Материалы медицинских конференций

Главная / Материалы медицинских конференций / 2003 / VII Междисциплинарная конференция по биологической психиатрии «Cтресс и поведение»

Нейрохимические механизмы формирования эмоциональных и мотивационных состояний

Основываясь на функциональных и морфологических особенностях медиаторных и модуляторных систем, сделана попытка [Базян, 2001] их строгого разграничения. Основой для определения системы как медиаторной, использована ее способность, генерировать ВПСП и ТПСП. Информация в иерархических и локальных сетях головного мозга передается синаптическим путем, в основном с помощью глутаматергической системы, генерирующей ВПСП. Тормозные процессы (ТПСП), в иерархических и локальных сетях осуществляются, в основном ГАМКергической системой. Информация в иерархических и локальных сетях передается с высокой скоростью: синаптическая задержка 0.2 - 0.5 мс, максимальная амплитуды ПСП достигается в течение нескольких десятков мсек, скорость проведения импульса по аксону 50 м/с. Такая высокая скорость передачи обеспечивается миелинизированными аксонами. Кроме того, миелин изолирует аксон от окружающих клеток и позволяет передавать информацию строго локально, на определенные нейроны.

Диффузными или неспецифическими нейромодуляторными системами являются: моноаминергическая - норадренергическая (НА), дофаминергическая (ДА), серотонинергическая (СТ), холинергическая (в коре больших полушарий), пептидергические системы и нейрогормоны. Тела нейронов диффузных систем компактно локализованы в определенных областях мозга, а их терминали распространяются на большие расстояния, охватывая одновременно много структур мозга. Терминали нейромодуляторнызх систем не миелинизированы, обладают варикозными расширениями, которые секретируют модуляторы и нейрогормоны в межклеточное пространство, обеспечивая взаимодействие нейромодуляторов одновременно с большой популяцией клеток мишеней. Скорость проведения импульса по терминалям очень низкая - 0.5 м/с. Рецепторы модуляторных систем практически не обладают ионотропным эффектом, они все метаботропные. Есть одно исключение, из 14 подтипов СТ рецепторов, 5-HT₃ рецептор является Ca²⁺ каналом, вследствие чего, в конечном счете, этот рецептор вызывает метаботропную реакцию.

Некоторые исследователи склонны считать, что диффузные нейромодуляторы создают лишь фон для интегративных процессов мозга. Иными словами, не влияя на структуру интеграции, нейромодуляторы лишь ускоряют или тормозят ее. Однако многочисленные исследования показали, что диффузные нейромодуляторы – моноамины, ацетилхолин и нейропептиды – играют ключевую роль в высших интегративных функциях мозга, таких как сон и бодрствование, внимание, мотивационные состояния, эмоционально-мотивационные состояния, обучение и память. Можно полагать, что дивергентные нейромодуляторы являются системами управления иерархическими и локальными нейронными сетями [Блюм и др. 1988]. Например, хорошо известно, что ДА система мозга является системой поощрения и подкрепления. Можно полагать, что эта функция ДА системы связана с ее способностью, формировать эмоционально положительные состояния. Известно, что в формировании эмоционально положительных состояний участвует также опиоидная (ОП) система мозга, взаимодействующая с ДА системой. Целью данной работы было исследование роли НА, ДА, СТ и ОП систем мозга в формировании эмоционально положительных и отрицательных состояний.

Методика. Опыты проводились на самцах крыс Вистар весом 180–250 г. Поведение животных исследовали в тестах реакции эмоционального резонанса (РЭР), «открытого поля» и «позы лектора». Выработку РЭР проводили в одном сеансе в течение 5 мин по ранее описанной методике [Кругликов и др., 1995]. Для экспериментов были отобраны животные двух групп: 1ая группа - быстро вырабатывающие РЭР, до 100 с; 2ая группа - медленно вырабатывающие РЭР, более 200 с. Через 7 дней РЭР исследовали повторно. Перед повторным тестированием части крыс вводили: дисульфирам (25 мг/кг, в/б, за 4 ч до повторного тестирования), 5-окситриптофана (5-ОТФ, 50 мг/кг, в/б, за 2 ч до повторного тестирования) и даларгин (0.4 мг/кг, в/б, за 10 мин до повторного тестирования). Контрольным крысам вводили физраствор. Животных декапитировали сразу после РЭР и выделяли вентральный гипоталамус, гиппокамп, средний и продолговатый мозг. Содержание моноаминов (НА, ДА и СТ) и их метаболитов (ДОФУК и 5-ОИУК) определяли хроматографически, с помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии высокого давления. В другой серии экспериментов исследовали влияние неселективного антагониста D2 рецепторов ДА галоперидола (0.25 и 2.5 мг/кг, в/б) на поведение животных в тесте «открытого поля». Каталепсию, вызванную галоперидолом исследовали с помощью теста «позы лектора».

Результаты и обсуждение. У животных 1-й группы (быстро вырабатывающих РЭР) ниже активность СТ системы и выше активность НА и ДА систем мозга по сравнению с животными 2ой группы (медленно вырабатывающих РЭР). Можно полагать, что 1-я группа это животные с относительно положительными эмоциональными реакциями. Эти крысы быстрее преодолевают страх перед светлым отсеком камеры и меньше подвергаются эмоционально отрицательному воздействию - крику жертвы, быстро избавляясь от него. Животных 2ой группы можно отнести к группе с относительно отрицательными эмоциональными реакциями. У них сильнее страх перед светлым отсеком камеры и они значительно дольше подвергаются эмоционально отрицательному воздействию - крику жертвы, оставаясь в темном отсеке. Введение дисульфирама в низкой дозе, резко увеличивает содержание ДА в мозге крыс и трансформирует животных 2ой группы в животных 1-й группы. Введение 5-ОТФ резко увеличивает содержание СТ в мозге крыс и трансформирует животных 1ой группы в животных 2-й группы. При этом дисульфирам не влияет на поведение животных 1-й группы, а 5-ОТФ – на поведение животных 2ой группы. Введение даларгина усугубляет межгрупповые различия и соотношения активности СТ, НА и ДА систем, в некоторых структурах мозга. В отдельных структурах мозга изменения, вызванные даларгином, имеют противоположную направленность. Это указывает на то, что эмоциональные состояния представляют собой комплекс взаимопроникающих эмоционально-положительных и эмоционально-отрицательных состояний. Эмоционально-отрицательные состояния формируются усилением активности СТ и уменьшением активности НА, ДА и ОП систем мозга. Эмоционально-положительные состояния формируются усилением активности НА, ДА ОП систем и уменьшением активности СТ системы мозга. Можно предположить, что СТ, ДА и НА (СТ функционирует реципрокно ДА и НА системам) являются ключевыми системами поощрения и подкрепления, вследствие чего приобретают оценочную функцию и принимают участие практически во всех видах поведения. ОП система является первичной модулирующей системой, сопутствующей входящему безусловному болевому раздражителю и соединяющая его с системами оценочной функции.

С помощью тестов «открытого поля» и «позы лектора» было показано, что низкая доза галоперидола (0.25 мг/кг) вызывает не каталепсию, а реакцию замирания (freezing, т.е. реакцию страха). Высокая доза галоперидола (2.5 мг/кг) вызывает каталепсию, которая, по-видимому, является также проявлением реакции страха, но очень высокой интенсивности. Каталепсия, вызванная однократной инъекцией галоперидола (2.5 мг/кг) консолидируется без каких либо дополнительных воздействий и воспроизводится (в камере тестирования «позы лектора») в течение 2х недель без повторного введения галоперидола. Можно полагать, что каталепсия (реакция страха), воспроизводимая в камере тестирования «позы лектора» является патологическим состоянием наподобие клаустрофобии.

Выводы. Диффузные нейромодуляторные системы формируют эмоционально-мотивационные состояния и осуществляют управление и регуляцию иерархическими нейронными сетями, т.е. поведением. Эмоционально-мотивационные состояния формируются с помощью механизма модуляторной интеграции основным элементом которого является химический сигнал.