Исследование роли висцеральных полей коры больших полушарий в модуляции объемно-зависимой обратной связи в системе дыхания

• Автор: Иванова, Татьяна Геннадьевна
• Шифр специальности: 03.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературных источников

1.1. Кора больших полушарий и респираторный контроль

1.2. Бульбо-понтинный механизм регуляции дыхания

1.3. Механорецепторный контур регуляции дыхания.

1.4. Механизмы кортикальной модуляции вегетативных

рефлексов.

1.5. Роль ГАМК-эргичсской системы в регуляции

дыхания.
Глава 2. Объект и методы исследования
2.1. Объект исследования
2.2. Основные экспериментальные методики
2.3. Экспериментальная установка и обработка данных.
Глава 3. Паттерн дыхания и объёмно-зависимая обратная связь в
системе дыхания анестезированной крысы.
3.1. Параметры внешнего дыхания анестезированной
крысы и их динамика
3.2. Характеристика инспираторно-тормозящего и
экспираторно-облегчающего рефлексов
3.3. Обсуждение результатов
Глава 4. Респираторные эффекты раздражения висцеральной коры
4.1. Изменение паттерна дыхания и общего
инспираторного усилия.
4.2. Влияние раздражения висцеральной коры на
рефлексы Геринга-Брейера
4.3. Обсуждение

Глава 5. Влияние повышенного церебрального уровня ГЛМК на
функции респираторной системы
5.1. Изменения параметров внешнего дыхания под
влиянием ГАМК
5.2. Изменение состояния объёмно-зависимой обратной
связи
5.3. Обсуждение
Г лава 6. Респираторные эффекты раздражения висцеральной коры в
условиях повышенного церебрального уровня ГАМК
6.1. Перестройки паттерна дыхания.
6.2. Влияние на механизмы кортикального контроля
объёмно-зависимой обратной связи.
6.3. Обсуждение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Экспериментальное исследование вопроса о роли коры больших полушарий в регуляции, функций висцеральных систем началось более ста лет назад (Данилевский, 1876; Бехтерев, 1906): В результате многолетних исследований было доказано участие коры головного мозга в управлении вегетативными функциями и это положение стало центральным в в теории кортико-висцеральных взаимоотношений (Быков, 1947; Черниговский, 1967).
За прошедшее время представления о роли коры в автономном контроле неоднократно менялись. Согласно современным теориям, кора больших полушарий осуществляет координацию аффективного поведения и поведения висцеральных систем, обеспечивая целесообразные реакции организма на изменения, происходящие во внешней и внутренней среде. Предполагается, что ключевую роль в этих процессах играют отделы префронтальной коры расположенные на медиальной и латеральной поверхности больших полушарий (Barbas et al, 2003; Hansel, von Kanel, 2008). Их повреждение нередко вызывает психические расстройства, которые сопровождаются нарушениями автономных функций, изменениями активности нейроэндокринной системы (Drevets et al, 2008). При инсультах, затрагивающих эти области коры, отмечаются осложнения со стороны сердечно-сосудистой системы, нарушения функции дыхания (Davenport et al, 1996; Johnston et al, 1998; Kocan, 1998; Rochester, Mohsenin, 2002; Dutsch et al, 2007). Подобные эффекты наблюдаются и при экспериментальных повреждениях префронтальной коры (Oppenheimer, 2006).
С другой стороны, в пределах медиальной и латеральной префронтальной коры идентифицированы так называемые висцеральные поля, которые содержат зоны сенсорного и зффекторного представительства ряда висцеральных систем (Беллер, 1978; Багаев, Александров, 2000). Раздражение этих областей коры вызывает изменения' текущей активности сердечнососудистой и дыхательной систем (Yasui et al, 1991; Aleksandrov et al., 2000; Ведясова и др., 2010). Морфологические исследования показывают, что висцеральные поля имеют широкие связи с подкорковыми и стволовыми автономными центрами (Moga et al., 1990; van der Kooy et al., 1984). Они входят в состав так называемой центральной автономной сети, которая осуществляет центральное управление вегетативными функциями (Benarroch, 1993).

1.4. Механизмы кортикальной модуляции вегетативных рефлексов.
Нейрофизиологические и нсйроморфологические исследования, результаты которых рассмотрены в разделе 1.1. настоящего обзора, свидетельствуют, в частности, о том, что раздражение областей висцеральной коры приводит к изменениям активности многих висцеральных систем, включая респираторную, а прямые эфферентные проекции, исходящие из этих областей достигают нижележащих автономных центров. Так, например, введение антероградного маркёра WGA-HRP в отделы медиальной префронтальной коры, в том числе в IL, приводит к появлению метки в ЯОТ, причём в тех его частях, в которых заканчиваются терминали первичных афферентов исходящих от сердца, кишечника и лёгких (Terreberry, Neafsey 1987). Авторы этой работы сделали предположение о том, что прямые кортикальные проекции к ЯОТ могут быть вовлечены в развитие брадикардии, депрессорных ответов, изменений в деятельности желудочно-кишечного тракта и дыхательной системы, то есть тех реакций, которые наблюдаются при раздражении висцеральной коры.
Барорефлекс
К настоящему времени накоплен значительный объём экспериментальных данных которые подтвердили эту гипотезу. Так, в экспериментах на необездвиженпых бодрствующих крысах было показано, что билатеральное разрушение области медиальной префронтальной коры, к которой принадлежит IL, приводит к изменениям ряда параметров барорефлекторной реакции на введение фенилэфрина, вызывающего подъём артериального давления и нитропруссида, вызывающего его падение (Verbeme et al., 1987). Было установлено, в частности, что разрушение указанной области коры не приводило к изменениям величины среднего артериального давления и частоты сердечных сокращений. Однако уменьшались максимальная и средняя величина изменения частоты в ответ на изменение артериального давления (baroreflex gain) и несколько снижался порог рефлекторной реакции. Был сделан вывод о том, что эти данные подтверждают наличие нисходящих возбуждающих проекций из медиальной префронтальной коры к медуллярным нейронам, включающимся в дугу барорефлекса.
Введение в IL лидокаина не оказывало влияние на симпатическкий компонент барорефлекса, который тестировался путём внутривенного