В настоящее время возникновение и развитие хронической боли рассматривают с позиций разбалансированности функциональных нейрохимических систем ЦНС и их саморегуляции [1]. При этом важным звеном в хронизации болевого стимула является возникновение доминантного очага гиперактивных нейронов в ЦНС, характеризующегося стойкостью возбуждения и изменением реакции индуцированного торможения. На основе системной интеграции генераторов возбуждения может формироваться качественно новое состояние - патологическая алгическая система с нарушением межцентрального ноцицептивного и антиноцицептивного взаимодействия и ослаблением нисходящего контроля болевой афферентации [2]. Основная роль в этих процессах принадлежит диэнцефальным структурам мозга, координирующим мотивационные, вегетативные, моторные реакции организма. В ряде исследований [3, 4] было показано участие аминергических механизмов ствола мозга в регуляции болевой чувствительности на этапах трансмиссии, модуляции и нисходящего тормозного контроля ноцицептивного потока. Однако вклад моноаминовой составляющей в развитие дизрегуляторных расстройств при хронической боли разной этиологии остается недостаточно изученным.

Цель настоящей работы - анализ особенностей и патогенетической роли нарушений баланса моноаминов в диэнцефальных структурах головного мозга в процессе формирования хронической нейрогенной боли в эксперименте.

Работа выполнена на 40 нелинейных самцах белых крыс, разделенных на четыре группы (по 10 животных в каждой). В 1-ю группу вошли контрольные животные. Моделирование нейрогенного болевого синдрома (НБС) и изучение биологического материала на 2, 15 и 40-е сутки было проведено соответственно во 2-4-й группах крыс. Все животные содержались в стандартных условиях вивария с естественным освещением и свободным доступом к воде и пище.

Схема моделирования НБС была следующей: крысе под нембуталовым наркозом на обеих задних конечностях обнажали седалищный нерв, накладывали на него травмирующее инородное тело (пластмассовая бусина); шелковой лигатурой нерв ущемляли на протяжении 5 мм и подшивали к мышцам бедра, после чего рану послойно ушивали.

О развитии болевого синдрома судили по поведенческим реакциям животных: ограничению подвижности, изменениям позы с характерным сгибанием стимулируемых конечностей, проявлениям спонтанной вокализации и механической аллодинии, усилению агрессивности и ослаблению пищевой мотивации. В этих случаях констатировали наличие болевой реакции 2-3-й степени интенсивности. Животных наблюдали в течение 40 дней.

Группу контроля составили ложнооперированные крысы, у которых делали разрезы на обеих задних конечностях в проекциях расположения седалищного нерва, затем рану послойно ушивали.

Все манипуляции над животными проводили в соответствии с этическими требованиями, предусмотренными Международной ассоциацией по изучению боли при проведении экспериментальных исследований на животных.

Содержание моноаминов в диэнцефальных структурах мозга (таламус и гипоталамус) крыс исследовали на 2, 15 и 40-е сутки, после декапитации животного с помощью гильотины. Концентрацию адреналина, норадреналина, дофамина, серотонина и метаболита серотонина - 5-оксииндолуксусную кислоту в мозговой ткани определяли флюорометрическим микрометодом [5] в модификации Б.М. Когана и Н.В. Нечаевой [6]. Интенсивность флюоресценции моноаминов в опытных и эталонных образцах измеряли на спектрофлюорометре MPF-4 фирмы «Hitachi».

Статистический анализ полученных данных проводили с помощью пакета компьютерных программ Excel «Microsoft Office 2003 Pro». Межгрупповые различия показателей оценивали с помощью t-критерия Стьюдента для малых выборок, признавая их статистически значимыми при р<0,05 или как статистически подтверждаемую тенденцию при 0,05<р<0,1.

Полученные результаты отражены в таблице и на рис. 1 и 2.

На 2-е сутки послеоперационного периода у крыс с НБС регистрировали выраженное снижение уровня катехоламинов в таламусе (норадреналин на 77% и дофамин на 84%) и гипоталамусе (адреналин на 61% и дофамин на 56%) относительно контроля. В обеих структурах выявлялась тенденция к росту концентрации серотонина в среднем на 40% по сравнению с контролем при менее значимом повышении уровня 5-оксииндолуксусной кислоты, вследствие чего уменьшался коэффициент относительной скорости окислительного дезаминирования серотонина - 5 ОИУК/серотонин (см. таблицу, рис. 1). Суммарная концентрация моноаминов в таламусе крыс снижалась в 2 раза, в гипоталамусе - на 19%.

На 15-е сутки развития НБС отмечался компенсаторный рост диэнцефального пула катехоламинов: в таламусе - показатели адреналина и дофамина повышались в 2 раза, норадреналина - в 1,6 раза; в гипоталамусе - адреналина - в 2,8 раза и дофамина - в 1,8 раза по сравнению с острым периодом. Концентрация ноадреналина в таламусе, а дофамина в обеих диэнцефальных структурах оставалась ниже контрольного уровня (см. таблицу). Только в гипоталамусе животных сохранялась достоверная тенденция к росту уровней серотонина и 5-оксииндолуксусной кислоты, в обеих структурах увеличивался индекс 5-оксииндолуксусная кислота/серотонин (см. рис. 1). Суммарный пул моноаминов в таламусе крыс данной группы был в 2 раза меньше, чем в гипоталамусе, и на 40% меньше, чем в контроле.

На стадии развития хронического НБС (40-е сутки послеоперационного периода) у крыс наблюдалась вторая волна редуктивных сдвигов катехоламинов в диэнцефальной области. В таламусе концентрация адреналина уменьшалась относительно предыдущего периода соответственно на 50%, норадреналина - на 38%, дофамина - на 25%; в гипоталамусе - адреналина - на 35%, дофамина - на 25%, норадреналина - не отличалась от контроля (см. таблицу). Содержание серотонина в диэнцефальных структурах мозга крыс на 40-е сутки развития НБС стабилизировалось на повышенном уровне; 5-оксииндолуксусной кислоты достоверно снижалось на 31-38% от показателей на 15-е сутки процесса; уменьшался индекс 5-оксииндолуксусная кислота/серотонин, особенно значительно в таламусе (см. рис. 1). Суммарная концентрация моноаминов в гипоталамусе подопытных животных была на уровне контроля, в таламусе - в 2 раза меньше.

Основные тенденции развития моноаминового дисбаланса в диэнцефальной области мозга крыс с HБС выявляются уже на ранней стадии возникновения болезненного процесса. Определяется резко выраженный в таламусе дефицит катехоламинов с абсолютным и относительным преобладанием серотонина; минимизация моноаминергического потенциала таламуса и сдвиг равновесия в сторону доминирования гипоталамического моноаминергического компонента (см. рис. 2). Эти изменения, на наш взгляд, являются нейрохимическим проявлением моноаминергической диэнцефальной дисфункции, прогрессирующей у крыс в ходе хронизации НБС.

Учитывая известные представления [3, 7] об участии катехоламинов в тормозном контроле сенсорного потока на сегментарном и супрасегментарном уровнях ЦНС, к важным элементам дизрегуляторных расстройств у крыс с НБС следует отнести «функциональную десимпатизацию» таламуса, связанную с некомпенсируемой редукцией пула норадреналина и дофамина. Развитие катехол­аминовой «недостаточности» диэнцефальных структур при НБС может быть опосредовано, с одной стороны, стресс-индуцированной диссоциацией между процессами синтеза и утилизации нейромедиаторов, с другой - связанной с гибелью нейронов по типу транссинаптической дегенерации [8]. По патогенетической значимости выраженный дефицит катехоламинергических влияний в центральном ноцицептивном звене при НБС сопоставим с феноменом деафферентационной гиперчувствительности, приводящим к растормаживанию ноцицептивных нейронов и усилению передачи сигналов на вышележащие уровни ЦНС [9].

Свой вклад в деформацию ноцицептивного и антиноцицептивного взаимодействия при хроническом НБС могут вносить и нарушения центральных серотонинергических механизмов. На первый взгляд, данные проведенного исследования выявляют у крыс с НБС признаки повышенной активности гипоталамического серотонинергического антиноцицептивного звена, особенно выраженные на 15-е сутки его развития: стабилизацию повышенного уровня серотонина, рост 5-оксииндолуксусной кислоты, увеличение показателя интенсивности серотонин­ергической транссинаптической передачи - 5-оксииндолуксусная кислота/серотонин (см. рис. 1). Однако следует учитывать, что при длительном болевом процессе возможны проявления «несостоятельности» системы противоболевой защиты организма вплоть до инверсии ее эффектов, когда стимуляция антиноцицептивных механизмов не только не купирует, но и усугубляет течение болевого синдрома. Подобные расстройства могут быть связаны, в частности, как с изменением фенотипа серотонин-рецепторных полей ноцицепторов, так и со снижением чувствительности тормозных нейронов к активирующему влиянию серотонина (на что косвенно указывает уменьшение индекса 5-оксииндолуксусная кислота/серотонин в таламусе и гипоталамусе крыс на 40-е сутки развития НБС). Известно, что про- и противоалгическое действие серотонина реализуется посредством разных групп серотониновых (5-НТ)рецепторов [10]. Рецепторы подгрупп 5-НТ1В и 5-НТ1D опосредуют торможение, a 5-НТ1А - возбуждение ноцицептивных нейронов; проалгогенные эффекты 5-НТ3 пресинаптических рецепторов центральных терминалей ноцицептивных афферентов связывают с выделением таких медиаторов, как субстанция Р и CGRP [11, 12]. При нейрогенном болевом процессе нельзя исключать вероятность качественных изменений экспрессии серотонин-рецепторных белков вследствие нейропластической трансформации нейронных сетей в центральных ноцицептивных структурах, что может модулировать серотонинергические антиноцицептивные эффекты, существенно ослабляя их даже при повышенной продукции медиатора. Нарушение серотонин-дофаминового баланса в диэнцефальной области мозга крыс с НБС при дефиците дофаминового компонента также может являться фактором, ускоряющим формирование патологической алгической системы и способствующим хронизации болевой реакции через изменение ее аффективной составляющей и развитие дофаминзависимого депрессивноподобного состояния [13, 14]. При этом сдвиг диэнцефального равновесия в сторону доминирования гипоталамического моноаминергического компонента со стабилизацией нормального уровня норадреналина в данной структуре направлен, на наш взгляд, на поддержание адаптогенного потенциала организма при длительном действии повреждающего фактора и свидетельствует об «устойчивости» жизненно важных регуляторных систем.

Таким образом, роль моноаминергической диэнцефальной дисфункции в патогенезе хронической нейрогенной боли проявляется прежде всего в сочетанной катехоламин- (абсолютной) и серотонинергической (относительной) недостаточности антиноцицептивного звена.

В механизмы данных дизрегуляторных расстройств могут вовлекаться нарушения метаболизма нейромедиаторов, процессы постреактивной десенситизации и гибели тормозных нейронов, эффекты функциональной реорганизации рецепторных полей ноцицепторов и моноаминергической внутрисистемной дезинтеграции. Научно-практическая значимость конкретизации этих механизмов не вызывает сомнений в свете известного положения о том, что именно дисфункция стволовых структур во многом предопределяет реакцию мозга на повреждение, способствуя длительной гипервозбудимости ноцицептивной системы и персистированию болевой симптоматики [15].