Функціональна динаміка осмосенситивной нейронной системи преоптичного/переднього гіпоталамуса

Отримані дані дозволяють лише приблизно судити про механізми ФД, проте очевидним являється ряд обставин. Перш за все, ФД носить локальний характер, тобто стосується тих ланок нейронної мережі, в яких інформаційні потоки змінюються найсильніше. На це вказує той факт, що на фоні різноспрямованого навантаження на Na+/осморегулюючу систему порогові інтенсивності осмотичних і неосмотичних тест-впливів практично не відрізнялися від таких у контролі (тобто властивості аферентних стосовно ПО/ПГ структур змінюються мало), тоді як частки осмосенситивних нейронів ПО/ПГ, які реагували на ці впливи, змінювалися суттєво. Потім, зниження ЗР прямо корелює з числом нейронів у мережі, які залучені до інтегративного процесу, причому це число найчастіше знижується незалежно від напрямку функціонального навантаження. Оскільки зниження ЗР у більшості випадків сполучено із зростанням ІГ, слід гадати, що ФД досліджуваної мережі в першу чергу пов’язана з модифікацією властивостей локальних гальмівних інтернейронів. І, нарешті, очевидною причиною індукції ФД за умов гіпер- і гіпонатріємії варто вважати зміну інтенсивності потоку аферентних сигналів з осморецепторних структур (ЦВО), спрямованих до різних елементів нейронної мережі ПО/ПГ.

 

Нейронна мережа ПО/ПГ і типи реакцій на тест-впливи. Підставою для виділення декількох функціональних типів нейронів ПО/ПГ є чотири типи нейронних реакцій, які виникали на осмотичні і неосмотичні тест-впливи як у контрольній, так і в експериментальних групах. Найпростіша схема чарунки нейронної мережі, у якій можна було б спостерігати чотири описаних типи реакцій, повинна містити нейрони як мінімум чотирьох типів (рис. 1). Монофазні активаційні реакції (А-типу) у такій нейронній мережі можуть виникати тільки внаслідок помірної за інтенсивністю активації збуджуючого входу від рецепторних (релейних) структур до ОСН. Двофазні реакції АГ-типу виникають при більш інтенсивному збудженні цього ж входу, що приводить до активації ланцюга зворотнього гальмування (ГІН3). Очевидно, що у порівнянні з монофазними активаційними відповідями реакції АГ-типу характеризують аферентні впливи з більш високим синаптичним індексом. Монофазні гальмівні реакції (Г-тип) виникають при активації ГІН1, за допомогою яких реалізується прямий гальмівний контроль ОСН. Генерація двофазних відповідей ГА-типу може бути пояснена активацією ГІН2. Повільні ГПСП, які виникають при активації ГАМКВ-рецепторів постсинаптичних мембран, звичайно приводять до появи постгальмової віддачі, тобто саме до генерації ГА-відповідей.

Можливі механізми ФД. За умов контролю більшість із застосованих тест-впливів оказують переважно збуджуючу дію на ОСН. При цьому локальна температурна стимуляція в однаковій мірі активує ОСН і ГІН, а гіпоосмотичні інфузії активують головним чином гальмівні інтернейрони. Гіпернатріємія збільшує активність ЦВО і, таким чином, призводить до посилення збуджуючих впливів, які передаються через синапси на дендрити ОСН, ГІН1 і ГІН2. Експериментальна гіпонатріємія, що розвивається на фоні АСЛ, знижує активуючий вплив ЦВО на ОСН і посилює вплив на ГІН1, які забезпечують пряме гальмування ОСН. З огляду на полімодальний характер входів до ОСН, ці нейрони отримують подвійні впливи: ті, що надходять із ЦВО, а також з боку структур, які утворюють неосмотичні входи. При активації синаптичних полів дендритів ГІН1 і ГІН2 аферентними сигналами з двох різних джерел можуть виникати прояви синаптичної пластичності у формі асоціативної тривалої потенціації (АТП) і асоціативної тривалої депресії (АТД) синаптичної передачі. Конкретний тип пластичності (АТП чи АТД) визначається частотними характеристиками аферентних сигналів від Na+/осморецепторних (ЦВО) і неосморецепторних джерел.

В умовах гіпернатріємії зниження кількості А- і АГ-відповідей на осмотичні і неосмотичні тест-впливи може бути зв’язане зі зниженням чутливості дендритів ОСН до глутамату (рис. 1). Збільшення частки монофазних гальмівних реакцій (Г-тип), очевидно, зв’язане з індукцією АТП, а зниження – з розвитком АТД у синапсах, що утворені аксонами нейронів ЦВО і неосмотичними аферентами на дендритах ГІН1 (рис. 1). Збільшення і зниження часток ГА-відповідей може пояснюватися індукцією АТП і АТД відповідно в синапсах, які утворені аксонами нейронів ЦВО і неосмотичними аферентами на дендритах ГІН2. В умовах гіпонатріємії причиною зниження числа відповідей А- і АГ-типів слід вважати пряме гальмування ОСН внаслідок посилення активуючих аферентних впливів на ГІН1 (рис. 1). За цією ж причиною знижується кількість ГА-реакцій. На користь такого припущення свідчить значне зростання кількості монофазних гальмівних реакцій, що є прямим наслідком посилення активації ГІН1.

Перетворення вихідної активності мережі. У рамках нашого дослідження прямої експериментальної оцінки модифікацій вихідної активності мережі осмосенситивних нейронів ПО/ПГ за умов гіпо- і гіпернатріємії не проводилося. Більш того, нейрони, які активувалися антидромно при стимуляції ніжки гіпофіза (тобто ідентифіковані як нейросекреторні елементи СОЯ і ПВЯ), з аналізу виключалися. Однак експериментальний факт зниження ЗР нейронної мережі, причетної до регуляції Na+/осмотичного гомеостазу, і зростання відносного числа гальмівних реакцій (підвищення ІГ) за умов гіпер- і гіпонатріємії сприймається як парадоксальний феномен, оскільки здавалось би, що зміни вихідної активності мережі повинні бути, як мінімум, різноспрямованими.

Мережа осмосенситивних нейронів ПО/ПГ являє собою інтегративну структуру, яка одержує численні полімодальні входи. У рамках реалізованого нами експериментального підходу можна виділити такі аферентні впливи на дану мережу: осмотичні (через аференти з ЦВО), неосмотичні вісцеральні (з ЯСТ і від колатералей аксонів спино-таламічних трактів), а також низхідні кортико-гіпоталамічні. Окремо слід згадати власну чутливість нейронів ПО/ПГ до зрушень осмолярності