Особенности метаболических функций легких при воздействии на структуры амигдалярного комплекса

С.А. Лукина, М. Р. Тимофеева

Ижевская государственная медицинская академия

Миндалевидный комплекс, являясь частью лимбической системы мозга, занимает стратегическую позицию в центральных механизмах регуляции функций организма. Известно об участии структур амигдалы в организации адаптивного поведения человека, включая его висцеральные компоненты, за счет обеспечения межсистемной и соматовегетативной согласованности при формировании ответных реакций в условиях активного взаимодействия организма с внешней средой [1,2]. В свою очередь, повреждение амигдалярных структур ишемического, посттравматического характера сопровождается значительной реорганизацией межнейрональных отношений с формированием патологических детерминантных очагов и последующим развитием висцеральных расстройств, наиболее часто - в системе внешнего дыхания [3]. Полагают, что нарушения нереспираторной функции при этом предшествуют несостоятельности газообмена и опережают клинику развернутой дыхательной недостаточности [4].

Целью исследования стало изучение сурфактантной системы, водного баланса легких, коагуляционного и фибринолитического потенциала артериальной и венозной крови при активации структур амигдалярного комплекса.

В экспериментальных исследованиях на беспородных крысах – самцах формировали очаг патологической активности в области переднего кортикального, базолатерального, центрального ядер миндалевидного комплекса и пириформной коре (n = 75) посредством имплантации в структуры мелкодиспергированного кобальта (1мг) по стереотаксическим координатам атласа мозга Paxinos G. (1998), контролем служили ложнооперированные животные (n = 16). На 14 сут. в бронхо – альвеолярных смывах определяли биохимический состав липидов сурфактанта, оценивали его поверхностно – активные свойства в цикле сжатие – растяжение мономолекулярной пленки по методу Вильгельми – Лэнгмюра, рассчитывали индекс стабильности по Clements. Определяли клеточный состав лаважной жидкости и фагоцитарную активность альвеолярных макрофагов по фагоцитарному числу и фагоцитарному индексу. Оценку водного баланса легких осуществляли гравиметрическим методом. У животных определяли содержание гемоглобина в крови и гомогенатах легочной ткани, массу сердца, влажных и высушенных легких, рассчитывая кровенаполнение легочной ткани, содержание в ней общей и экстраваскулярной жидкости. Коагуляционный и фибринолитический потенциал крови определяли с помощью тестов (АЧТВ, ПВ, XIIа – калликреин-зависимый фибринолиз) с использованием реактивов фирмы «Технология – Стандарт» (Барнаул, Россия), рассчитывали артерио-венозную разницу по каждому показателю. Статистическая обработка данных проводилась с использованием пакетов Microsoft Exel 2000 и SPSS 12. Сравнение групп между собой осуществляли с учетом характера распределения данных, используя t критерий Стъюдента для параметрического распределения или непараметрические критерии Манна-Уитни и Вилкоксона. Различия средних величин считались достоверными при уровне значимости р < 0,05. Для выявления зависимостей между различными показателями проводился корреляционный и факторный анализ.

В ходе экспериментальных исследований было установлено, что активация переднего кортикального ядра сопровождалась увеличением продукции липидов сурфактанта, преимущественно за счет инертного холестерина, уровень которого превышал контрольные значения в 3,5 раза (р < 0,001). Изменения фракционного состава липидов отразились на поверхностно – активных свойствах альвеолярной выстилки: минимальное поверхностное натяжение возросло, индекс стабильности понизился (р < 0,001).В водном балансе определяли увеличение легочного кровенаполнения, без изменения объема экстраваскулярной жидкости. В венозном секторе при оценке коагуляционного потенциала крови выявили удлинение времени завершения внутреннего каскада гемокоагуляции, укорочение времени эуглобулинового лизиса (р < 0,001). В артериальной крови, напротив, коагуляционный потенциал возрос, особенно по показателям внешнего механизма гемостаза (р < 0,001), Артерио-венозная разница при этом как по тромбопластиновому, так и по протромбиновому времени была инвертирована. При воздействии на базолатеральную миндалину изменения в метаболизме липидов сурфактанта наблюдались на фоне гипоперфузии легких (р < 0,001) и характеризовались уменьшением содержания фосфолипидов в его составе, повышением поверхностного натяжения бронхо – альвеолярных смывов, увеличением фагоцитарного индекса и фагоцитарного числа (р < 0,01). При активации центрального ядра миндалевидного комплекса состав липидов сурфактанта остался неизменным, показатели поверхностного натяжения лаважной жидкости практически не отличались от контрольных величин. Изменения водного баланса легких характеризовались уменьшением общего содержания жидкости в легочной ткани за счет уменьшения воды интерстиция (р <0,01) при сохранении кровенаполнения легких. Оценка гемостазиологических параметров свидетельствовала о понижении коагуляционного потенциала крови при прохождении её через малый круг кровообращения, что было характерно и для контрольной группы животных. Воздействие на пириформную кору – экранный центр миндалевидного комплекса [5], сопровождалось значительным (в 2,1 раза) уменьшением фосфолипидов сурфактанта (р < 0,01) на фоне низкой фагоцитарной активности альвеолярных макрофагов (р < 0,001). При анализе показателей системы гемостаза было установлено, что в венозной крови преобладали явления гипокоагуляции, поскольку тромбопластиновое и протромбиновое время было увеличено (р < 0,001), а время лизиса сгустка, напротив, сократилось (р < 0,001). Коагуляционный потенциал артериальной крови понизился еще в большей степени: тромбопластиновое время увеличилось в 2,2 раза, а протромбиновое время в 3,2 раза превышало контрольные значения (р < 0,001), время фибринолиза уменьшилось еще в большей степени (р < 0,001).

Комплексная оценка показателей метаболической активности легких с использованием факторного анализа при воздействии на ядра и экранные центры миндалевидного комплекса позволила выявить структуры амигдалы с наиболее активным участием в контроле легочного кровенаполнения. Таковыми явились переднее кортикальное и базолатеральное ядра миндалевидного комплекса. В обоих случаях при воздействии на указанные области мозга показатели легочного кровенаполнения были изменены и входили в состав первого фактора с максимальной факторной нагрузкой. Вместе с тем, характер изменения параметра был различен: при активации переднего кортикального ядра кровенаполнение легких увеличивалось, а при воздействии на базолатеральное ядро амигдалы, напротив, уменьшалось. Как известно, эти структуры мозга относятся к разным ядерным группам миндалевидного комплекса: переднее кортикальное ядро - к филогенетически старой группе ядер, а базолатеральное – к молодым структурам амигдалы [1, 5]. Многие авторы отмечают реципрокность влияний данных областей миндалины на различные физиологические функции, в том числе, на активность нейронов дыхательного центра, системное артериальное давление [1, 6, 7]. Согласно результатам проведенного эксперимента, реципрокность влияния структур проявляется и в контроле легочного кровенаполнения. Причем, в случае активации переднего кортикального ядра увеличение кровенаполнения сопровождалось повышением продукции нейтрального холестерина, а при воздействии на базолатеральное ядро на фоне гипоперфузии легких определяли уменьшение содержания фосфолипидов в составе альвеолярной выстилки. Однако в обоих случаях поверхностная активность сурфактанта не была оптимальной, а при воздействии на переднее кортикальное ядро изменения метаболизма липидов и водного обмена легких сочетались с нарушением баланса про- и антикоагулянтов в системном кровотоке и малом круге кровообращения, характеризуя снижение адаптационных возможностей системы легочной вентиляции в данных условиях эксперимента. При воздействии на пириформную кору характер изменений метаболических функций легких также свидетельствует о снижении эффективности механизмов адаптации, особенно в системе легочного сурфактанта. При воздействии на структуру мозга отмечали угнетение активности как синтетических, так и катаболических процессов в метаболизме липидов сурфактанта, что сопровождалось снижением поверхностной активности альвеолярной выстилки. Показатели, отражающие свойства сурфактанта при этом находились в составе ведущего фактора и имели максимальные факторные нагрузки. Другим проявлением нарушения метаболической активности легких при воздействии на пириформную кору стало усугубление дисбаланса в системе гемостаза со значительным повышением фибринолитического потенциала как венозной, так и артериальной крови. Несмотря на то, что все ядра амигдалы относят к полисенсорным структурам конвергентно – дивергентного типа, основным интегративным центром миндалевидного комплекса считают его центральное ядро. При воздействии на данную область амигдалы в наших экспериментах изменения метаболической активности легочной ткани были минимальными, а уровень интеграции метаболических процессов очень высок, подтверждением чего стало уменьшение числа факторов в данной экспериментальной серии и увеличение их вклада в совокупную дисперсию.

Таким образом, результаты исследований свидетельствуют о сохранении оптимума активности метаболических процессов легких и эффективной органной адаптации при активации центрального ядра миндалевидного комплекса и нарушении саногенетических механизмов в условиях воздействия на переднее кортикальное, базолатеральное ядра амигдалы и пириформную кору.