Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Патогенетические аспекты влияния хронической боли на злокачественный рост (обзор литературы). 18
1.1. Ноцицепция у животных 24
1.2. Модели нейропатической боли 26
1.3. Модели боли при раке 28
1.4. Половые различия в боли: краткий обзор клинических и экспериментальных результатов 32
1.5. Когнитивный и эмоциональный контроль боли и его нарушение при хронической боли 37
1.6. Функциональная и структурная пластичность в первичной соматосенсорной коре, связанной с хронической болью 40
1.7. Метаболические процессы в организме при хронической боли .43
1.8. Нейроэндокринология кожи 60
1.9. Экспериментальная меланома .62
Глава 2. Общая характеристика экспериментального материала и методов исследования 69
2.1. Характеристика животных при моделировании хронической нейрогенной боли и меланомы В16/F10 69
2.2. Создание экспериментальной модели роста меланомы на фоне хронической нейрогенной боли 69
2.3. Биохимические методы исследования 71
2.4. Характеристика животных при воспроизведении хронической нейрогенной боли и злокачественного роста в легком 72
2.5. Морфологические методы исследования 73
2.6. Статистические методы исследования 74
Глава 3. Экспериментальные модели модификации злокачественного процесса под влиянием хронической нейропатической боли 75
3.1. Модель стимуляции хронической болью злокачественного роста в лгких крыс 75
3.2. Модель модификации хронической болью злокачественного роста меланомы В16 у мышей 78
3.3. Влияние хронической боли на рост меланомы В16 у самок мышей 78
3.4. Влияние хронической боли на рост меланомы В16 у самцов мышей 80
3.5. Динамика удельного веса внутренних органов у мышей обоего пола при росте меланомы В16/F10 на фоне воспроизведения модели хронической нейропатической боли 83
Глава 4. Влияние хронической нейропатической боли на динамику биологически-активных веществ в интактной коже .96
Глава 5. Показатели системы ростовых факторов в интактной и патологически измененной коже мышей в динамике роста злокачественной меланомы, воспроизведенной на фоне хронической боли .113
5.1 Ростовые факторы семейства VEGF в интактной и патологически измененной коже мышей в динамике роста злокачественной меланомы, воспроизведенной на фоне хронической боли 115
5.2 Влияние хронической боли на динамику некоторых ростовых факторов в интактной и патологически измененной коже мышей с меланомой В16/F10 128
5.3 Регуляция ангиогенеза факторами роста в интактной и патологически измененной коже самок мышей при злокачественной меланоме, развивающейся на фоне хронической боли 137
Глава 6. Влияние хронической боли на уровень половых гормонов, пролактина и гонадотропных гормонов в сыворотке крови, интактной и патологически измененной коже мышей в динамике роста злокачественной меланомы 156
Глава 7. Исследование каскадных протеолитических систем кожи, опухоли и прилежащей ткани у мышей линии С57Вl/6 187
7.1 Изучение фибринолитической системы самок и самцов мышей до и после перевивки меланомы на фоне нейрогенной хронической боли.187
7.2 Изучение калликреин-кининовой системы в тканях мышей линии С57ВL/6 с меланомой В16/F10, воспроизведенной на фоне нейрогенной хронической боли .211
Глава 8. Влияние экспериментальной хронической боли на уровень биогенных аминов в коже у мышей в динамике роста меланомы В16/F10 231
Глава 9. Динамика функционирования no-системы в непораженной коже и в ткани опухоли у мышей в процессе роста меланомы B16/F10 на фоне хронической нейрогенной боли 247
9.1. Динамика концентрации компонентов NO-системы в непораженной коже и в ткани опухоли у самок мышей в процессе роста меланомы B16/F10 на фоне хронической нейрогенной боли 248
9.2. Динамика концентрации компонентов NO-системы в непораженной коже и в ткани опухоли у самцов мышей в процессе роста меланомы B16/F10 на фоне хронической нейрогенной боли 253
Глава 10. Изучение изменения некоторых регуляторных механизмов под влиянием хронической нейрогенной боли у мышей с перевивной меланомой В16/F10 271
10.1 Влияние хронической нейрогенной боли на некоторые нейромедиаторы мозга в динамике роста перевивной меланомы В16/F10 у мышей обоего пола 271
10.2 Влияние хронической нейрогенной боли на функциональную активность щитовидной железы у мышей с перевивной меланомой В16/F10 283
Заключение 296
Выводы 326
Практические рекомендации .329
Список сокращений 331
Список литературы 333
- Модели боли при раке
- Динамика удельного веса внутренних органов у мышей обоего пола при росте меланомы В16/F10 на фоне воспроизведения модели хронической нейропатической боли
- Влияние хронической боли на уровень половых гормонов, пролактина и гонадотропных гормонов в сыворотке крови, интактной и патологически измененной коже мышей в динамике роста злокачественной меланомы
- Влияние хронической нейрогенной боли на функциональную активность щитовидной железы у мышей с перевивной меланомой В16/F10
Модели боли при раке
Боль, связанная с раком, может возникать у пациентов в результате самого рака или в результате лечения, используемого против рака. Для обеих этих этиологий были разработаны модели животных. Боль, связанная с опухолью, была смоделирована после локального ксенотрансплантата раковых клеток в орофациальную область для моделирования боли в орофазии (Sasamura T. et al., 2002; Nagamine K. et al., 2006; Hidaka K. et al., 2011) или в кости для моделирования костной боли, вызванной метастазами (Honore P., Mantyh P.W., 2000; Honore P. et al., 2000; Mantyh P.W., 2004; Luger N.M. et al., 2005; Wacnik P.W. et al., 2005; Schmidt B.L. et al., 2010).
Эти модели усиливают боль, вызванную пальпацией, обеспечивают повышенную механическую и тепловую чувствительность, и уменьшают силу боли, вызванную движением, т.е. показывают симптомы, характерные для людей с болью от рака.
Основной проблемой в понимании механизма боли при раке было создание и развитие животной модели боли, которая проявляла бы сходные характеристики с болезнью кости, вызванной раком человека. Первая in vivo модель рака, вызванная разрушением кости, была создана путем инъекции в хвостовую вену мышей с тяжелой комбинированной иммунодефицитом клеток лейкемии человека. Это приводило к развитию болезни кости, сходной с клиническим профилем множественной миеломы, оцениваемой по уровням ионизированного кальция, рентгенологически и при гистологическом исследовании (Alsina M. et al., 1996). Однако клетки миеломы проникали в жизненно важные органы, такие как печень и селезенка, в дополнение к позвоночным и длинным костям. Опухолевая прогрессия в спинном мозге вызвала паралич задних конечностей. Степень метастазов в этой модели не позволяло локализовать оценку ноцицептивного поведения.
Другая модель рака, приводящая к наблюдаемому разрушению костной ткани, включала инокуляцию клеток саркомы внутри внутримедуллярного пространства бедра мышей, запечатанных зубной амальгамой, что позволило локализовать раковые клетки (Schwei M.J. et al., 1999). Эта модель позволила исследователям коррелировать с ремоделированием костной ткани, поведенческими признаками боли и нейрохимическими изменениями в спинном мозге и первичными афферентными нейронами. После разрушения, вызванного раком в этой модели, увеличение спонтанного и вызванного болевого поведения со временем могла коррелировать с сенсибилизацией первичных афферентных нейронов, о чем свидетельствовала интернализация рецептора вещества P и экспрессия C-Fos. Саркома также индуцировала периферические изменения, такие как повышение регуляции активирующего транскрипционного фактора-3 (АТФ-3), маркера поврежденных нейронов и инфильтрацию макрофагов в ганглии дорзального корня (Sevcik M.A. et al., 2005). Кроме того, спинной мозг реорганизовался аналогично центральной сенсибилизации, наблюдаемой при других хронических болевых состояниях, включая регуляцию диморфина и гипертрофию астроцитов (Honore P. et al., 2000). Тем не менее, исследования на людях показали, что микроокружение опухолей вызывает аномальное ремоделирование соседних сенсорных нервных волокон, воспринимаемых больными пациентами (Lindqvist A. et al., 2000; Black J.A. et al., 2008; Ceyhan G.O. et al., 2009), чего не наблюдалось в этой установленной модели мыши: опухоль не становилась иннервируемой. Вместе с тем, модель, разработанная Schwei M.J. et al. (1999) позволила изучать болевое поведение, похожее на вызванные раком боли костей, проявляющиеся у людей. Модель можно модифицировать, чтобы производить инокуляцию в другие типы костей (то есть большеберцовую кость), изменение хозяина модели (т.е. мышей или крыс) и исследование различных типов опухолей в микроокружении. Использование этой модели за последние годы обеспечило существенное понимание этиологии боли при раке и возможности более эффективной терапии для этого отчетливого профиля боли.
Интересно, что саркома, рак простаты и рак молочной железы вызывают эктопическое прорастание сенсорных нервных волокон и образование нейрональных признаков в периосуме (Ghilardi J.R. et al., 2010; Jimenez-Andrade J.M. et al., 2010, 2011; Mantyh P.W. et al., 2010; Bloom A.P. et al., 2011). Эти ноцицептивные сенсорные нервные волокна, иннервирующие кость, были реорганизованы и увеличены по плотности в сравнении с контрольными животными.
Помимо боли от самого рака, химиотерапия, используемая для лечения рака, часто вызывает периферическую невропатию (CIPN) (Boyette-Davis J.A. et al., 2012). CIPN моделируется путем инъекции химиотерапевтического агента системно, чтобы привести к повышенной чувствительности у животных к многим из тех же сенсорных модальностей, которые затронуты у пациентов с CIPN, включая механическую и термическую гипералгезию (Polomano R.C. et al., 2001; Cata J.P. et al., 2006; 2008). Важно отметить, что модели CIPN позволяют проводить исследования профилактических методов лечения против развития нейропатического фенотипа, который ограничивает использование этих эффективных агентов химиотерапии. Однако дозы, адаптированные для использования животным с целью индуцирования фенотипа, подобного CIPN, часто ниже (относительно размера тела и противоопухолевой дозы), чем те, которые применяются пациентам, и поэтому некоторые аспекты фенотипа CIPN, наблюдаемые на животных моделях, не полностью совпадают с профилями пациентов (Meregalli C. et al., 2010; Boyette-Davis J.A. et al., 2011). Таким образом, были предприняты попытки моделирования ряда заболеваний человека. Многие из этих моделей имеют достоверность, демонстрируя сходную патологию и симптоматику с клиническим состоянием. При разработке экспериментов соответствующий выбор модели одинаково важен для изучаемого результата. Они должны отражать как клиническое представление, так и основной механизм болезни, а также иметь прогностическую способность. Несомненно, новые модели будут по-прежнему развиваться по мере развития наших знаний о патологии болезни и появления более совершенных методов, однако такие методы следует оценивать в соответствии с вышеприведенными критериями и применять в тех условиях под, которые предназначена модель (Gregory N. et al., 2013).
Однако, ответа на вопрос: участвует ли хроническая нейрогенная боль в прогрессировании экспериментальных опухолей и если - да, то каким образом, мы не нашли. Идеальной опухолевой моделью для решения этой задачи, по нашему мнению является меланома В16, спонтанно возникшая у основания уха мыши линии C57BL/6 и развивающаяся в коже животных.
Периферические механизмы, лежащие в основе хронических болевых состояний, не полностью поняты. Большинство ноцицепторов, иннервирующих кожу человека, не миелинизированы и медленно проводят сигналы. Среди C ноцицепторов имеются как механонечувствительные (CM), так и механочувствительные (CMi) волокна. И хотя оба класса участвуют в опосредовании воспалительной гипералгезии, CMi-волокна особенно важны для механической гипералгезии (Schmidt B.L. et al., 2000), центральной сенсибилизации и спонтанной активности у пациентов с хронической болью (Schmelz M. et al., 2000; Kleggetveit I.P. et al., 2012). Поэтому важно понимать молекулярную основу для функциональных различий, отличающих эти два типа ноцицептора у людей (Handwerker H.O., 2010). В дополнение к их различным функциональным значениям и их чувствительности, CM и CMi волокна обнаруживают отличительные черты в их аксональных характеристиках, которые различают два класса практически без перекрестных признаков. В частности, в ноцицепторах CMi присутствует большая зависимость от активного замедления скорости проводимого импульса при стимуляции на относительно низких (от 0,125 до 2 Гц) частотах и более нормальное при зондировании двойными импульсами через короткие интервалы, то есть 40-250 мс (Weidner C. et al., 2000, 2002; Bostock H. et al., 2003). Наконец, территории иннервации человеческих CMi-волокон больше, чем у их CM-аналогов, которые, по видимому, соответствуют более длинным терминальным ветвям. В то время как у здоровых субъектов CM и CMi ноцицепторы могут быть легко дифференцированы в соответствии с их сенсорными и аксональными характеристиками, эти различия могут изменяться в патофизиологических условиях (Serra J. et al., 2011).
Динамика удельного веса внутренних органов у мышей обоего пола при росте меланомы В16/F10 на фоне воспроизведения модели хронической нейропатической боли
Развитие экспериментальной модели хронической нейропатической боли (ХНБ) сопровождалось у самцов мышей – ростом удельного веса (уд. веса) головного мозга и легких соответственно в 1,7 раза (р 0,05) и в 1,3 раза (р 0,05) и снижением уд. веса щитовидной железы в 1,6 раза (р 0,05); у самок – уменьшением уд. веса всех органов: головного мозга – в 1,2 раза (р 0,05), лгких, надпочечников и печени – в 1,5 раза (р 0,05), гипоталамуса – в 1,6 раза (р 0,05), яичников – в 1,9 раза (р 0,05), селезнки – в 2,0 раза, матки – в 2,6 раза, щитовидной железы – в 4,9 раза (таблицы 3.4, 3.5).
В результате, под влиянием ХНБ изначально в 1,2 раза (р 0,05) меньший уд. вес головного мозга у интактных самцов становился в 1,7 раза (р 0,05) больше, чем у самок; одинаковый, независящий от пола уд. вес щитовидной железы, лгких и селезнки приобретал гендерные особенности: у самок уд. вес щитовидной железы, лгких и селезнки становился соответственно в 2,6 раза, в 1,8 раза (р 0,05) и в 2,7 раза меньше, чем у самцов; в 1,5 раза (р 0,05) бльший уд. вес надпочечников интактных самок уменьшался до величины интактных самцов; усугублялась гендерная тенденция большего уд. веса печени у самцов, чем у самок: в 1,1 раза (р 0,05) – у интактных против в 1,8 раза (р 0,05) – при ХНБ (таблица 3.6). Следовательно, ХНБ больше всего изменяла функционирование организма у самок, при этом уменьшение уд. веса щитовидной железы и надпочечников, по всей видимости, было обусловлено бльшим выбросом секрета из желз на фоне их меньшей синтетической активности.
Через 1 неделю после перевивки меланомы В16 максимальные изменения уд. веса внутренних органов регистрировались у самцов: у них уменьшался уд. вес гипоталамуса – в 2,1 раза и простаты – в 3,2 раза и увеличивался уд. вес лгких – в 1,3 раза (р 0,05) и селезнки – в 1,2 раза (р 0,05) (таблица 3.4). У самок, напротив, изменения были минимальными – уменьшался только уд. вес надпочечников – в 1,2 раза (р 0,05) (таблица 3.5). Можно предположить, что у самцов возрастало напряжение гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси с активным участием предстательной железы, у самок – происходил выброс синтезированных гормонов из надпочечников. В тоже время, гендерных отличий уд. веса внутренних органов на этом сроке развития злокачественной патологии выявлено не было (таблица 3.6).
Через 2 недели у самцов на фоне низкого уд. веса простаты уд. вес гипоталамуса уже не отличался от интактных цифр (таблица 3.4). У самок уд. вес гипоталамуса увеличивался в 2,3 раза по сравнению с 1 неделей канцерогенеза и становился в 1,7 раза (р 0,05) больше интактных показателей, при этом уд. вес щитовидной железы уменьшался до значений в 2,1 раза меньших, чем у интактных животных, а уд. вес матки – до значений в 1,8 раза (р 0,05) меньших, чем у интактных мышей и в 1,9 раза (р 0,05) меньших, чем на предыдущем этапе исследований (таблица 3.5). В результате, на 2 неделе канцерогенеза уже появлялись статистически значимые половые различия: у самок регистрировался в 2,6 раза больший уд. вес гипоталамуса и в 1,6 раза (р 0,05) меньший уд. вес щитовидной железы, чем у самцов (таблица 3.6). Следовательно, у самок на 2 неделе опухолевого развития, по всей видимости, увеличивалась активность гипоталамуса, причем, более значительно, чем у самцов, и усиливался выброс гормонов из щитовидной железы в кровь. Кроме того, обращает на себя внимание уменьшение уд. веса матки у самок на 2 неделе канцерогенеза, аналогично уменьшению уд. веса простаты у самцов на 1 неделе канцерогенеза – органов, относящихся к репродуктивной системе, но не являющихся железами внутренней секреции, при этом уд. вес яичников и семенников не изменялся.
Через 3 недели развития неопластического процесса у самцов на фоне низкого уд. веса простаты ещ значительнее увеличивался уд. вес гипоталамуса – в 2,0 раза по сравнению с 1 неделей формирования меланомы. Уд. вес печени впервые становился в 1,2 раза (р 0,05) меньше интактных значений, тогда как уд. вес селезнки – больше не только интактных цифр – в 1,9 раза (р 0,05), но и 1 недели канцерогенеза – в 1,5 раза (р 0,05) (таблица 3.4).
У самок к низкому уд. весу щитовидной железы и матки присоединялся низкий, как и на 1 неделе развития опухоли, уд. вес надпочечников – он был в 1,3 раза ниже (р 0,05), чем у интактных мышей. Уд. вес гипоталамуса вновь уменьшался до интактного уровня. В 1,5 раза (р 0,05) по сравнению с 1 неделей канцерогенеза и в 1,7 раза (р 0,05) по сравнению с интактными мышами возрастал уд. вес селезнки (таблица 3.5). В тоже время, обращает на себя внимание практически полное отсутствие гендерных отличий уд. веса внутренних органов мышей через 3 недели злокачественного роста, за исключением головного мозга, уд. вес которого у самок становился в 1,2 раза (р 0,05) больше, чем у самцов (таблица 3.6).
Таким образом, через 3 недели канцерогенеза у всех животных независимо от их пола, по всей видимости, происходила активация гонадной системы с участием матки у самок и предстательной железы у самцов, а также возрастал уд. вес селезнки, что могло указывать как на нарастание интраспленальной массы метастатических клеток, так и на активацию иммунных противоопухолевых механизмов с участием спленоцитов. Отличия: у самцов усиливались синтетические процессы в гипоталамусе, у самок развитие злокачественного процесса затрагивало функционирование всех регуляторных осей организма: кроме гонадной – тиреоидную и надпочечниковую, с преобладанием процессов экскреции гормонов над их синтезом в соответствующих эндокринных железах.
Через 4 недели у самцов на фоне высоких значений уд. веса гипоталамуса и селезнки и низких значений печени и простаты уд. вес щитовидной железы впервые становился в 1,4 раза (р 0,05) меньше интактных показателей, тогда как уд. вес головного мозга и лгких уменьшался по сравнению с первой неделей канцерогенеза в 1,2 раза (р 0,05) и при этом статистически значимо не отличался от интактных мышей (таблица 3.4). У самок сохранялся высокий уд. вес селезнки и низкий – матки, как и на предыдущем этапе исследований, при этом уд. вес щитовидной железы увеличивался до интактных величин (таблица 3.5). Больший, как и через 3 недели канцерогенеза, уд. вес головного мозга самок сочетался с бльшим по сравнению с самцами уд. весом щитовидной железы и надпочечников соответственно в 1,4 раза (р 0,05) и в 1,9 раза (р 0,05) (таблица 3.6). Вероятно, на 4 неделе канцерогенеза синтетические процессы в щитовидной железе и надпочечниках у самок шли более активно, чем у самцов.
ХНБ вносила свои коррективы в процесс канцерогенеза. Прежде всего, через 1 неделю после перевивки меланомы на фоне ХНБ регистрировались изменения уд. веса большего количества внутренних органов как у самцов, так и у самок. Так, большой уд. вес мозга и лгких, выявленный у самцов контрольной группы, уменьшался соответственно в 1,4 раза (р 0,05) и в 1,5 раза (р 0,05) – до интактных значений, тогда как уд. вес гипоталамуса, напротив, увеличивался в 2,7 раза по сравнению с контрольными цифрами и становился в 2,0 раза больше, чем у интактных мышей (таблица 3.4). В 1,5 раза (р 0,05) возрастал низкий контрольный уд. вес щитовидной железы. В результате, у самцов с ростом меланомы на фоне боли через 1 неделю после перевивки опухолевого штамма уд. вес гипоталамуса, печени и простаты был соответственно в 4,2 раза, в 1,2 раза (р 0,05) и в 3,4 раза больше, чем у мышей без боли на этом же этапе опухолевого роста и в 2,0 раза больше, чем у интактных животных, тогда как лгких – в 1,4 раза (р 0,05) меньше (таблица 3.4). Следовательно, для самцов с меланомой, перевитой на фоне ХНБ, с большой долей вероятности было характерно увеличение синтетических процессов в гипоталамусе и активация гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси с усилением гормонообразования в щитовидной железе, тогда как работа гонадной оси, в отличие от самцов с меланомой, растущей без боли, не изменялась.
У самок через 1 неделю после перевивки меланомы на фоне ХНБ уд. вес головного мозга, надпочечников и печени оставался низким, как у контрольных животных, тогда как уд. вес щитовидной железы, селезнки и лгких увеличивался относительно контроля: щитовидной железы – трхкратно, селезнки и лгких – соответственно в 1,7 раза (р 0,05) и в 1,5 раза (р 0,05) (таблица 3.5). Как следствие, уд. вес головного мозга, печени, щитовидной железы и селезнки у самок через 1 неделю опухолевого роста на фоне ХНБ был соответственно в 1,2 раза (р 0,05), в 1,2 раза (р 0,05), в 1,3 раза (р 0,05) и в 1,4 раза (р 0,05) меньше, чем без боли (таблица 3.5). Уд. вес матки статистически значимо не отличался ни от интактных, ни от контрольных самок, но был в 1,6 раза (р 0,05) меньше, чем у мышей без боли на этом же сроке развития злокачественного процесса. Следовательно, у самок через 1 неделю после перевивки меланомы на фоне ХНБ сохранялась тенденция низкого уд. веса внутренних органов, развившаяся в результате болевого воздействия. При этом в гипоталамусе синтетические процессы усиливались в меньшей степени, чем у самцов, как следствие, синтез и экскреция биологически-активных веществ в гипоталамусе приходили в динамическое равновесие друг с другом, что способствовало восстановлению до интактных значений уд. веса этого отдела мозга.
В результате, через 1 неделю неопластического роста меланомы на фоне ХНБ уд. вес гипоталамуса, щитовидной железы, печени и селезнки у самок был соответственно в 2,1 раза, в 1,3 раза (р 0,05), в 1,5 раза (р 0,05) и в 1,8 раза (р 0,05) меньше, а в легких в 1,2 раза (р 0,05) больше, чем у самцов, в отличие от мышей без боли, у которых отсутствовали гендерные отличия уд. веса внутренних органов на этом этапе опухолевого развития (таблица 3.6).
Через 2 недели у самцов с меланомой, сочетающейся с ХНБ, на фоне низкого, как и на предыдущем этапе исследований, уд. веса головного мозга до контрольных значений уменьшался уд. вес гипоталамуса: он становился в 2,2 раза меньше, чем у самцов на 1 неделе канцерогенеза, и щитовидной железы; в 1,1 раза (р 0,05) по сравнению с 1 неделей увеличивался уд. вес лгких. Сохранялся в 5,7 раз больший, чем у самцов без боли, уд. вес простаты (таблица 3.4). Следовательно, синтетические процессы в органах центральной регуляции несколько ослабевали.
Влияние хронической боли на уровень половых гормонов, пролактина и гонадотропных гормонов в сыворотке крови, интактной и патологически измененной коже мышей в динамике роста злокачественной меланомы
Существует все больше доказательств различной чувствительности к экспериментальной боли и ответа на анальгетики, зависящих от половой принадлежности. Эстроген, прогестерон и другие половые гормоны играют сложную роль в ответе на боль. Несмотря на то, что основные механизмы их воздействия еще не выяснены, логическая возможность влияния половых гормонов на ноцицепцию привлекает внимание (Maurer A.J. et al., 2016). Взаимосвязь между концентрацией эстрогенов и болевой чувствительностью остается сложной и плохо изученной (Henry N. L. et al., 2014). Клетки микроглии в центральной нервной системе, которые имеют половые рецепторы гормонов, активируются в ответ на раздражители, высвобождая цитокины и другие медиаторы, обладающие проноцицептивным действием, и могут усиливать ответ на боль. Хотя механизмы, лежащие в основе половых различий к боли и анальгезии, не были полностью выяснены, считается, что в этот процесс могут быть вовлечены и периферические, и центральные механизмы (Manson J.E., 2010). В частности, прогестерон является перспективным в качестве важного защитного средства против различных повреждений нервной системы (Jarahi M. et al., 2014). Исследования на животных также показали, что тестостерон обладает обезболивающим и успокаивающим эффектом и модулирует опиоидную анальгезию (Creating R.M. et al., 2004; Edinger K.L., Fry C.A.,2005).
У животных базальные механические болевые пороги самцов и самок крыс изменяются эстроген-зависимым способом (Khazarsky S.G. et al., 2005). Введение эстрогена, как было показано, приводит к сенсибилизации ноцицептивных нейронов, что приводит к уменьшению болевого порога (Taymen T., Levin J.D., 2007; Woolf C.J., Ma Q., 2007).
По данным исследований кожа представляет собой эндокринный орган, клетки которого способны к локальному синтезу различных нейромедиаторов, стероидных гормонов и их пептидных регуляторов, что делает ее аналогом гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и гонадной систем (Slominski A., 2009; Slominski A. et al., 2012). Универсальность и многофункциональность позволяет коже участвовать в поддержании гомеостаза всего организма, и в то же время дает возможность для развития самой агрессивной и гетерогенной злокачественной опухоли, какой является меланома. Известно также, что стимуляцию меланогенеза вызывают, помимо прочего, гормоны половых желез (Кичигина Т.Н. и соавт., 2007; Jang Y. H. et al., 2010). В ряде исследований сообщают о наличии корреляционных связей между риском возникновения злокачественной меланомы и некоторыми репродуктивными факторами (Karagas M.R. et al., 2006). В меланоме было установлено наличие рецепторов эстрогенов (de Giorgi V. et al., 2009). Кроме того показано, что рецептор меланоцитстимулирующего гормона MС1-R может принимать участие в развитии аналгетического ответа только у мышей-самок (Mogil J.S. et al., 2005). Таким образом, учитывая гормональную зависимость меланомы и хронической нейрогенной боли, сочетание этих двух патологий может привнести существенные изменения в течение онкологического заболевания и повлиять на результаты лечения.
Целью настоящего раздела исследования явилось изучение в эксперименте влияния хронической боли на уровень половых и тропных гормонов в сыворотке крови, опухоли и окружающих ее тканях у мышей линии С57BL/6 в динамике роста перевивной меланомы В16/F10.
Прежде всего, представляло интерес изучить влияние хронической боли на состояние системного гормоногенеза. В сыворотке крови у контрольных мышей с хронической болью, но без опухолевого процесса (таблица 6.1), уровень исследованных гормонов отличался от показателей у интактных мышей. Содержание эстрадиола, тестостерона и прогестерона в сыворотке у контрольных мышей основной группы превышало показатели интактных мышей в 1,7 раза, в раз и в 7,8 раз соответственно (р0,05). Кроме того, у контрольных самок с хронической болью в сыворотке крови оказался в 2,9 раза выше уровень ЛГ, чем у интакных животных, в результате коэффициент соотношения ЛГ/ФСГ также оказался повышен в 2,8 раза (р0,05).
Значимых отличий в содержании пролактина и ФСГ в сыворотке крови у самок контрольной группы не установлено. После перевивки меланомы В16/F10 в сыворотке крови у самок основной группы, по сравнению с соответствующим контролем, отмечено с 1-й недели прогрессивное снижение эстрадиола и тестостерона, а со 2-й недели прогестерона. Так, уровень эстрадиола снизился: через 1 неделю – на 22,3% (р0,05), через 2 недели – на 37% (р0,05), через 3 недели – на 40,7 % (р0,05). Содержание тестостерона в 1-ю неделю упало на 20%, во 2-ю и 3-ю снизилось в 5 раз. Количество прогестерона в сыворотке крови снизилось во 2-ю неделю в 2,1 раза, а в 3-ю – в 5,1 раза (р0,05). В сыворотке крови у животных из группы сравнения иначе изменялся уровень половых гормонов в динамике роста меланомы В16/F10, по сравнению с мышами основной группы. Уровень эстрадиола в крови увеличивался: через 1 неделю – на 59,5% (р0,05), через 2 недели – на 22,3% (р0,05), по сравнению с интакными мышами, а через 3 недели возвращался к исходным значениям. На концентрацию тестостерона в сыворотке рост меланомы не оказал никакого влияния первые 2 недели, но через 3 недели установлен рост в 4 раза. В то же время содержание прогестерона возросло через 1-2 недели после перевивки в среднем в 2 раза, а затем снизилось в 1,7 раза к концу 3-й недели роста меланомы. Что касается гормонов гипофиза, то начиная с 1 недели эксперимента, установлено падение в сыворотке крови мышей основной группы, сохраняющееся вплоть до 3 недели, уровня ЛГ более чем в 5 раз, тогда как содержание ФСГ, напротив, возрастало: через 1 и 2 недели в среднем в 1,5 раза (р0,05), через 3 недели – в 3,7 раза. В этой связи уровень коэффициента ЛГ/ФСГ резко упал: через 1 и 2 недели в 7,7 раза, через 3 недели – в 24,5 раза. В сыворотке крови животных группы сравнения в динамике роста экспериментальной меланомы уровень ЛГ и ФСГ снизился, начиная с первой недели в 2,7 раза и в 1,6 раза соответственно, оставаясь на таком уровне вплоть до 3 недели. Уровень коэффициента ЛГ/ФСГ в этом случае на протяжении всего срока эксперимента оставался ниже контрольных значений в среднем в 1,7 раза.
Далее представляло интерес изучение уровня гормонов в интактной и патологически измененной опухолевым ростом коже мышей с хронической болью. Установлено что в коже контрольных мышей с хронической болью уровень эстрадиола был повышен относительно ткани интактных животных в 3 раза, эстрона – в 2,9 раза, прогестерона – в 2,1 раза (таблица 6.2). Содержание общего тестостерона, свободного тестостерона и пролактина в коже мышей с хронической болью было снижено в 1,3 раза (р0,05), 1,8 раза (р0,05) и 4,7 раза соответственно. В основной группе в динамике развития экспериментальной меланомы с 1 по 3 недели исследования в коже, не затронутой патологическим процессом, не обнаружено достоверного изменения относительно соответствующего контроля (контроль с болью) уровня эстрадиола, общего и свободного тестостерона и пролактина (таблица 6.2).
Только уровень эстрона возрастал через 1 и 2 недели в 1,2 раза (р0,05) и 1,4 раза (р0,05) относительно контрольных величин, но через 3 недели от момента перевивки опухоли возвращался к исходным значениям.
Влияние хронической нейрогенной боли на функциональную активность щитовидной железы у мышей с перевивной меланомой В16/F10
Многие болезненные состояния оказываются прямо и/или косвенно индуцированными, купированными, а, в некоторых случаях, модулированными гормонами. Литература о функциях щитовидной железы обширна, но очень немногие исследования сосредоточены на взаимосвязи гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси и боли (Aloisi A.M. et al., 2013). Динамическая способность поддерживать гибкие гомеостатические равновесия в ответ на возникающие проблемы является отличительной чертой здорового состояния организма. Гормоны щитовидной железы принимают двойную роль в гомеостатической регуляции, действуя как контролирующие, так и контролируемые элементы. Они нацелены на широкий спектр метаболических эффектов, но одновременно сами регулируются (Hoermann R. et al., 2015). Щитовидная железа играет заметную роль в метаболизме и развитии тканей, кроме того, гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная ось является одной из ведущих для процессов модуляции и нейротрансмиссии в центральной нервной системе (Da Costa Mrio Augusto Cray et al., 2015). Ось гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная действует как адаптивная динамическая система, функционирующая в двух разных режимах работы. Система работает в качестве гомеостатического регулятора в неустановленных условиях покоя (Goede S.L. et al., 2014; Hoermann R. et al., 2015; 2016). Стабильная ситуация в равновесии позволяет использовать измерение ТТГ для диагностических целей при заболевании щитовидной железы.
Однако концентрации ТТГ и гормонов щитовидной железы могут быть изменены в других физиологических и патологических ситуациях в отсутствие какой-либо дисфункции тиреотропной системы управления или любого из ее элементов (Fliers E. et al., 2015; Hoermann R. et al., 2017). Гомеостатический контроль функции щитовидной железы представляет собой классический пример механизма эндокринной обратной связи с гипоталамусом и гипофизом. Его основными медиаторами являются гипоталамический тиреотропин высвобождающий гормон, гипофизарный тиреотропин (TТГ), тироксин (T4) и трийодтиронин (T3). Nishioka K. et al. (2017) обнаружили высокую распространенность аутоиммунного тиреоидита среди 207 пациентов с клинически выраженной хронической фибралгией, причем, среди этих пациентов особенно заметен был высокий уровень антител против тиреоглобулина (Nishioka K. et al.,2017).
В отношении роли изменения функции щитовидной железы в риске возникновения злокачественных опухолей имеется разноречивое мнение. Некоторые исследователи указывают на увеличение риска возникновения злокачественных опухолей репродуктивных органов на 45-80% у больных гипертиреозом (Ness R.B. et al., 2000). Другие напротив, отмечают частые проявления гипотиреоза при росте злокачественных опухолей (Верескунова М.И., 2011; Козлова М.Б. и соавт., 2014), при этом ряд авторов не находят ассоциации рака молочной железы с гипотиреозом (Angelousi A.G. et al., 2011). По нашему мнению такое разнообразие зачастую противоречащих друг другу данных подтверждает важную роль щитовидной железы в развитии любого патологического процесса, и нарушение ее функции может рассматриваться как срыв адаптационных возможностей и противоопухолевой защиты организма. Экспериментальные исследования дают возможность изучить на клеточном и тканевом уровне основные изменения и поломки, возникающие в динамике патологии.
Целью настоящего раздела исследования явилось изучить влияние хронической нейрогенной боли на функциональную активность щитовидной железы в динамике роста меланомы В16/F10 в зависимости от пола животных.
Сначала провели исследования содержания тиреоидных гормонов и ТТГ в щитовидной железе самок мышей. В ткани щитовидной железы у самок-мышей с хронической болью (контрольная группа) в сравнении с показателями у интактных мышей, установлено увеличение общего содержания трийодтиронина – в 4 раза, и свободных форм тиреоидных гормонов: FT4 в 3,4 раза и FT3 в 4,1 раза на фоне сниженного в 10 раз уровня ТТГ. Содержание тироксина, основного гормона, синтезируемого щитовидной железой, оказалось неожиданно низким - в 3,5 раза ниже нормы (таблица 10.5)
При этом оказалось, что у самок мышей с хронической нейрогенной болью (контрольная группа) изменения функциональной активности щитовидной железы сопровождались существенным - в 4,9 раза снижением весового коэффициента органа, по сравнению с показателями у интактных животных (табл. 8.6). Несмотря на то, что орган существенно уменьшился под влиянием болевого синдрома, синтетическая активность его клеток оставалась на уровне интактных животных и снижение уровня тироксина, вероятно, было обусловлено именно снижением массы органа.
Через 1 неделю после перевивки меланомы В16/F10 у мышей основной группы уровень общего тироксина в щитовидной железе не изменился, однако снизилась концентрация общего трийодтиронина в 3,5 раза и свободных форм: FT4 в 1,9 раза и FT3 в 1,6 раза, на фоне повышения ТТГ в 2 раза, по сравнению с исходными показателями. Следует отметить, что по сравнению с нормой уровень Т4 был снижен в 3,5 раза, ТТГ в 5 раз, содержание Т3 в органе достоверно не отличалось, а FT4 и FT3 превышали показатели у интактных животных в 1,8 раза и в 2,6 раза соответственно.
Весовой коэффициент щитовидной железы через 1 неделю после перевивки опухоли у самок из основной группы возрос в 3 раза по сравнению с исходным уровнем, однако оставался в 1,6 раза ниже, чем у интактных животных (таблица 10.6). Несмотря на тот факт, что весовой коэффициент существенно увеличился, синтетическая активность органа, выражавшаяся в соотношении содержания тироксина к массе щитовидной железы, снизилась в 2,9 раза по сравнению с исходным фоном. У животных группы сравнения через неделю после перевивки опухоли в щитовидной железе отмечена совершенно другая динамика изменения активности. Уровень Т4 и Т3, а также свободной формы трийодтиронина возросли в 1,3 раза, в 1,6 раза и в 1,6 раза соответственно, на фоне снижения в 2,1 раза ТТГ. При этом достоверно значимых изменений весового коэффициента щитовидной железы не установлено, а синтетическая активность железы возросла в 1,8 раза.
Через 2 недели роста меланомы у животных основной группы установлено повышение содержания Т4 в щитовидной железе в 1,4 раза по сравнению с предыдущим и исходным этапами, также по сравнению с показателями в неделю роста опухоли в 1,5 раза возрос уровень Т3, не изменилась концентрация FT4, но снизилась в 1,4 раза концентрация FT3. Содержание ТТГ в щитовидной железе при этом снизилось в 2 раза. Весовой коэффициент органа оставался таким же, как и на предыдущем этапе эксперимента, будучи в 1,8 раза ниже нормы, синтетическая активность органа повысилась по сравнению с предыдущим этапом в 1,6 раза, оставаясь ниже исходных значений в 1,8 раза.