УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК, 2015, том 46, № 3, с. 3-16
УДК 612.82+611.815
РОЛЬ ЦЕНТРАЛЬНОГО СЕРОГО ВЕЩЕСТВА СРЕДНЕГО МОЗГА В РЕГУЛЯЦИИ СОМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕВОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРИ СТРЕССЕ: УЧАСТИЕ КОРТИКОТРОПИН-РИЛИЗИНГ ФАКТОРА И ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫХ ГОРМОНОВ
© 2015 г. Н. И. Ярушкина, Л. П. Филаретова
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург
Центральное серое вещество среднего мозга (ЦСВСМ) играет важную роль в регуляции болевой чувствительности при стрессе, вовлекаясь в реализацию стресс-вызванной анальгезии. Ключевой гормональной системой, обеспечивающей адаптацию организма при стрессе, является гипотала-мо-гипофизарно-адренокортикальная система (ГГАКС), гормоны которой, кортикотропин-рили-зинг фактор (КРФ) и глюкокортикоиды, участвуют в реализации стресс-вызванной анальгезии. Экзогенные гормоны ГГАКС, подобно гормонам, продуцирующимся при стрессе, могут вызывать анальгетический эффект. Анальгетическое действие КРФ может опосредоваться глюкокортикоид-ными гормонами. Влияние КРФ и глюкокортикоидов на соматическую болевую чувствительность может реализовываться с участием ЦСВСМ. Цель обзора - проанализировать данные литературы о роли ЦСВСМ в регуляции соматической болевой чувствительности при стрессе и в опосредовании анальгетического действия КРФ и глюкокортикоидных гормонов.
Ключевые слова: стресс, центральное серое вещество среднего мозга, кортикотропин-рилизинг фактор, глюкокортикоидные гормоны, соматическая болевая чувствительность, анальгезия.
ВВЕДЕНИЕ
На протяжении нескольких десятилетий центральное серое вещество среднего мозга (ЦСВСМ) привлекает внимание исследователей как структура мозга, вовлекающаяся в регуляцию поведения и вегетативных функций [35, 45, 54, 60]. Несмотря на это, особый интерес к ЦСВСМ обусловлен, прежде всего, участием данной структуры в регуляции болевой чувствительности [18, 82, 94, 102, 137]. Еще в 60-е гг. прошлого столетия с помощью введения в ЦСВСМ морфина или электростимуляции данной области мозга получены данные, доказывающие участие ЦСВСМ в развитии анальгезии [107, 124]. Результаты этих исследований имели значение, как для понимания механизмов регуляции болевой чувствительности, так и для клиники [55, 108]. Один из методов подавления боли связан со стимуляцией глубоких структур мозга, в том числе, и ЦСВСМ [71, 99, 105].
В настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что ЦСВСМ является одним из основных звеньев нисходящей системы контроля болевой чувствительности. Об этом свидетельствует участие ЦСВСМ в реализации анальгезии, вызванной
стрессом [50, 53]. Ключевой гормональной системой, активирующейся при стрессе и обеспечивающей адаптацию организма, является гипота-ламо-гипофизарно-адренокортикальная система (ГГАКС). Гормоны ГГАКС, кортикотропин-ри-лизинг фактор (КРФ), адренокортикотропный гормон (АКТГ) и глюкокортикоиды, принимают участие в регуляции болевой чувствительности [3].
Данные литературы свидетельствуют о важной роли КРФ в регуляции соматической болевой чувствительности [6, 67]. Действие КРФ реализуется через КРФ рецепторы 1-го и 2-го типа (КРФ-1 и КРФ-2 рецепторы) [48]. Активация ГГАКС, проявляющаяся в увеличении продукции АКТГ и глюкокортикоидных гормонов, осуществляется через КРФ-1 рецепторы, локализованные в передней доле гипофиза [109]. КРФ-2 рецепторы не вовлекаются в активацию ГГАКС, но принимают участие в регуляции ее функциональной активности [109]. КРФ вовлекается в реализацию анальгезии, вызванной стрессом [116]. Результаты большинства исследований свидетельствуют о том, что КРФ вызывает угнетение соматической болевой чувствительности (анальгетический эффект), как у животных [3, 67], так и человека [74, 81]. В то
же время центральные механизмы, обеспечивающие действие КРФ на болевую чувствительность, остаются не ясными. Имеется лишь немногочисленные данные об участии в реализации действия КРФ на болевую чувствительность амигдалы [56, 111] и голубого пятна [115]. Роль ЦСВСМ в реализации действия КРФ на соматическую болевую чувствительность совсем не исследовалась.
Действие КРФ на болевую чувствительность может опосредоваться глюкокортикоидными гормонами, продуцирующимися в ответ на введение КРФ [1]. Глюкокортикоидные гормоны вовлекаются в реализацию анальгезии, вызванной стрессом [2, 120] и используются в клинике для облегчения боли, вызванной воспалением [34]. Однако, оставалось не ясным может ли действие глюкокорти-коидных гормонов на соматическую болевую чувствительность опосредоваться ЦСВСМ. В связи с этим нами было проведено исследование роли ЦСВСМ в реализации анальгетического действия КРФ и глюкокортикоидных гормонов.
Цель настоящего обзора состояла в анализе данных литературы о роли ЦСВСМ в регуляции болевой чувствительности при стрессе и в опосредовании действия КРФ и глюкокортикоидных гормонов на соматическую болевую чувствительность крыс.
1. РОЛЬ ЦСВСМ В РЕГУЛЯЦИИ СОМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕВОЙ
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРИ СТРЕССЕ
Одним из проявлений стрессорной реакции, характеризующим ее как реакцию адаптации, является изменение болевой чувствительности в виде гипоалгезии или анальгезии [29]. Данные литературы свидетельствуют об участии ЦСВСМ в угнетении болевой чувствительности при стрессе. ЦСВСМ вовлекается в развитие анальгезии, вызванной действием как физических [53], так и психологических стрессоров [61, 101]. Доказательством участия ЦСВСМ в реализации анальгезии, вызванной стрессом, является ее угнетение после разрушения ЦСВСМ [22, 50], тогда как активация ЦСВСМ, вызванная действием стрессора, наоборот, может привести к появлению анальгезии [101]. Следует подчеркнуть, что активация ЦСВСМ наблюдается при действии как болевых, так и не болевых стрессорных стимулов, о чем свидетельствует увеличение сЮ экспрессии в этой области [11, 13, 119].
Болевое воздействие вызывает раздражение высокопороговых рецепторов, А дельта- и С- но-
цицепторов, представляющих собой свободные окончания чувствительных волокон сенсорных нейронов, расположенных в спинальном ганглии [16, 20, 64]. Болевое возбуждение от А дельта- и С-ноцицепторов, локализованных в коже, мышцах и внутренних органах, передается на но-цицептивные нейроны спинного мозга, аксоны которых образуют восходящие тракты, несущие болевую информацию, далее, в супраспинальные отделы мозга [16]. Один из механизмов угнетения болевой чувствительности обусловлен тормозным влиянием ЦСВСМ на активность ноцицептивных нейронов спинного мозга [73]. Угнетение нейрональной активности, вызванное стимуляцией ЦСВСМ, сопровождается угнетением спинальных рефлексов, вызванных болевым раздражением у крыс [114], при этом проявляется избирательность влияния ЦСВСМ на активность ноцицептивных нейронов спинного мозга [49]. Так, раздражение ЦСВСМ вызывает угнетение активности нейронов, получающих информацию от С-ноцицепторов, реагирующих только на болевое воздействие, но не влияет на активность нейронов, получающих информацию от А-ноцицеп-торов, передающих наряду с ноцицептивной, еще и сенсорную информацию [84, 131]. Возможно, что такое селективное подавление ноцицептив-ной информации позволяет организму, прежде всего, реагировать на жизненно важные стимулы, оставляя без внимания стимулы, несущественные для его выживания в данной ситуации.
Подавление активности ноцицептивных нейронов спинного мозга осуществляется через нисходящие тормозные пути, проецирующиеся в спинной мозг в составе дорсолатеральных канатиков [10]. Повреждение этих путей вызывает угнетение анальгезии, вызванной стрессором или стимуляцией ЦСВСМ [17, 135]. Поскольку собственные проекции ЦСВСМ в спинной мозг незначительны [78, 100], влияние ЦСВСМ на ноцицеп-тивные нейроны спинного мозга осуществляется, главным образом, через нейроны ростральной вентромедиальной (РВМ) области ствола мозга и нейроны голубого пятна, проецирующиеся в дорсальные рога спинного мозга [102].
В РВМ области ствола мозга обнаружены "on" и "off'-нейроны, которые непосредственно перед проявлением "tail flick" реакции у крыс, вызванной термическим раздражением хвоста, демонстрируют усиление или угнетение нейрональной активности, соответственно [49]. Развитие анальгезии связано с возбуждением "off" нейронов, реагирующих торможением на действие болевого стимула и проявление болевой реакции [40]. Предполагается, что "off'-нейроны находятся под
тормозным контролем ГАМК-эргических нейронов, локализованных в РВМ области ствола мозга или ЦСВСМ, "растормаживание" "off'-нейронов вызывает угнетение активности ноцицептивных нейронов спинного мозга [68].
Поскольку анальгезия, вызванная стрессом, может развиваться при действии не только физических, но и психологических стимулов, в ее реализацию могут вовлекаться также и другие отделы мозга, включающие таламус [138] и кору больших полушарий мозга [144]. Система связей ЦСВСМ-РВМ области ствола мозга с другими структурами мозга является основой для так называемой "top-down" регуляции, обеспечивающей влияние на боль когнитивных и эмоциональных факторов [102]. Так, развитие анальгезии, вызванной страхом, может быть обусловлено взаимодействием между амигдалой и ЦСВСМ-РВМ областью ствола мозга [62]. В развитие анальгезии, вызванной плацебо, наряду с амигдалой, вовлекается передняя цингулярная кора, которая обеспечивает мотивацию устранения боли [36, 106]. В реализацию анальгезии, вызванной шумом в сочетании с решением арифметической задачи у человека, вовлекается соматосенсорная и инсулярная области коры больших полушарий [144].
Какова природа механизмов, обеспечивающих угнетение болевой чувствительности при стрессе? В настоящее время выделяют две формы анальгезии, вызванной стрессом: налоксон-чув-ствительную или опиоидную, в реализации которой принимают участие опиоидными рецепторы, и налоксон-нечувствительную или неопиоидную, в реализации которой не участвуют опиоидными рецепторы [72]. ЦСВСМ принимает участие в реализации обеих форм анальгезии, при этом в развитие опиоидной формы анальгезии может вовлекаться вентральная часть ЦСВСМ, а неопио-идной формы - его дорсальная часть [31, 123].
О вовлечении опиоидных механизмов, локализо
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.