Натрус Лариса Валентинівна. Про роль преоптичної області та переднього гіпоталамусу у підтримці констант гомеостазу : дис... д-ра мед. наук: 14.03.03 / Донецький національний медичний ун-т ім. М.Горького. — Донецьк, 2007. — 317арк.+ дод. — Бібліогр.: арк. 294-317.
Анотація до роботи:
Натрус Л.В. Про роль преоптичної області та переднього гіпоталамуса у підтримці констант гомеостазу. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук за спеціальністю 14.03.03 – нормальна фізіологія. – Донецький національний медичний університет ім. М.Горького МОЗ України, Донецьк, 2007.
У дисертаційній роботі розв’язано важливу наукову проблему – розкрито сутність та біологічне значення функціональної взаємодії механізмів регуляції різних вегетативних функцій на рівні преоптичної області (RPO) і переднього гіпоталамуса.
Вивчення перебудови фонової імпульсної активності нейронів RPO і переднього гіпоталамуса при змінах деяких констант гомеостазу й дослідження конвергентних властивостей нейронів до вісцеральних стимулів, виявило практичну відсутність у цих областях мозку детекторних специфічних нейронів, які забезпечують окрему регуляцію будь-якої однієї вісцеральної системи. Вагоме превалювання (81%) в RPO і передньому гіпоталамусі полісенсорних нейронів, специфічність яких полягає в однаковій чутливості до кількох вісцеральних стимулів, переконливо доводить, що в організмі не відбувається ізольовано зміна тільки одного гомеостатичного показника, і коливання будь-якої константи гомеостазу неодмінно викликає зрушення інших гомеостатичних параметрів, а механізми підтримки різних констант гомеостазу включаються водночас і виконуються поєднано. Саме ці функціональні особливості нейронів RPO і переднього гіпоталамусу та їх діяльність під час зміни будь-якої константи гомеостазу і визначають механізм центральної регуляції вегетативних функцій, який забезпечує підтримку констант гомеостазу і динамічний фізіологічний баланс при змінах навколишнього середовища та надає підставу у клініці розробляти більш ефективні шляхи лікування багатьох захворювань. Терапія повинна бути спрямованою не тільки на встановлення зрушеної константи (або констант) однієї вісцеральної системи, а також здійснювати паралельний вплив на інші вегетативні функції й вісцеральні системи організму.
У дисертаційній роботі розв’язана важлива наукова проблема – розкрито сутність та біологічне значення функціональної взаємодії механізмів регуляції різних вегетативних функцій на рівні RPO і переднього гіпоталамуса, яка обумовлена тим, що в організмі не відбувається ізольовано зміни тільки одного гомеостатичного показника, й коливання будь-якої константи гомеостазу неодмінно викликає зрушення інших гомеостатичних параметрів; що треба враховувати у клініці при розробці шляхів лікування багатьох захворювань, які супроводжуються порушенням гомеостатичних показників.
Виділено три типи ФІА нейронів RPO і переднього гіпоталамуса залежно від особливостей їх часової структури, які значно відрізнялися один від одного. Перший тип ФІА характеризувався безперервною і відносно рівномірною імпульсацією, зі схожими за тривалістю міжімпульсними інтервалами (МІІ). Другий тип ФІА нейронів відрізнявся неритмічністю імпульсації з великими і маленькими МІІ. Третій типом ФІА характеризувався нерівномірністю генерації імпульсів, які спорадично виникали частіше або рідше. Кількість фоновоактивних нейронів знаходилася у прямої кореляції з розміром кожної області: в латеральній преоптичній області – було зареєстроване 12,8% всіх нейронів, в медіальній – 13,8%, в області BNST – 8,5%, в області супраоптичного ядра – 6,4%, в перівентрикулярній області – 9,5%, в передньому латеральному гіпоталамусі – 32% нейронів, в передньому дорсальному – 17%.
У відповідь на зміни констант гомеостазу і кортикальні подразнення, виявлені різноманітні реакції нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, що полягають в достовірній перебудові їх ФІА: перетворенні часової структури та коливанні частоти імпульсації. Виділені монофазні реакції у вигляді короткочасного коливання частоти, що виникає безпосередньо під час стимуляції, і реакції, які проявляються у коливанні частоти в період післядії (через 15-30с після закінчення стимуляції). У відповідь на осмотичні та температурні стимули виявлена особлива форма нейронних реакцій, що полягала у перетворенні часової структури ФІА нейрона, яке не супроводжувалося коливанням частоти імпульсації.
Співставлення реакцій нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на зміни гомеостатичних констант в фізіологічних межах та на електричні подразнення зон неоархіпалеокортекса виявило надто ефективний тонічний вплив кори головного мозку на нейрони, що забезпечують регуляцію гомеостазу. Кількість нейронів, які перетворюють часову структуру ФІА у відповідь на зміни констант гомеостазу, складала 25%, а у відповідь на електричні подразнення кортикальних зон – 34%. Достовірне коливання частоти у відповідь на вісцеральну стимуляцію зареєстровано у 72% нейронів, а на електричне подразнення неоархіпалеокортекса – у 95% нейронів. Проведене зіставлення реакцій термо-, глюко-, осмо-, пресосенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на різні види електричних кортикальних стимулів не виявило значущих відмінностей у кількості реакцій, співвідношенню їх типів та особливостей, і довело, що тонічний вплив кортикальної аферентації на центри термо-, глюко-, осмо- і пресорегуляції є неспецифічним.
Вивчена перебудова ФІА вісцеросенситивних нейронів у відповідь на деякі зміни констант гомеостазу. Виявлено, що реактивність та форма перебудови ФІА у нейронів RPO і переднього гіпоталамуса розрізнялися залежно від величини (генералізованості) і напрямку температурного стимулу, що свідчить про різні механізми терморегуляції які забезпечуються цими нейронами. У відповідь на локальне нагрівання і на генералізоване охолодження виявлена однакова реактивність (26%) нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, а на локальне охолодження реагувало 33% нейронів. Нейронів, які перетворювали часову структуру ФІА без зміни частоти, зареєстровано при локальному охолодженні в 3 рази більше ніж при локальному нагріванні, або при генералізованому охолодженні. Співвідношення активаційних та гальмівних короткочасних реакцій у відповідь на всі температурні стимули було схожим. А реакції в післядії значно відрізнялися: у відповідь на локальні стимули (нагрівання та охолодження) переважали гальмівні реакції, а на генералізоване охолоджування – активаційні.
Виявлено, що введення в кровотік ізотонічного розчину глюкози викликає у нейронів RPO і переднього гіпоталамуса найвищу реактивність (50%). Більшість нейронів, що реагують на гіперглікемію, відповідають критеріям детекторних елементів із високим ступенем специфічності реакцій: на підвищення рівня глюкози переважно реєструвалися активаційні реакції, короткострокових активаційних відповідей було зареєстроване в п'ять разів більше, ніж гальмівних. У кожного п'ятого глюкосенситивного нейрона RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на гіперглікемію зареєстровано перетворення часової структури ФІА.
Різна реактивність нейронів RPO і переднього гіпоталамуса при зміні осмотичного статусу, і різні формі перебудови ФІА свідчать про то, що механізми осморегуляції, в яких беруть участь ці нейрони при гіпер- і гіпоосмії розрізняються, і контроль нормосмії полягає у більш складній взаємодії осморегуляторних елементів. Виявлено, що на гіперосмію плазми реагували 37% нейронів, на і 33% на гіпоосмію. В умовах гіперосмії часова структура ФІА перетворювалася у 16% нейронів, а в умовах гіпоосмії – у 31% (!) нейронів. При гіперосмії активаційних монофазних відповідей було в чотири, а при гіпоосмії в два рази більше, ніж гальмівних. Активація і гальмування у післядії на нейронах RPO і переднього гіпоталамуса в умовах коливання осмотичного тиску було схожим.
Реактивність нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на підвищення системного артеріального тиску складала 43%. Виявлено, що серед усіх вісцеральних стимулів, зміна саме цієї константи гомеостазу викликала перетворення часової структури ФІА у найменшої (1,4%) кількості досліджуваних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса. Більшість нейронів реагувала на підвищення артеріального тиску реакціями в післядії, що характеризує складний багатоелементний аферентний шлях (можливо із залученням гальмівних інтернейронів). Активація і гальмування частоти ФІА у нейронах при підвищенні артеріального тиску реєструвалося практично в рівному ступені.
Виявлено, що переважна більшість 81% нейронів RPO і переднього гіпоталамуса були полісенсорними, тобто чутливі до двох, трьох і чотирьох різномодальних вісцеральних стимулів, і тільки 19% нейронів відповідали на стимули в межах однієї модальності. Бісенсорних нейронів було зареєстровано в 1,5 раза більше у передньому гіпоталамусі ніж в RPO. Три- і тетрасенсорних елементів було зареєстровано в RPO в два рази більше, ніж у передньому гіпоталамусі. Тетрасенсорні нейрони складали 13% від усіх полімодальних і виявлялися в основному в RPO, особливо в зоні, прилеглій до супраоптичного ядра. Моносенсорні нейрони, які реагували на термо-, глюко-, осмотичні стимули були зареєстровані в основному, у латеральному гіпоталамусі, що демонструє практичну відсутність в RPO детекторних нейронів, які забезпечують окрему регуляцію будь-якої однієї вісцеральної константи.
Аналіз конвергентних властивостей бісенсорних нейронів показав, що для цих елементів найефективнішими були такі комбінації стимулів: зміна температури і підвищення рівня глюкози; зміна температури та артеріального тиску; коливання осмотичного тиску та підвищення рівня глюкози. Кількість нейронів, які відповідають саме на ці комбінації стимулів була однакова і складала по 8,7%. Трисенсорні нейрони реагували головним чином (56%) на зміну температури, підвищення рівня глюкози і осмотичні коливання, при цьому майже всі ці клітини були зареєстровані в RPO. На інші комбінації вісцеральних стимулів, реагувало в 3-4 рази менше трисенсорних нейронів.
Взаємодія механізмів управління константами гомеостазу на рівні RPO і передньому гіпоталамусі забезпечується функціонуванням в цій області мозку особливих, з точки зору вісцеральної специфічності, елементів. Наявність нейронів, специфічність яких полягає в однаковій чутливості до кількох вісцеральних стимулів обумовлена тим, що в організмі не відбувається ізольовано зміна тільки одного гомеостатичного показника, і коливання будь-якої константи гомеостазу неодмінно викликає зрушення інших гомеостатичних параметрів. Встановлений механізм центральної регуляції констант гомеостазу надає підставу у клініці розробляти більш ефективні шляхи лікування багатьох захворювань, які повинні бути спрямовані не тільки на встановлення зміненої константи (або констант) однієї вісцеральної системи, а здійснювати паралельний вплив на інші вегетативні функції й вісцеральні системи організму.
Публікації автора:
Казаков В.Н. Преоптическая область (связи, структурно-функциональная организация, механизмы интегративной деятельности) / В.Н. Казаков, П.Я. Кравцов, Л.В. Натрус. – Донецк: Лебедь, 2006. – 125 с. Автором особисто досліджено та описано структурно-функціональні зв’язки кортикальних зон із нейронами преоптичної області й проаналізована конвергентна ємність нейронів, як основа механізмів інтегративної діяльності нейронів преоптичної області.
Казаков В.Н. Физиологические основы функциональных методов исследований: Пособие для студентов высших медицинских учебных заведений / В.Н. Казаков, Б.Б. Ивнев, Л.В. Натрус. – Донецк: Вебер, 2007. – 182 с. Автором описано особисто розроблений та застосований статистичний метод дослідження імпульсації нейронів мозку, заснований на критеріальній оцінці рівня значущості розрізнення.
Кравцов П.Я. Механизмы влияний филогенетически гетерогенных отделов коры головного мозга на нейроны гипоталамуса / П.Я. Кравцов, Л.В. Натрус, А.В. Терещенко // Архив клин. и экспер. медицины. – 2000. – Т.9, №1. – С. 14-18. Автором визначено два типи впливів (екстрений та тонічний) різних кортикальних зон на нейрони переднього гіпоталамуса.
Convergence of cortical impulses to hypothalamic neurons dealing with the temperature homeostasis control / L.V. Natrus, P.Ya. Kravtsov, A.V. Tereshenco, N.V. Prokofieva, B.G. Popov // Basic and Applied Thermophysiology; Ed. V.N. Gourin. – Minsk: Polibig, 2000. – P. 203-208. Автором виявлено конвергенцію аферентних впливів до термосенситивних нейронів гіпоталамуса.
Synaptic effects of Nitric Oxide upon cortico-preoptic connections / S. Sherbakov, V. Andreeva, P. Kravtsov, A. Tereshchenko, L. Natrus, E. Gaidarova, I. Kuznetsov // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. – 2001. – Т.2, №14. – С. 26-32. Автором визначено перебудову функціональних взаємовідношень між нейронами гіпоталамуса при введенні оксиду азоту.
Оценка реактивности осмосенситивных нейронов переднего гипоталамуса на кортикальные стимуляции в условиях функциональной нагрузки на осморегулирующую систему / В.Н. Казаков, П.Я. Кравцов, И.Э. Кузнецов, Л.В. Натрус, Е.В. Гайдарова, А.В. Терещенко // Архив клин. и экспер. медицины. – 2002. – Т.11, №1. – С. 34-39. Автором виявлено перебудову фонової імпульсації осмосенситивних нейронів під впливом кортикальної стимуляції.
Морфофункциональная характеристика гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы при гипотермии / В.Н. Казаков, Е.В. Гайдарова, В.И. Соболев, Н.И. Шевченко, Л.В. Натрус // Запорожский медицинский журнал. – 2002. – №3 (13). – С. 43-46. Автором обґрунтовано зміни структурно-функціональних властивостей нейронів при довготривалому термічному впливі, які віддзеркалюються на діяльності нейронів, причетних до регуляції вегетативних функцій.
Апарат штучної вентиляції легень на пневмоелементах для дрібних лабораторних тварин / В.М. Казаков, Л.В. Натрус, О.В. Гайдарова, О.В. Терещенко, В.І. Дегтярьов // Фізіологічний журнал. – 2003. – Т.49, №4. – С. 88-93. Автором обґрунтовано використання апарата ШВЛ, заснованого на пневмоелементах, що усуває генерацію електричних полів, які перешкоджають проведенню електрофізіологічного експерименту.
Участь кори великих півкуль у регуляції функцій нейронів гіпоталамуса / В.М. Казаков, П.Я. Кравцов, Л.В. Натрус, О.В. Гайдарова, О.В. Терещенко, В.Ф. Андреєва, О.С. Щукіна, Т.О. Шевченко // Буков.медичний вісник. – 2003. – Т.7, №1-2. – С. 52-54. Автором виявлено реакції у відповідь на еволюційно гетерогенні кортикальні впливи гіпоталамічних нейронів, які можуть брати участь у вегетативній регуляції.
Новий метод аналізу імпульсної активності нейронів мозку / В.М. Казаков, Л.В. Натрус, О.В. Гайдарова, О.В. Терещенко, В.Г. Гур'янов, А.А. Віслий // Фізіологічний журнал. – 2004. – Т.50, №4. – С. 100-107. Автором запропоновано та застосовано статистичний метод дослідження ФІА нейронів, який засновується на критеріальній оцінці рівня значущості розрізнення.
Натрус Л.В. Изменение структуры импульсной активности нейронов преоптической области гипоталамуса при температурном воздействии на организм // Український медичний альманах. – 2004. – Т.7, № 5. – С. 111-114.
Пути взаимодействия нервной, эндокринной и иммунной систем в регуляции функций организма / В.Н. Казаков, М.А. Снегирь, А.Г. Снегирь, Е.В. Гайдарова, Б.Б. Ивнев, Л.В. Натрус // Архив клин. и экспер. медицины. – 2004. – Т.13, №1-2. – С. 3-11. Автором обґрунтовано значення аферентних входів до нейрона гіпоталамуса та транснейрональних медіаторів, як факторів, що можуть модулювати фонову активність клітини.
Натрус Л.В. Исследование механизмов регуляции пищевого поведения на основе модуляции параметров импульсной активности гипоталамических нейронов // Питання експер та клін. медицини: Зб.наук.пр., присвячена 75-річчю ДонДМУ. – Донецьк, 2005. – Вип.9, Т.2. – С. 252-258.
Натрус Л.В. Роль кортикофугальных влияний на структуру импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса // Архив клин. и экспер. медицины. – 2005. – Т.14, № 2. – С. 194-197.
Натрус Л.В. Исследование механизмов гипоталамической регуляции функций на основе анализа импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. – 2005. – Том.1, № 2. – С. 35-40.
Модуляция импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса как функциональная основа гипоталамических механизмов регуляции / В.Н. Казаков, Л.В. Натрус // Нейрофизиология/Neurоphysiology. – 2005. – Т.37, №5/6. – С. 463-475. Автором співставлено перебудову фонової імпульсної активності нейронів преоптичної області та переднього гіпоталамуса у відповідь на зміни констант гомеостазу та серійні кортикальні подразнення.
Натрус Л.В. Изменение параметров фоновой импульсной активности нейронов преоптической области и переднего гипоталамуса при повышении артериального давления // Архив клин. и экспер. медицины. – 2006. – Т.15, № 2. – С. 130-135.
Натрус Л.В. Зміни реакції нейронів гіпоталамуса у відповідь на фізіологічні коливання констант гомеостазу // Фізіологічний журнал. – 2006. – Т.52, № 3. – С. 57-63.
Натрус Л.В. Особливості реакцій нейронів переднього гіпоталамусу на електричну стимуляцію кори головного мозку у кішок // Фізіологічний журнал. – 2006. – Т.52, № 6. – С. 63-70.
Натрус Л.В. Исследование механизмов регуляции водно-солевого гомеостаза на основе анализа импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса в условиях изменения осмолярности плазмы крови // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. – 2006. – Т.2, №1-2. – С. 56-62.
Натрус Л.В. Модуляция импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса кошки при экспериментальных сдвигах осмолярности плазмы крови // Нейрофизиология/Neurоphysiology. – 2006. – Т.38, №1. – С. 40-46.
Фоновая импульсная активность нейрона / В.Н. Казаков, Л.В. Натрус. Университетская клиника. – 2006. – Т.2, №1-2. – С. 45-50. Автором описано типи фонової імпульсної активності нейронів преоптичної області та переднього гіпоталамуса які виявлені за допомогою критеріальній оцінки.
Пат. 3092 UA, МКИ 7 А 61В 5/0484. Спосіб дослідження структури імпульсної активності нейронів / В.М. Казаков, Л.В. Натрус, О.В. Гайдарова, В.Г. Гур’янов, О.В. Терещенко, А.А. Віслий; Донецький державний медичний універсітет ім. М.Горького. – № 2004010376; Заявл. 17.01.04; Опубл. 15.10.04, Бюл. № 10. – С.1-4.
Пат. 68719 А UA, МКИ 7 А 61 М 16/12. Пристрій для штучної вентиляції легень дрібних лабораторних тварин у електрофізіологічному експерименті / В.М. Казаков, Л.В. Натрус, О.В. Гайдарова, О.В. Терещенко, В.І. Дегтярьов; Донецький державний медичний універсітет ім. М.Горького. – № 2003109030; Заявл. 06.10.03; Опубл. 16.08.04, Бюл. № 8. – С. 1-6.
Изучение интегративной деятельности нейронов гипоталамуса как подкоркового центра терморегуляции / Л.В. Натрус, П.Я. Кравцов, А.В. Терещенко, Е.В. Гайдарова // Вопросы здравоохранения Донбасса. – Донецк, 2000. – С. 85-91.
Morphofunctional changers of the neuroendocrinal system in hyperthermia / V.N. Kazakov, E.V. Gaidarova, P.Ya. Kravtsov, L.V. Natrus, A.V. Tereshchenko // Acta Physiological Hungarica. – 2002. – Vol.89, №1-3. – P.313.
Использование систем пневмоавтоматики в очистительных и электрофизиологических установках / В.И. Дегтярев, Л.В. Натрус, А.В. Белай, А.В. Гирейко // Вісник Донбаської державної акад. будівн. і архітект. – 2003. – Т.4, №41. – С. 48-52.
Влияние оксида азота на фоновую импульсную активность нейронов гипоталамуса / В.Н. Казаков, Е.В. Гайдарова, Л.В. Натрус, А.В. Терещенко, И.Э. Кузнєцов, Н.В. Прокофьева // Пурины и монооксид азота: Ювілейна конференція присвячена 50-річчю з дня заснування Інституту фізіології Національної академії наук Білорусі. Мінськ, 7-8 жовтня 2003. – Минск, 2003. – С. 58-61.
Оригинальный метод исследования структуры фоновой импульсной активности нейронов мозга / Л.В. Натрус, А.А. Вислый // Проблемы нейрокибернетики: ХIV міжнародна конференція з нейрокібернетики. Ростов-на-Дону, 2005. – Ростов-на-Дону, 2005. – Том 1. – С. 7-10.
Modification of interaction between structures of limbic system and neurons of hypothalamus under influence of nitric oxide / V. Kazakov, E. Gaydrova, L. Natrus, A. Tereschencо // Chinese Journal of pathophysiology. – 2006. – V.22, №13 (Suppl). – P. 525-526.
Реакція осмосенситивних нейронів гіпоталамуса на температурні стимули при осмотичному навантаженні / В.М. Казаков, О.В. Гайдарова, І.Е. Кузнєцов, Л.В. Натрус, А.В. Терещенко // Історія та сучасні досягнення фізіології в Україні: Зб.наук. пр. – Київ, 2001. – С. 66-67.
Реакция гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем на экстремальное нагревание и охлаждение / В.Н. Казаков, Е.В. Гайдарова, Н.И. Тарапата, Л.В. Натрус, О.С. Щукина // XIII з’їзд фізіологічного товариства ім. Павлова. Казань, 25-28 вересня 2001. – Казань, 2001. – С. 348-349.
Механизмы взаимоотношений неоархипалеокортекса с нейронами гипоталамуса как основа мотивационно-эмоционального поведения / В.Н. Казаков, Л.В. Натрус, Е.В. Гайдарова, А.В. Терещенко // Фундаментальные и клинические аспекты интегративной деятельности мезга: Міжнародні читання, присвячені 100-річчю з дня народження академіка Е.А. Асратяна. Москва; 2003. – М.: МаксПресс, 2003. – С. 110-112.
Изучение механизмов гипоталамической регуляции функций на основе анализа фоновой импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса / Л.В. Натрус, В.Н. Казаков // I з’їзд фізіологів СНГ. Дагомис, Сочі, 19-23 вересня 2005. – Москва, 2005. – С. 72.
Кортикофугальні впливи на центральну регуляцію гомеостазу: дослідження патерну імпульсної активності нейронів переднього гіпоталамуса / В.М. Казаков, Л.В. Натрус, Н.В. Прокоф’єва, М.І. Тарапата, В.Ф.Андрєєва // XV з”їзд Українського фізіологічного товариства. Чернівці, 23-25 травня 2006. – Фізіологічний журнал.- 2006. – Т.52, №2. – С. 37.
Оригинальный метод статистической оценки перестройки паттерна импульсной активности нейронов гипоталамуса в ответ на электрическую стимуляцию коры головного мозга / В.Н. Казаков, Л.В. Натрус, П.Я. Кравцов, А.В. Терещенко, А.А. Вислый // IV з’їзд Українського біофізичного товариства. Донецьк, 19-21 грудня 2006. – Донецьк, 2006. – 56-57.
Исследование факторов, вызывающих перестройку импульсной активности нейронов переднего гипоталамуса кошек / В.Н. Казаков, Л.В. Натрус, А.В. Терещенко, П.Я. Кравцов, А.А. Вислый // Нейронаука для медицины и психологи: III Міжнародний міждисциплінарний конгрес. Судак, АР Крим, 12-20 червня 2007. – М.; МаксПресс, 2007. – С. 112-113.
