ВЫРАЖЕННОСТЬ МОРФИНОВОЙ И СТРЕСС-ВЫЗВАННОЙ АНАЛГЕЗИИ В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ СУТОК У МЫШЕЙ
Автор Михеев В.В.
15.07.2009 г.
Военно-медицинская академия им. С.М.Кирова МО РФ, Санкт-Петербург
Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Естествознание и гуманизм» (2006 год, Том 3, выпуск 4), под редакцией проф., д.б.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника
Введение
Хорошо известно, что болевая чувствительность животных и человека, в регуляции которой большую роль играет кора больших полушарий, подвержена значительным суточным колебаниям (Кубынин А.Н., Михеев В.В., 1995; Кубынин А.Н. и др., 1998; Арушанян Э.Б., 2005). Эти колебания, однако, до сих пор изучены далеко не достаточно, хотя учет их может значительно повысить эффективность облегчения и купирования болевого синдрома в клинической практике.
Многочисленные исследования с применением агонистов и антагонистов различных нейромедиаторных систем убедительно показали наличие у животных не только опиоидной, но и неопиоидной эндогенной антиноцицептивной системы (Игнатов Ю.Д. и др., 1994). Показано также, что доминирование той или иной антиноцицептивной системы определяется генотипом животного (Михеев В.В., Кулигина Е.Ш., 1998; Михеев В.В., Шабанов П.Д., 2006), его полом (Kavaliers M., Colwell D., 1991), характером межполушарных взаимоотношений (Михеев В.В., 2001; Михеев В.В., Шабанов П.Д., 2006), а также индивидуально-типологическими особенностями (Игнатов Ю.Д., 1989). В то же время, влияние различных видов стресса на развитие опиоидной или неопиоидной аналгезии в различные периоды суток ещё не исследовано. Поэтому цель настоящей работы состояла в изучении влияния морфина и налоксона на болевую чувствительность мышей при остром (электроболевом) и хроническом (операционном) стрессах в различные временны́е периоды суток.
Методы исследования
Эксперименты выполнены на 563 половозрелых самцах беспородных мышей. В течение 4 недель до опытов животных содержали группами по 8-10 особей в стандартных клетках-террариумах при режиме освещения свет : темнота = 12:12, свет включали в 09.00. Болевую чувствительность оценивали по латентному периоду отдергивания хвоста в тесте «tail-flick» с помощью оптоэлектронного аналгезиметра ТФ-003.
Стерссирующим воздействиями служили оперативное вмешательство (хронический болевой стресс) и электроболевое раздражение стопы лап (острый стресс). Оперативное вмешательство заключалось в том, что за двое суток до экспериментов у мышей под эфирным наркозом удаляли мягкие ткани в лобно-теменной области и надкостницу, а затем проделывали трепанационные отверстия диаметром около 1 мм над левым и правым полушариями большого мозга. Болевому раздражению стопы лап животные подвергались на электрополу (2 импульса длительностью 300 мс в интервале 1 с с амплитудой 30 В) в течение 2 мин. («foot-shock») непосредственно перед тестированием.
Налоксон (1 мг/кг) и морфин (5 мг/кг) вводили внутрибрюшинно за 15 мин. до тестирования.
Опыты проводили в течение 30 часов за 5 сессий. Ввиду инвазивности использованных методов исследования каждое животное тестировали только один раз. Полученные данные обрабатывали с помощью стандартного набора статистических программ «STATISTICA 6.0».
Результаты и их обсуждение
Полученные данные о болевой чувствительности и аналгезии у мышей в различные периоды суток до оперативного вмешательства представлены в табл. 1. В первую половину светлой фазы суток (0900 до 1500) как электроболевое раздражение стопы лап, так и морфин (5 мг/кг) вызывали ярко выраженную аналгезию. При этом следует отметить, что налоксон не купировал аналгезию, вызванную стрессирующим воздействием. Эти данные, по-видимому, свидетельствуют о том, что в данный период у животных в ответ на болевую стимуляцию развивается аналгезия неопиоидной природы, но при этом существует и аналгезия опиоидного характера при введении морфина.
С 1500 до 2100 электроболевой стресс и морфин также вызывали значимую аналгезию. Но, в отличие от предыдущего периода, налоксон частично уменьшал стресс-вызванную аналгезию, а морфин оказывал аналгетическое действие меньшее, чем болевое раздражение. Вероятно, в данное время суток после стимуляции на электрополу у животных развивается аналгезия, имеющая как опиоидный, так и неопиоидный характер, причем обе эти составляющие суммируются.
Таблица 1
Влияние острого и
хронического болевого стресса на болевую чувствительность мышей в различные периоды
суток
Эксперимент
n
До операции
n
После операции
0900 – 1500
Контроль
35
7,61 ± 0,27
24
7,71 ± 0,50
Налоксон
24
7,94 ± 0,32
19
7,09 ± 0,44
Электроболевой стресс
19
12,92 ± 1,13к
24
9,54 ± 0,97*
Электроболевой стресс + налоксон
24
11,27 ± 0,73к
19
9,39 ± 0,82
Морфин
18
10,83 ± 0,79к
20
14,72±1,26к,с,сн,*
1500 – 2100
Контроль
32
7,82 ± 0,37
16
8,98 ± 1,07
Налоксон
30
7,06 ± 0,32
16
7,35 ± 0,31
Электроболевой стресс
25
13,23 ± 0,96к
16
11,39 ± 1,31
Электроболевой стресс + налоксон
30
10,79 ± 0,55к,с
16
10,15 ± 0,76
Морфин
24
9,98 ± 0,74к,с
20
7,70 ± 0,86с,*
2100 – 0300
Контроль
35
7,39 ± 0,44
12
7,28 ± 1,15
Налоксон
6
6,44 ± 0,10
15
7,79 ± 0,26
Электроболевой стресс
22
13,68 ± 0,98к
12
9,54 ± 1,64*
Электроболевой стресс + налоксон
6
11,09 ± 0,85к,с
15
10,10 ± 1,06к
Морфин
24
9,64 ± 0,52к,с
10
15,52±1,63к,с,сн,*
0300 – 0900
Контроль
24
6,96 ± 0,32
9
8,86 ± 1,55
Налоксон
15
7,09 ± 0,47
20
8,66 ± 0,36
Электроболевой стресс
14
13,05 ± 1,20к
9
8,83 ± 1,67*
Электроболевой стресс + налоксон
15
10,25 ± 0,95к
20
11,70 ± 0,87 к,с
Морфин
14
12,26 ± 1,12к
12
14,22 ± 0,16к,с,*
Примечание. Данные представлены в секундах. к –
различия достоверны по сравнению с контрольными животными при применении
налоксона; с – различия достоверны по сравнению со стрессированными животными;
сн – различия достоверны по сравнению со стрессированными животными после
применения налоксона; * – различия достоверны между оперированными и неоперированными
особями.
Аналогичная для вышеописанной (1500-2100) картина сохранилась и в первую половину темной фазы суток с 2100 до 0300. Во вторую же половину темной фазы суток с 0300 до 0900 наблюдались закономерности, описанные для первой половины светлой фазы суток с 0900 до 1500.
По данным этих экспериментов можно считать, что в период с 0300 до 1500 и морфин и электроболевое раздражение вызывают значимую аналгезию, причем стресс-вызванная аналгезия имеет неопиоидный характер. В период с 1500 до 0300 также наблюдается значимый аналгетический ответ в обоих случаях, но стресс-вызванная аналгезия обусловлена опиоидным и неопиоидным механизмами.
При изучении болевой чувствительности и аналгезии у мышей в различные периоды суток после оперативного вмешательства, установлено, что в первую половину светлой фазы суток с 0900 до 1500 морфин вызывал выраженную аналгезию, повышая болевые пороги примерно в два раза. В то же время, неизбегаемый болевой стресс не оказывал аналгетического действия. Соответственно, налоксон на фоне электрической стимуляции не вызывал эффекта.
Во вторую половину светлой фазы суток с 1500 до 2100 ни стрессирующее воздействие, ни введение морфина достоверной аналгезии не вызывало. Следует отметить, что после морфина болевые пороги были значимо ниже, чем после электростимуляции. В первую половину темной фазы суток с 2100 до 0300 болевое воздействие по-прежнему не вызывало аналгезии, тогда как морфин оказывал аналгетическое действие, примерно как и в первую половину светлой фазы
суток с 0900 до 1500. Обращает на себя внимание тот факт, что налоксон на фоне электроболевого стресса оказывал аналгетическое действие. Можно предполагать, что опиоидная эндогенная антиноцицептивная система тормозит активность неопиоидной, которая может «проявиться» только после блокады опиоидных рецепторов, но которая остается все равно менее значимой, чем опиоидная. Это подтверждается тем, что болевые пороги при применении морфина достоверно выше не только по сравнению с таковыми при стрессе, но и при стрессе после введения налоксона.
Во вторую половину темной фазы суток введение налоксона после электроболевого воздействия приводило к развитию аналгезии по уровню неотличимой от морфиновой, тогда как в предыдущем временном периоде эти различия были достоверны.
Суммируя данные, полученные в экспериментах на животных, перенесших операцию трепанации черепа, можно заметить, что такая операция препятствует развитию аналгезии в ответ на электроболевое раздражение во все временные периоды, а в ответ на введение морфина только с 1500 до 2100. Применение налоксона после болевой стимуляции способствует развитию аналгетического ответа в темное время суток, причем в период с 0300 до 0900 он сопоставим с таковым для морфина.
Сравнение болевой чувствительности и аналгезии у мышей до и после оперативного вмешательства в различные периоды суток выявило, что во все исследованные временные периоды болевые пороги неоперированных животных не отличались от болевых порогов у особей, перенесших оперативное вмешательство. То есть, стресс, вызванный операцией, не меняет болевую чувствительность. Введение налоксона ни в одном случае не изменяло уровень болевой чувствительности, что, по-видимому, свидетельствует о неактивном состоянии опиоидной антиноцицептивной системы как у неоперированных, так и у оперированных животных в течение всех суток. Характерно, что до оперативного вмешательства электроболевая стимуляция во всех временных периодах вызывала выраженную аналгезию, а после операции не вызывала.
У неоперированных животных в развитии аналгезии в ответ на болевой стресс неопиоидная ноцицептивная система играла ведущую роль с 1500 до 0300, а у оперированных особей ее влияние проявлялось в период с 2100 до 0900, причем только после блокады опиоидных рецепторов налоксоном.
Таким образом, операция трепанации черепа не меняя исходный уровень болевой чувствительности в течение суток, существенно изменяет степень вовлеченности опиоидной и неопиоидной эндогенных антиноцицептивных систем в развитие аналгетического ответа как на болевой стресс, так и на применение морфина в различные временные периоды. Кроме того, полученные данные экспериментально подтверждают клинические наблюдения, в которых отмечалась недостаточная эффективность морфина у больных с постоперационным болевым синдромом.
В наших предыдущих исследованиях было показано, что блокада опиоидных рецепторов налоксоном существенно влияет на ритмику стресс-вызванной аналгезии животных, что подтверждает важную роль опиоидных механизмов в формировании ритмов антиноцицептивного ответа. Кроме того, регуляция как ритмики стресс-вызванной аналгезии, так и ее налоксон-индуцированных изменений отчетливо латерализована (Кубынин А.Н. и др., 1998а,б, 2001; Шекунова Е.В. и др., 2005). В целом, в развитии опиоидного ответа на стресс доминируют структуры правого полушария, а структуры левого полушария, вероятно, в большей мере участвуют в развитии неопиоидного ответа на стресс (Кубынин А.Н. и др., 2002 Михеев В.В., Шабанов П.Д., 2006). Полученные в данном исследовании результаты, по-видимому, объясняются тем, что в разные периоды суток наблюдается доминирование разных гемисфер, что, в свою очередь, ведёт к превалированию опиоидного или неопиоидного характера антиноцицепции.
Поддержана грантом РФФИ №07-04-00549.
ЛИТЕРАТУРА
1. Арушанян Э.Б. Хронофармакология на рубеже веков. Ставрополь: СтГМА, 2005. 576 с.
2. Игнатов Ю.Д. Эндогенные болеутоляющие системы мозга и их изменения под влиянием опиатов и опиоидов // Актуальные проблемы лекарственного обезболивания. Л., 1989. С. 7-27.
3. Игнатов Ю.Д., Зайцев А.А., Михайлович В.А., Страшнов В.И. Адренергическая аналгезия. СПб.: АНТ-М, 1994. 216 с.
4. Кубынин А.Н., Катинас Г.С., Михеев В.В., Игнатов Ю.Д. Влияние односторонней инактивации коры больших полушарий на ритмические изменения болевой чувствительности мышей // Бюлл. экспер. биол. и мед. 1998а. Т. 125. № 6. С. 695-698.
5. Кубынин А.Н., Катинас Г.С., Михеев В.В., Игнатов Ю.Д. Анализ роли левого и правого полушарий большого мозга в регуляции биоритмов болевой чувствительности мышей при стрессе // Российский физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1998б. Т. 84. № 12. С.1339-1349.
6. Кубынин А.Н., Михеев В.В., Игнатов Ю.Д. Роль опиоидной и неопиоидной систем левого и правого полушарий головного мозга в формировании ультра- и циркадианных ритмов стресс-вызванной гипоалгезии у мышей // Мед. акад. журн. 2001. Т.1. № 2. С.22-29.
7. Кубынин А.Н., Михеев В.В., Игнатов Ю.Д. Влияние морфина и налоксона на биоритмы болевой чувствительности мышей после унилатеральной инактивации больших полушарий головного мозга // Эксперим. и клин. фармакология. 2002. Т.65. N6. С.14-18.
8. Михеев В.В. Влияние стимуляции и блокады опиатных рецепторов на межполушарную асимметрию регуляции болевой чувствительности у мышей// Тез. докл. IV научн. сессии Ин-та фармакологии им. А.В.Вальдмана. СПб.: Изд-во СПбГМУ, 2001. С.34-36.
9. Михеев В.В., Кулигина Е.Ш. Сравнительно-генетический анализ роли левого и правого полушарий в регуляции болевой чувствительности у мышей// Экспериментальная и клиническая фармакология болеутоляющих средств. СПб.: Изд-во СПбГМУ, 1998. С.69-74.
10. Михеев В.В., Шабанов П.Д. Фармакологическая асимметрия мозга. СПб.: Элби-СПб, 2006. 384 с.
11. Шекунова Е.В., Михеев В.В., Шабанов П.Д. Роль опиоидной системы в формировании паттерна межполушарной асимметрии головного мозга мышей// Психофарм. и биол. наркология. 2005. Т. 5. № 3. С. 1005-1016.
12. Kavaliers M.D., Colwell D. Sex differences in opioid and nonopioid mediated predator-induced analgesia in mice// Brain Res. 1991. Vol. 568. № 1-2. P. 173 – 177.
Fatal error: require_once() [function.require]: Failed opening required '/home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/css/llm.php' (include_path='.:/usr/local/zend-5.2/share/pear') in /home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/bioinformatix/index.php on line 99
