечка крыс, в частности, на рязряды простых и ;ложных спайков в спонтанной импульсации клеток Пуркинье, соответственно отражающих синаптическую активацию КП по афферентным входам мшистых и лазящих волокон.
Изучить действие ионофоретически апплицируемых глутамата и j-аминомасляной кислоты на разряды клеток Пуркинье мозжечка наркотизированных крыс.
Изучить влияние этанола на изменения импульсной активности клеток Пуркинье мозжечка наркотизированных крыс, вызываемые микроионо-форетическими аппликациями глутамата и jj-аминомасляной кислоты. Научная новизна работы. Впервые проведено исследование шульсной активности КП на целом животном при действии сверхмалых зз этанола, введенного системно. Показано стабилизирующее действие гих доз на разряд клеток Пуркинье мозжечка крыс. Оно выражается упорядочении следования простых спайков в импульсации КП, то отражает стабилизацию синаптической афферентной стимуляции СП по входу мшистых волокон. Впервые на целом организме продемонстрировано ослабляющее действие малых доз этанола на увеличение частоті разряда клеток Пуркинье при ионофоретической аппликации глутамата и усиливающее действие этих доз этанола на эффекты, вызываемые ионофоретической аппликацией ГАМН к КП.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Этанол в сверхмалых дозах оказывает стабилизирующее действі на разряд клеток Пуркинье мозжечка крыс, заключающееся в упорядочен следования простых спайков, отражающих синаптическую активацию КП п афферентному входу мшистых волокон.
-
Этанол снижает прирост частоты импульсации КП в оті на ионофоретическую аппликацию глутамата по сравнению с контролем причем эффекты малых доз глутамата подавляются почти полностью.'
3. Подавление импульсной активности клеток Пуркинье при ионоф тической аппликации больших доз J -аминомасляной кислоты усиливае этанолом.
Научно-практическое значение работы. Результаты данногс дования показывают особенности влияния сверхмалых доз эта?, контроль клетками Пуркинье и мозжечком в целом тонического ком рефлекса скелетной мускулатуры. Полученные данные об изменении КП на действие возбуждающего - ГЛУ и тормозного - ГАМК медиато] позволяют оценить механизм действия сверхмалых и малых доз эта} ЦНС. Выводы могут быть использованы в нейрофармакологии, нейроф гии, психоневрологии для поиска более эффективных методов профи и лечения алкоголизма, а так же могут внести вклад в объяснение этанола в сверхмалых дозах на координацию движений, работоспосо; и операторские способности человека.
Аппробация работы состоялась на расширенном межлабораторном минаре в Институте эволюционной физиологии и биохимии им.И.М.Сеч РАН в декабре 1991 г.; результаты были представлены на всесоюзно: конференции "Новые методы практической физиологии", Екатеринбург, декабрь 199І; на заседании Санкт-Петербургского общества физиолої в июне 1992; на Санкт-Петербургской конференции молодых ученых и специалистов "Механизмы регуляции физиологических функций" , Санкт-Петербург, октябрь 1992.
Основные положения исследования отражены в 4 печатных работа)
Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литерат описания методических приемов, глав собственных исследований, о дения результатов, выводов и списка цитируемой литературы.
Текст диссертации изложен на /2Dстраницах машинописи, иллюст) рован ЪО рисунками и 3 таблицами. Библиографический указатель соді 2$ отечественных и /іфиностранных источника.