Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Сторожук Віктор Максимович, Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця, завідувач відділу фізіології головного мозку

доктор медичних наук, професор Майоров Олег Юрійович, Український НДІ охорони здоров'я дітей та підлітків МОЗ України, головний науковий співробітник відділу лабораторної та функціональної діагностики

Бевзюк Д.О. Нейрофізіологічні механізми відновлення слідових процесів у щурів під вливом мозкової та дистантної нейротрансплантації тканини блакитнуватої плями ембріонального мозку. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини та тварин, Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, Харків, 2001.

Дисертацію присвячено виявленню механізмів впливу внутрішньомозкової та дистантної трансплантації тканини ембріональної блакитнуватої плями на пам'ять (на моделі умовнорефлекторної діяльності), її катехоламінергічні кореляти та імунітет у щурів з пошкодженням лобно-скроневої кори головного мозку та з послабленими від народження мнестичними функціями. Аналіз даних свідчить про позитивний вплив внутрішньомозкової та дистантної трансплантації ембріональної блакитнуватої плями на умовнорефлекторний стереотип поведінки, функціональну активність катехоламінергічної системи та імунітет як у щурів з пошкодженням лобно-скроневої кори головного мозку, так і у щурів з послабленими від народження мнестичними функціями. Зроблено висновок, що трансплантована внутрішньомозковим та дистантним способом тканина ембріональної блакитнуватої плями функціонує в організмі реципіента і може в значній мірі покращувати слідові процеси при порушенних або послабленних функціях пам'яті.

Ключові слова: внутрішньомозкова та дистантна трансплантація, пам'ять, ембріональна блакитнувата пляма, катехоламінергічна система, імунітет.

АННОТАЦИЯ

Бевзюк Д.А. Нейрофизиологические механизмы восстановления следовых процессов у крыс под влиянием мозговой и дистантной нейротрансплантации ткани голубоватого пятна эмбрионального мозга. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных, Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, Харьков, 2001.

Работа посвящена выяснению механизмов влияния внутримозговой и дистантной трансплантации ткани эмбрионального голубоватого пятна на пам'ять (модель условнорефлекторного стереотипа), ее катехоламинергические корреляты и иммунологическую реактивность у крыс с разрушением лобно-височной коры головного мозга и у крыс с врожденно ослабленными мнестическими функциями.

Известно, что память играет первостепенную роль в осуществлении приспособительной деятельности организма к постоянно меняющимся условиям среды. Поэтому только лишь при нормальном ее функционировании организм может реализовать в полной мере свои адаптивные возможности. В этой связи представлялось важным выяснение вопроса о возможности ее восстановления, при повреждении неокортекса и улучшении при врожденной недостаточности этой функции, методом трансплантации эмбриональной мозгоспецифической ткани.

В эксперименте на крысах с разрушенной лобно-височной корой головного мозга и крысах с врожденно ослабленными мнестичними функциями было изучено влияние внутримозговой и дистантной трансплантации ткани эмбрионального голубоватого пятна на условнорефлекторную деятельность, состояние катехоламинергической системы и иммунологическую реактивность. Обнаружены некоторые отличия в эффектах внутримозговой и дистантной трансплантации эмбриональной ткани голубоватого пятна на память и ее нейрохимические и иммунологические корреляты крыс-реципиентов.

Показано, что внутримозговая трансплантация ткани эмбрионального голубоватого пятна в условиях поврежденного неокортекса не только восстанавливает условнорефлекторный стереотип поведения, но даже несколько улучшает его в сравнении с фоном.

Морфогистологические исследования показали, что наряду с прорастающей в мозг реципиента трансплантированной тканью наблюдались трансплантаты в состоянии персистенции.

Установлено, что внутримозговая трансплантация данной эмбриональной ткани повышает содержание норадреналина в гиппокампе и снижает его содержание в крови, а также с высокой степенью достоверности увеличивает его содержание в неокортексе с одновременной нормализацией содержания адреналина в различных отделах мозга, при этом повышая его содержание в гиппокампе и гипоталамусе. Впервые показано, что дистантная трансплантация эмбрионального голубоватого пятна как у крыс с разрушением лобно-височной коры головного мозга, так и у крыс с врожденно ослабленными мнестичними функциями не только восстанавливает нарушенный условнорефлекторный стереотип поведения, но даже улучшает его в сравнении с крысами с исходно нормальной условнорефлекторной деятельностью; повышает содержание норадреналина, преимущественно в гипоталамусе, крови и экскретируемой моче, что, по-видимому, связано с васкуляризацией трансплантата, проникновением амина в кровяное русло и прохождением через гематоэнцефалический барьер; увеличивает содержание норадреналина и адреналина в надпочечниках и сердце, что можно связать с активацией механизмов обратного захвата медиаторов по типу uptake 1,2,3.

Установлено, что внутримозговая и дистантная аллонейротрансплантация при разрушении лобно-височной коры головного мозга оказывает стимулирующее влияние на иммунную систему, которое носит нормализующий характер, а в условиях неповрежденного неокортекса этот эффект не проявляется. При изначально ослабленной функции памяти, дистантная трансплантация ткани эмбрионального голубоватого пятна не вызывает активации иммунологических процессов, что свидетельствует об отсутствии ее значимых иммунногенных свойств.

При сравнительном анализе эффектов внутримозговой и дистантной трансплантации ткани эмбрионального голубоватого пятна оказалось, что дистантная трансплантация эмбриональной мозгоспецифической ткани оказывает более выраженное коррегирующее влияние на условнорефлекторую деятельность в условиях разрушенного неокортекса, чем внутримозговая. Однако следует отметить, что на иммунитет внутримозговая трансплантация ткани эмбрионального голубоватого пятна оказывает более выраженное стимулирующее влияние, чем дистантная.

Полученные данные свидетельствуют о положительном влиянии внутримозговой и дистантной трансплантации ткани эмбрионального голубоватого пятна на показатели условнорефлекторного стереотипа поведения как у крыс с разрушением лобно-височной коры головного мозга, так и у крыс с врожденно ослабленными мнестичними функциями, что коррелировало со значительным повышением содержания норадреналина в неокортексе при внутримозговой и достоверным повышением его содержания в гипоталамусе, крови, надпочечниках, сердце и экскретируемой моче при дистантной трансплантации эмбриональной ткани голубоватого пятна.

Трансплантация в условиях поврежденного неокортекса оказывала стимулирующий эффект на иммунологическую реактивность крыс-реципиентов, имеющий нормализующий характер.

Сделано заключение, что трансплантированная ткань эмбрионального голубоватого пятна приживляется и функционирует в организме реципиента, следствием чего и является улучшение следовых процессов у крыс с нарушенной или ослабленной функцией памяти.

Ключевые слова: внутримозговая и дистантная трансплантация, эмбриональное голубоватое пятно, память, катехоламинергическая система, иммунологическая реактивность.

SUMMARY

Bevziuk D.A. Neurophysiological mechanisms of restoration of trace processes in the rats under the influence of interbrain and distant neurotransplantation of embryonic locus coeruleus tissue. -Manuscript.

Thesis for a candidate's degree by speciality. 03.00.13-physiology of human and animals,Kharkov National University by V.N. Karazyn, Kharkov,2001.

The present research is dedicated to the elucidation of mechanisms of influence of interbrain and distant neurotransplantation of embryonic locus coeruleus on the conditional reaction stereotype of behaviour, functional activity of catecholaminergic system of brain system and immunological reactiveness in the rats with the damaged frontal - temporal part of brain and rats with weaked memory functions.

The analysis of the data obtained shous about positive influence of interbrain and distant transplantation of embryonic locus coeruleus tissue on indexes of conditional reaction stereotype of behaviour, functional activity of catecholaminergic system and immunological reaction in rats of these two types.

A conclusion has been made about setting down and functioning of embryonic locus coeruleus in organism of recipient and possibility of improvement weaked or damaged processes memory.

Key worlds: interbrain and distant neurotransplantation, memory, embryonic locus coeruleus, immunological reactiveness, catecholaminergic system.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Практична цінність результатів. Результати роботи мають клінічну спрямованість, тому що сприяють розробці нових способів і технологій лікування хворих з порушеннями пам'яті й особливо у випадках деменцій різного етіопатогенезу (судинного, токсикоманічного, інфекційного, інфантильно-преморбідного, дегенеративного генезу).

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно проведені: робота з літературними джерелами, написання літературного огляду, виконання всіх серій експерименту, статистична обробка даних з використанням непараметричного критерію Вілкоксона-Манна-Уітні. Аналіз імунологічних даних був виконаний за участю кандидата біологічних наук В.В. Гейко. Узагальнення результатів здійснено за участю керівника д.б.н., проф. Т. М. Воробйової. Дисертація написана й оформлена самостійно.

Апробація результатів дисертації. Результати й основні положення роботи повідомлено на 1-й Установчій конференції з нейронаук (Київ, 1998), на XY з'їзді Українського фізіологічного товариства (Донецьк, 1998), на 1-му Національному конгресі невропатологів і психіатрів (1997), на 34-му конгресі нейрологічних наук (Едмонтон, Канада 1999), на конференції молодих вчених Харківського медичного університету “Медицина третього тисячоліття” (Харків 17-18 січня 2001), IV міській науково-практичній конференції ”Актуальні проблеми сучасної науки в дослідженнях молодих вчених Харківщини” (Харків, 31 січня 2001р).

Публікації. Основні положення роботи відображені в 6 статтях, з яких 5 надруковано в фахових виданнях, та 3 тезах.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу і розділів: огляд літератури, обсяг і методи досліджень, результати власних досліджень і висновки, список використаних джерел (242 найменування). Матеріали викладено на 135 сторінках друкованого тексту, містить 18 таблиць і 28 малюнків.

Матеріали і методи досліджень. Дослідження проведені на 80-ти нелінійних щурах-самцях вагою від 230 до 280 г, віком від 3 - х до 4 - х місяців в умовах хронічного експерименту. Щурів було розподілено на 8 груп. У перші чотири групи ввійшли щури дослідних груп, наступні три - групи біохімічного контролю і останню групу склали щури імунологічного контролю. Формування стереотипу УРЕРУ вивчали із застосуванням стандартної методики [Т. М. Воробйова 1969] з використанням камери з двома відсіками, розділеними переходом для щура і металевою підлогою, до якої підводили електричний струм.

Модель порушення пам'яті створювали шляхом білатерального електролітичного пошкодження лобно-скроневих відділів кори головного мозку з аноду силою струму від 1 до 3 мА протягом 15 - 30 с. Вибір лобно-скроневих відділів кори головного мозку ґрунтувався на відомостях про роль цих мозкових структур у нейрофізіологічних механізмах асоціативних процесів, у тому числі й у третинному аферентному синтезі інформації [П.К. Анохин 1968, 1973; А. Н. Шогам 1966; К. В. Судаков1999].

Спираючись на літературні дані, за нейротрансплантат була взята тканина ембріональної блакитнуватої плями (ЕБП), нейрони якої синтезують норадреналін - нейрохімічний посередник слідових процесів, а терминалі закінчуються в лобно-скроневих відділах кори головного мозку.

Для нейротрансплантації використовували донорську тканину ЕБП щурів 17-19 денного терміну гестації. Термін від забору тканини до його імплантації складав від 10 до 20 хв. Застосовували внутрішньомозкову і дистантну імплантацію, останню здійснювали через шкірний надріз між 2 і 3 шийними хребцями під місцевою анестезією.

Визначення вмісту катехоламінів у структурах мозку, периферичних тканинах та їх екскрецію з сечею здійснювали флюориметричним методом (А. М. Бару, Т. П. Бойко 1979).

Дослідження імунологічних показників виконували з використанням загальноприйнятих методик.

Морфогістологічні зрізи готувалися за стандартною методикою з використанням двох барвників ван Гізон і Ніссля.

Статистичну обробку даних здійснювали з використанням непараметричного критерію “U”Вілкоксона-Манна-Уітні. Результати імунологічних досліджень доповнювалися даними кореляційного аналізу.

РЕЗУЛЬТАТИ ВЛАСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ І ЇХНЄ ОБГОВОРЕННЯ

Особливості поведінкових, біохімічних і імунологічних показників у тварин з руйнуванням лобно-скроневих відділів кори головного мозку. Шляхом попереднього семиденного навчання в першу групу були відібрані тварини зі швидким формуванням УРЕРУ. Формування стереотипу УРЕРУ у цих щурів характеризувалося поступовим збільшенням кількості умовнорефлекторних відповідей, скороченням їхніх латентних періодів, а також збільшенням кількості правильних диференціювань і подовженням часу реалізації помилкових умовнорефлекторних відповідей, що свідчило про посилення аналізаторних здібностей кори і процесів внутрішнього гальмування. Умовнорефлекторний стереотип поведінки вважався сформованим, якщо відносна кількість правильних диференціювань перевищувала 2/3 від загальної кількості пред'явлень диференційованого умовного сигналу. Після чого щурам даної групи наносили електролітичне пошкодження лобно-скроневих відділів кори головного мозку, що призвело до значних змін умовнорефлекторного стереотипу. Найбільш очевидним ефектом його порушення стало зниження рівня правильних диференціювань уже на 13-15 день і різке його падіння до 25-27 днів (рис. 1).

Рис. 1. Зміни поведінкових і часових показників стереотипу УРЕРУ в щурів під впливом руйнування лобно-скроневих відділів кори головного мозку (1-а група).

Примітки. А - кількість умовнорефлекторних відповідей; Б - кількість повних диференціювань; В- час реалізації умовнорефлекторних відповідей; Г - час реалізації “помилкових” умовнорефлекторних відповідей. 1 - за три дні до руйнування лобно-скроневих відділів кори головного мозку (фон); 2 - на 13-15 ; 3 - на 25-27 - дні після руйнування лобно-скроневих відділів кори головного мозку.

*- р<0.05, ** - р<0.01 у порівнянні з фоном; + р<0.05, у порівнянні з 13-15 днями.

Відбувалося зниження латентного періоду на помилковий умовний сигнал. Це свідчило про прогресуюче послаблення процесів внутрішнього гальмування.

Кількість умовнорефлекторних відповідей знижувалася до 13-15 днів, з одночасним підвищенням їхніх латентних періодів, що свідчило про вимикання тих внутрішньомозкових комунікацій, які відповідають за замикання умовних рефлексів. Однак, слід зазначити, що до 25-27 днів кількість умовнорефлекторних відповідей у щурів першої групи трохи підвищувалася, але не досягала первісного (фонового) рівня, що, очевидно, пов'язано з компенсаторними процесами активації гіпокампних механізмів пам'яті.

Результати біохімічних досліджень вмісту катехоламінів у щурів 1-ї групи в екскретованій сечі виявили достовірне збільшення концентрації адреналіну до 25-27 днів в порівнянні з контрольними значеннями, що очевидно пов'язано з 3-ю фазою стресу - виснаження по Сельє (табл. 1).

Таблиця 1

Вплив внутрішньомозкової і дистантної трансплантації тканини ЕБП на вміст адреналіну і норадреналіну в екскретованій сечі (нмоль/добу) у щурів

Примітки. 1-а група-щурі з руйнуванням лобно-скроневої кори головного мозку; 2-а група-щурі з руйнуванням лобно-скроневої кори головного мозку та одночасною внутрішньомозковою трансплантацією тканини ЕБП; 3-а група щурі з руйнуванням лобно-скроневої кори головного мозку та одночасною дистантною трансплантацією тканини ЕБП; 4-а група щурі з послабленими від народження мнестичними функціями.

¹⁾ р<0.05, ²⁾ р<0.01 в порівнянні з контролем,³⁾ р<0.05 в порівнянні з фоном.

Дослідження вмісту адреналіну в структурах мозку виявили значне його падіння в зоні коагульованої кори, що пов'язано з деструктивними змінами терміналій норадренергічних нейронів, і гіпоталамусі з одночасним достовірним збільшенням даного показника в крові і наднирках. Останній факт засвідчує ефект ауторегуляції, реалізованої на основі зворотних зв'язків між центральними і периферичними ланками симпато-адреналової системи. А за рахунок деякого збільшення концентрації адреналіну в гіпокампі могли активізуватися гіпокампні механізми пам'яті (табл. 2).

Концентрація норадреналіну у всіх досліджених мозкових структурах, за винятком гіпоталамуса, ретикулярної формації середнього мозку й зони коагульованої кори, була приблизно такою ж, як і в інтактних тварин. У ретикулярній формації середнього мозку рівень норадреналіну знижувався, а в гіпоталамусі збільшувався. Слід зауважити, що, будучи базисним центром адаптивних реакцій, нейронні системи гіпоталамусу в даних умовах збільшували свою активність і таким чином забезпечували компенсаторні зміни. У крові спостерігалося достовірне зниження, а в наднирках значне підвищення рівня норадреналіну (табл. 2).

катехоламінергічний імунологічний щур мозок гістоморфологічний

Таблиця 2

Вплив внутрішньомозкової і дистантної трансплантації тканини ЕБП на вміст норадреналіну і адреналіну в структурах мозку (нмоль/г), в крові (нмоль/л), тканинах наднирків (мкмоль/г) і серця (нмоль/г) у щурів

Примітки. Rfm - ретикулярна формація серединного мозку; Hip - гіпокамп; Hpt - гіпоталамус; Cort 1 - кора залишкова; Cort 2- кора коагульована; Cort 3 - кора трансплантована, Bl - кров, GSR - наднирки, Cor - серце.

¹⁾ - р<0.1, ²⁾ - р<0.05, ³⁾ - р<0.01 у порівнянні з контролем.

Імунний статус у щурів з руйнуванням лобно-скроневої кори головного мозку (1-а група) у відставленому періоді, визначався зрушеннями вивчених показників, що засвідчило напругу імунної системи: зниженням вагових показників центральних і периферичних лімфоїдних органів, розвитком загального лейкоцитозу, зниженням фагоцитарної і метаболічної активності нейтрофільних гранулоцитів і зниженням циркулюючих імунних комплексів (табл. 3).

Таблиця 3

Вплив внутрішньомозкової і дистантної трансплантації тканини ЕБП на імунологічні показники у щурів

Примітки. 1-а група-щурі з руйнуванням лобно-скроневої кори головного мозку; 2-а група-щурі з руйнуванням лобно-скроневої кори головного мозку та одночасною внутрішньомозковою трансплантацією тканини ЕБП; 3-а група щурі з руйнуванням лобно-скроневої кори головного мозку та одночасною дистантною трансплантацією тканини ЕБП; 4-а група щурі з послабленими від народження мнестичними функціями.

¹⁾- р<0.05, ²⁾ - p<0.01-в порівнянні з інтактними щурами; ³⁾ р<0.05, ⁴⁾ - p<0.01 - в порівнянні з 1-ю групою.

Особливості поведінкових, біохімічних і імунологічних показників у щурів із руйнуванням лобно-скроневих відділів кори головного мозку й одночасною внутрішньомозковою трансплантацією тканини ЕБП. До другої групи ввійшли також щури із швидким формуванням УРЕРУ. Процес формування стереотипу поведінки в щурів другої групи йшов за аналогією з тваринами першої групи. Міцно вироблений стереотип умовнорефлекторної поведінки руйнували шляхом електрокоагуляції лобно-скроневих відділів кори головного мозку й одночасно з цим проводили внутрішньомозкову трансплантацію тканини ЕБП. Через 12 днів у щурів даної групи перевіряли стереотип поведінки. Найбільш виразним ефектом поведінки в умовах трансплантації ЕБП у щурів даної групи було істотне підвищення кількості правильних диференціювань. Це чітко виявлялося вже через 13-15

днів після операції, а на 25-27-й день цей показник у даної групи перевищував такий у першій групі майже в 1,8 раз (рис. 2 ). Даний факт засвідчив посилення процесів внутрішнього гальмування в щурів із трансплантацією ЕБП. Характерним також було достовірне збільшення латентних періодів “помилкових” умовнорефлекторних відповідей до 13-15 дня в порівнянні з фоном і зі значеннями, що

Рис. 2. Зміна поведінкових і часових показників стереотипу УРЕРУ в щурів з руйнуванням лобно-скроневих відділів кори головного мозку і внутрішньомозкової трансплантації тканини ЕБП (2-а група).

Примітки. А - кількість умовнорефлекторних відповідей; Б - кількість повних диференціювань; В- час реалізації умовнорефлекторних відповідей; Г - час реалізації “помилкових” умовнорефлекторних відповідей. 1-за три дні до руйнування лобно-скроневих відділів кори головного мозку і внутрішньомозкової трансплантації ЕБП (фон); 2 - на 13-15; 3 - на 25-27 дні після руйнування лобно-скроневих відділів кори головного мозку і внутрішньомозкової трансплантації ЕБП.

- p<0.05 ** - p<0.01 у порівнянні з фоном, + p - <0.05 у порівнянні з 13-15 днями.

Спостерігалися в першій групі (рис. 2). Необхідно, однак, відзначити, що латентні періоди правильних умовнорефлекторних відповідей у щурів із трансплантацією також трохи перевищували фонові значення й аналогічні значення в першій групі. Варто також згадати, що при значному зниженні умовнорефлекторних відповідей до 13-15 днів, на 25-27-й день після ушкодження неокортексу відносна кількість умовнорефлекторних відповідей на пред'явлення позитивного умовного сигналу у другій групі була трохи нижчою, ніж до зазначеного втручання (рис. 1). Це очевидно є показником деякого загального зниження аналізаторної здатності кори головного мозку, викликаної недавньою травматизацією.

Результати біохімічних досліджень вмісту катехоламінів у щурів 2-ї групи в екскретованій сечі свідчили про очевидне приживлення і функціонування тканини ЕБП, що виявлялося в достовірному збільшенні концентрації катехоламінів до 25-27 доби в порівнянні з контрольними значеннями (табл. 1).

Аналіз вмісту катехоламінів у мозкових структурах і периферичних тканинах показав наступне. У коагульованих відділах кори головного мозку спостерігалася тенденція до зниження вмісту адреналіну, що пов'язано з деструктивними змінами нейронів і їх терміналей внаслідок електрокоагуляції, а в гіпоталамусі тенденція до збільшення вмісту даного аміну. У гіпокампі спостерігалося його достовірне збільшення, що, очевидно, зумовлюється частковою активацією гіпокампних механізмів пам'яті. На периферії змін не спостерігалося. Концентрація норадреналіну в новій корі значно (більш ніж у 7 разів) збільшувалася в порівнянні з тими, що визначалася в контрольних групах тварин, і майже в 9 разів - у порівнянні зі спостереженнями в першій групі. Отже, трансплантат інтенсивно функціонував як структура, що синтезує норадреналін і депонує його в корі великих півкуль. У гіпоталамусі концентрація даного аміну була вірогідно збільшена, а в крові - значно знижена, що ще раз характеризує гіпоталамус як базовий регуляторний центр вегетативної нервової системи. У наднирках і серці відбувалося незначне зростання концентрації норадреналіну. Останній факт свідчить про активацію механізмів синтезу і зворотного захоплення за трьома типами - uptake 1, 2, 3 (табл. 2).

Група щурів з руйнуванням лобно-скроневої кори головного мозку і внутрішньомозковою трансплантацією в порівнянні з інтактними щурами, характеризувалася показниками, що вказують на збереження тенденції до деякої напруженості імунної системи. Однак, у порівнянні з першою групою, зрушення вивчених імунологічних показників відбивало ефект впливу, нейроспецифічного трансплантата на функціональний стан імунної системи, як нормалізуючий. Про це свідчили нормальні вагові показники центральних і периферичних лімфоїдних органів, загальний лейкоцитоз при нормалізації відносного вмісту і збереженні підвищеного, у порівнянні з контролем, абсолютного вмісту сумарних лімфоцитів, а також активації природної неспецифічної резистентності і гуморальної активності імунної системи, що виражалося в посиленні фагоцитарних і метаболічних показників нейтрофільних гранулоцитів і відновленні функції утворення антитіл (табл.3).

На закінчення треба сказати, що за даними морфогістологічних досліджень електролітичне руйнування лобно-скроневих відділів кори головного мозку супроводжувалося субтотальним некрозом тканини в цих зонах, наявністю кист та треків, порушеннями правильної стратифікації нейронів, їхнім поліморфізмом, в значній частини клітин спостерігалася картина гіпоксичних змін, внаслідок чого і з'явилися описані вище порушення умовнорефлекторної діяльності, катехоламінів і імунної реактивності, а морфогістологічні дослідження трансплантата продемонстрували неоднозначність його поведінки. Так, поряд із трансплантованою тканиною, що проростає в мозок реципієнта, спостерігалися трансплантати в стані персистенції.

Проліферуючий трансплантат був побудований за загальним планом: у центрі спостерігалися клубки з волокнистої тканини майже без клітинних елементів, а на периферії - скупчення нейробластів, більш значні в місцях контакту з тканиною мозку реципієнта. У перифокальних зонах лобно-скроневої кори відзначалося відхилення орієнтації осьових дендритів в бік трансплантата, що змінювало вертикальну упорядкованість кортикальних нейронів.

Особливості поведінкових, біохімічних і імунологічних показників у щурів з руйнуванням лобно-скроневих відділів кори головного мозку й одночасною дистантною трансплантаціею тканини ЕБП. До третьої групи ввійшли так само щури зі швидким формуванням УРЕРУ, яке проходило аналогічно до щурів 1-ї і 2-ї групи. Після стабілізації умовнорефлекторного стереотипу поведінки тваринам третьої групи здійснювали електролітичне руйнування лобно-скроневої кори головного мозку і дистантну трансплантацію тканини ЕБП. У щурів 3-ї групи перевіряли збереження умовнорефлекторного стереотипу поведінки через 12 днів після ушкодження неокортексу. З рис. 3 видно, що достовірне падіння кількості умовнорефлекторних відповідей на 13-15 дні супроводжувалося незначним зниженням їхніх латентних періодів і достовірним зниженням відсотка повних диференціювань.

Рис. 3. Зміна поведінкових і часових показників стереотипу УРЕРУ в щурів з руйнуванням лобно-скроневих відділів кори головного і дистантної трансплантації тканини ЕБП (3-а група).

Примітки. А - кількість умовнорефлекторних відповідей; Б - кількість повних диференціювань; В- час реалізації умовнорефлекторних відповідей; Г - час реалізації “помилкових” умовнорефлекторних відповідей. 1 - за три дні до руйнування лобно-скроневих відділів кори головного мозку (фон); 2 - на 13-15 і 3 - на 25-27 дні після руйнування лобно-скроневих відділів кори головного мозку.

* - p<0.05 у порівнянні з фоном, + p - <0.05 ++ p - <0.01 у порівнянні з 13-15 днями.

Тривалість “помилкових” умовнорефлекторних відповідей співпадав з фоновою. До 25-27 дня кількість умовнорефлекторних відповідей досягала фонових значень, і час їхньої реалізації був трохи зниженим відносно фону. Рівень диференціювань був не тільки вірогідно вищим відносно 13-15 днів, але на 10 більшим від вихідних значень, а час реалізації помилкового умовного рефлексу значно зростав. Усі викладені вище зміни в поведінкових і часових показників стереотипу свідчили про посилення процесів внутрішнього гальмування, тобто аналізаторної здатності неокортексу.

У екскретованій сечі в щурів 3-ї групи було виявлено достовірне збільшення катехоламінів на 13-15 добу і збільшення норадреналіну на 25-27 добу (табл. 1). Рівень адреналіну в структурах мозку в щурів 3-ї групи відповідав фоновим значенням за винятком коагульованих зон кори головного мозку, де він був вірогідно знижений. Слід зазначити, що в гіпоталамусі спостерігалася тенденція до збільшення вмісту як адреналіну, так і норадреналіну, що свідчило про проникнення катехоламінів через гематоенцефалічний бар'єр. Одночасно з цим відзначалася тенденція до збільшення вмісту норадреналіну в серці і наднирках, що, очевидно, пов'язано з активацією механізмів зворотного захоплення за типами uptake 1, 2, 3. (табл. 2).

Дистантна трансплантація тканини ЕБП в 3-й групі щурів мала певний, однак менш виражений, нормалізуючий ефект на імунну реактивність і природну неспецифічну резистентність.

Особливості поведінкових, біохімічних і імунологічних показників у щурів з дистантною трансплантацією тканини ЕБП. Тварини четвертої групи після попереднього відбору були визначені як щури з уповільненим формуванням УРЕРУ, серед яких були ті, що не піддавалися навченню. Під впливом трансплантованої тканини у тварин даної групи вдалося виробити не тільки міцну УРЕРУ, але і диференційоване гальмування (рис. 4).

Рис. 4. Формування УРЕРУ під впливом дистантної трансплантації тканини ЕБП у щурів із послабленими від народження мнестичними функціями.

Примітки. А - кількість умовнорефлекторних відповідей; Б - кількість повних диференціювань; В- час реалізації умовнорефлекторних відповідей; Г - час реалізації “помилкових” умовнорефлекторних відповідей. 1 - за три дні до дистантної трансплантації тканини ЕБП (фон), 2 - на 13-15; 3 - на 25-27 дні після дистантної трансплантації тканини ЕБП.

*- р<0.05, ** - р<0.01 у порівнянні з фоном; + - р<0.05 у порівнянні з 13-15 днями.

Отже, з рис. 4 видно, що на 13-15 день кількість умовнорефлекторних відповідей вірогідно зростала в порівнянні з фоном, що свідчило про посилення аналізаторних здібностей кори головного мозку, а до 25-27 днів кількість диференціювань відповідала вже 57,3%, що свідчило про посилення процесів внутрішнього гальмування. Слід зазначити, що процес вироблення УРЕРУ відбувався лише за 10-11 днів, що було значно швидшим за час навчання щурів попередніх трьох груп. Цікавим є той факт, що в трьох щурів, віднесених до тих, що взагалі не піддавалися навченню, після трансплантації тканини ЕБП не тільки виробилася УРЕРУ і диференціююче гальмування, але і цілком змінилася поведінка: були відсутні агресія, страх, відзначалися реакції емоційного комфорту. Отже, дана трансплантована тканина справляє модулюючий вплив на емоційну сферу тварин.

Біохімічний аналіз вмісту катехоламінів у екскретованій сечі виявляв збільшення вмісту норадреналіну в порівнянні з контролем до кінця експериментального періоду, що дає можливість вести мову про функціональну активність тканини ЕБП. Коливання адреналіну як у структурах мозку, так і на периферії були незначні.

Винятком був лише гіпоталамус, де концентрація адреналіну частково знижувалася в порівнянні з контролем, і кров, де спостерігалася така ж тенденція до зниження рівня даного аміну. Слід зазначити, що концентрація норадреналіну в структурах мозку відповідала контрольним значенням, за винятком гіпоталамусу, де вона вірогідно збільшувалася. Це пов'язано з проникненням амінів через гематоенцефалічний бар'єр в зоні базолатерального гіпоталамусу. Спостерігалося також збільшення вмісту даного аміну в крові, що очевидно пов'язано з васкуляризацією трансплантата і проникненням аміну в кров'яне русло. У наднирках і серці також зростав вміст норадреналіну, що пояснюється, очевидно, активацією механізмів зворотного захоплення за типами uptake - 1, 2, 3.

Під час аналізу імунологічного стану в щурів четвертої групи у порівнянні з контрольною групою не було відзначено істотних зрушень у показниках неспецифічної резистентності, клітинного і гуморального імунітету, крім підвищення загального вмісту лейкоцитів і абсолютного вмісту сумарних лімфоцитів, що не виходило за межі фізіологічної активності і вказувало на відсутність значимих імуногенних властивостей нейротрансплантату.

ВИСНОВКИ

3. Внутрішньомозкова трансплантація тканини ембріональної блакитнуватої плями відновлює в 81,4 % стереотип умовнорефлекторної емоційної реакції уникання, порушений електролітичним пошкодженням лобно-скроневих відділів кори головного мозку, підвищує фізіологічну активність, нормалізує вміст адреналіну в ретикулярній формації середнього мозку, гіпоталамусі, неокортексі, а в гіпокампі навіть збільшує поряд з зниженням його в крові. Значне збільшення вмісту норадреналіну в неокортексі, в місці приживлення трансплантату, поєднується з морфогістологічними характеристиками його життєздатності.

4. Дистантна трансплантація ембріональної тканини блакитнуватої плями не тільки відновлює порушений стереотип умовнорефлекторної емоційної реакції уникання в щурів з електролітичним руйнуванням лобно-скроневої кори головного мозку, але й підвищує вміст норадреналіну і адреналіну, переважно в гіпоталамусі, в крові, екскретованій сечі, наднирках і серці, що пов'зано з васкуляризацією трансплантату, проникненням аміна в кров'яне русло і, ймовірно, проходженням через гематоенцефалічний бар'єр, а також активацією механізмів зворотнього захоплення аміна за типами - uptake 1, uptake 2, uptake 3. Підвищення вмісту адреналіну в гіпоталамусі, наднирках і серці також обумовлено згаданими чинниками.

5. Дистантна трансплантація тканини ембріональної блакитнуватої плями у щурів з послабленими мнестичними функціями, судячи з динаміки умовнорефлекторної емоційної реакції уникання, не тільки відновлює їх до нормального рівня, а навіть дещо поліпшує ці процеси. Дистантна нейротрансплантація при ослабленій мнестичній функції діє аналогічно до умов ушкодженого неокортексу, на функціональний стан норадренергічної системи, що також пов'язано з васкуляризацією трансплантату, проникненням норадреналіну й адреналіну в кров'яне русло, проходженням через гематоенцефалічний бар'єр, активацією механізмів зворотного захоплення нейромедіатора.

6. Руйнування лобно-скроневої кори головного мозку призводить до дисоційованих змін імунологічної реактивності: до активації механізмів неспецифічного захисту(зростання інтенсивності фагоцитозу, метаболічної активності нейтрофілів), зниження показників гуморального і клітинного імунітету.

7. Внутрішньомозкова і дистантна алонейротрансплантація тканини ембріональної блакитнуватої плями щурам з руйнуванням лобно-скроневої кори головного мозку і з послабленими від народження мнестичними функціями поліпшує показники імунологічної реактивності, що виражається у відновленні функціонального стану тимусу, посиленні гуморальної активності, нормалізації фагоцитарних показників. Загалом вказані зміни носять нормалізуючий характер.

8. Внутрішньомозкова і дистантна нейротрансплантація тканини ембріональної блакитнуватої плями справляє позитивний вплив на перебіг умовнорефлекторної діяльності, функціональний стан катехоламінергічної системи й імунологічної реактивності як при структурно-функціональних дефектах лобно-скроневих відділів кори головного мозку, так і при уродженій недостатності мнестичної функції.

ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Бевзюк Д.А. Вплив дистантної трансплантації ембріональної блакитної плями на навчання та пам'ять у щурів // Нейрофізіологія - 1999. - Т.31, № 2 - С.130-133.

Бевзюк Д.А. Внутримозговая трансплантация эмбрионального голубоватого пятна и следовые процессы у крыс при атрофии лобно-височной коры головного мозга в эксперименте// Медицина сегодня и завтра. - 1999. - № 3-4. - С.36-39.