«СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ НАРУШЕНИЙ ПОВЕДЕНИЯ НА МОДЕЛИ ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОГО СТРЕССОВОГО РАССТРОЙСТВА У КРЫС ...»

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК,

СЕВЕРО-ЗАПАДНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ФГБУ «НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ» СЗО РАМН

На правах рукописи

БЕЗНИН

ГЛЕБ ВЛАДИМИРОВИЧ

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ НАРУШЕНИЙ

ПОВЕДЕНИЯ НА МОДЕЛИ ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОГО

СТРЕССОВОГО РАССТРОЙСТВА У КРЫС

03.03.01 – Физиология;

03.03.04 – Клеточная биология, цитология, гистология

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор С. Г. Цикунов;

доктор медицинских наук Д. Э. Коржевский Санкт-Петербург

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Стресс, травматический стресс, психическая травма

1.2. Посттравматическое стрессовое расстройство: патогенез, клинические проявления, долговременные последствия

1.3. Функциональные нарушения в центральной нервной системе при стрессовых расстройствах, аффективной патологии и депрессии ................ 1.4. Структурные изменения в мозге, наблюдаемые при постстрессовых расстройствах и депрессии

1.5. Сопоставление наблюдаемых при депрессивных расстройствах структурных изменений в мозге с нарушениями памяти и эмоций

1.6. Механизмы развития функциональных и структурных нарушений в мозге при постстрессовой патологии и депрессии

1.7. Медиаторные концепции формирования эмоциональных и поведенческих расстройств

1.8. Участие нейромедиаторов в регуляции нейрогенеза

1.9. Проблемы моделирования психогенной аффективной патологии............... 1.10. Современные морфологические подходы к оценке структурно-функциональных изменений в центральной нервной системе........ ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Формирование экспериментальных групп, условия содержания животных

2.2. Моделирование витального стресса

2.3. Методы регистрации и оценки поведения животных

2.4. Гистологическое исследование головного мозга

2.5. Фармакологическая коррекция состояния животных

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Отклонения в поведении и морфофункциональные нарушения в мозге крыс на раннем сроке (9 дней) после воздействия витального стресса

3.1.1. Изменение поведения крыс на раннем сроке после воздействия витального стресса

3.1.2. Морфофункциональные нарушения в головном мозге крыс на раннем сроке после воздействия витального стресса

3.2. Отклонения в поведении и морфофункциональные нарушения в мозге крыс на позднем сроке (25 дней) после воздействия витального стресса

3.2.1. Изменение поведения крыс на позднем сроке после воздействия витального стресса

3.2.2. Морфофункциональные нарушения в головном мозге крыс на позднем сроке после воздействия витального стресса

3.3. Фармакологическая коррекция отклонений в поведении и морфофункциональных нарушений в мозге крыс агонистом дофаминовых рецепторов пирибедилом после воздействия витального стресса

3.3.1. Коррекция отклонений в поведении крыс после воздействия витального стресса

3.3.2. Коррекция морфофункциональных нарушений в головном мозге крыс после воздействия витального стресса

ОБСУЖДЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Широкое распространение насилия и учащение техногенных катастроф в современном мире делают всё более актуальным изучение последствий переживания психотравмирующих обстоятельств, а также разработку адекватных методов лечения постстрессовых расстройств. Известно, что экстремальные психогенные воздействия могут приводить к формированию специфических поведенческих отклонений и нарушений психики (Грачева Л. В., 2012), в частности, — классифицированного в МКБ-10 и DSM-5 посттравматического стрессового расстройства (ПТСР). Большинство исследований по проблеме стресса связано с изучением острой стрессовой реакции. Работы, касающиеся отдалённых последствий стресса, встречаются в литературе значительно реже.

Существуют исследования, посвящённые изучению биологических основ постстрессовых нарушений (Ehlert U. et al., 1999; Цикунов С. Г. и др., 2000, 2006;

Graef F. G., 2003; Tsikunov S. G. et al., 2003, 2010; Heim C., Nemeroff C. B., 2009;

Skelton K. et al., 2012). Выявлен ряд генетических маркеров, определяющих риск развития ПТСР (Broekman B. F. et al., 2007; Xie P. et al., 2010). Изучается роль нейроэндокринных механизмов в генезе постстрессовой патологии (Yehuda R., 1999b;

Marshall R. D., Garakani A., 2002). Согласно клиническим исследованиям, при ПТСР нередко наблюдаются макроморфологические изменения в головном мозге (Hull A. M., 2002; Karl A. et al., 2006). Установлены отличия в объёме определённых структур мозга у людей, имеющих в анамнезе психотравматические эпизоды, по отношению к здоровым лицам (Richert K. A. et al., 2006; Tischler L. et al., 2006;

Geuze E. et al., 2008b). Среди возможных механизмов, лежащих в основе формирования структурных изменений в мозге при постстрессовой патологии, называют гибель нейронов, ремоделинг нервной ткани и нарушение процессов нейрогенеза (Abrous D. N. et al., 2005; Bremner J. D., 2006b; Conrad C. D., 2006;

Van Boven R. W. et al., 2009). Однако структурно-функциональные основы ПТСР остаются недостаточно ясными.

Современные методы лечения ПТСР основаны большей частью на применении психотерапевтических воздействий (Слабинский В. Ю., 2012). Психофармакологические методы лечения ПТСР, вследствие недостаточности знаний о его патогенезе, практически не разработаны. Однако уже сегодня в клинической практике для коррекции проявлений ПТСР применяют антидепрессанты (Аведисова А. С., 2009; Franikovi T. et al., 2011), которые, как полагают (Santarelli L. et al., 2003;

Bremner J. D., 2006a), способны интенсифицировать нейрогенез в центральной нервной системе (ЦНС). Перспективные фармакотерапевтические разработки связаны с изучением возможностей модуляции активности различных нейромедиаторных систем.

Проблема изучения механизмов формирования психической травмы и посттравматических стрессовых расстройств упирается в задачу адекватного моделирования этой патологии на животных. В Физиологическом отделе им. И. П. Павлова ФГБУ «НИИЭМ» СЗО РАМН разработаны модели психической травмы (витальный стресс) и ПТСР на крысах (Цикунов С. Г. и др., 2000, 2005a, 2006;

Tsikunov S. G. et al., 2003), индуцируемые обстоятельствами переживания гибели сородича от действий удава и наиболее приближенные по этиологии и симптоматике к данной патологии у человека. В экспериментальных исследованиях демонстрируется возможность формирования поведенческих и эмоциональных отклонений (Августинович Д. Ф. и др., 2006; Трофимова Л. К. и др., 2009), а также функциональных и структурных изменений в мозге (Magarios A. M. et al., 1996; Gould E. et al., 1997; Кудинова Е. В., 2004; Тишкина А. О. и др., 2009) у животных при различных видах стрессовых воздействий. Однако исследования, показывающие формирование подобных нарушений, в особенности структурных, на экспериментальных моделях витального стресса, в литературе практически отсутствуют, а на других моделях психогенных воздействий, приближенных к человеку по критерию этиологии, встречаются исключительно редко.

В последние годы интенсивно изучаются психофизиологические механизмы острых стрессовых расстройств и ПТСР (Цикунов С. Г. и др., 2012; Skelton K., 2012), ведутся поиски фармакологических средств лечения этих заболеваний (Аведисова А. С., 2009; Franikovi T. et al., 2011). Несмотря на значительные успехи в выяснении механизмов реализации стрессового ответа, большая часть из них остаётся недостаточно изученной (Ушаков И. Б. и др., 2012). Особенно это касается нейробиологических структурно-функциональных основ расстройств эмоций и поведения, вызванных витальным стрессом. Экспериментальных данных об отдалённых последствиях витального стресса в литературе практически нет.

Необходимость исследования внутримозговых механизмов формирования и компенсации ПТСР и на этой основе разработки новых эффективных средств терапии посттравматических расстройств определяет фундаментальную и практическую значимость изучения данной патологии на валидных моделях в экспериментах на животных.

Выявить и охарактеризовать отклонения в поведении и структурные изменения в мозге на модели посттравматического стрессового расстройства у крыс и обосновать возможность коррекции сформированной патологии посредством активации D2-, D3-рецепторов миметиком дофаминергической системы мозга пирибедилом.

1. Охарактеризовать поведение крыс в тестах «Открытое поле», «Крестообразный приподнятый лабиринт», «Интрудер – резидент»

и тесте Порсолта (принудительного плавания) в периоде до 9 дней после воздействия витального стресса, вызванного обстоятельствами гибели сородича от действий хищника.

2. Охарактеризовать поведение крыс через 3 нед после витального стресса с использованием тех же поведенческих методов и оценить динамику изменений в поведении животных на указанных сроках.

3. Оценить структурные и функциональные изменения в мозге крыс с использованием классического нейрогистологического метода (окраска по Нисслю) и иммуноцитохимического метода (выявление антигенов NeuN и PCNA на срезах мозга) на сроке в 9 дней после витального стресса.

4. Оценить структурные и функциональные изменения в мозге крыс на сроке в 25 дней после витального стресса с использованием тех же гистологических методов и провести сравнительную оценку 5. Определить влияние агониста D2, D3 дофаминовых рецепторов пирибедила на поведенческие отклонения и морфофункциональные изменения в мозге, вызванные воздействием острого витального стресса, на различных сроках после травмы.

В работе обоснован научный тезис о том, что однократный витальный стресс, индуцированный гибелью партнёра, приводит к устойчивым расстройствам двигательного, эмоционального, исследовательского и агрессивного поведения, совпадающим по проявлениям с клинической картиной ПТСР у человека, в основе которых лежат не только функциональные, но и структурные нарушения в ЦНС. На модели ПТСР у крыс, вызванной переживанием обстоятельств смерти сородича и реальной угрозы собственной жизни, впервые продемонстрировано формирование длительно сохраняющихся структурно-функциональных нарушений в мозге. Описаны морфологические и цитохимические изменения в ЦНС, наблюдаемые при посттравматическом стрессовом расстройстве у животных в эксперименте, в частности, — гибель нервных клеток в гиппокампе, гипоталамусе, коре больших полушарий, подавление процессов нейрогенеза в зубчатой извилине гиппокампа и субвентрикулярной зоне стенки боковых желудочков. Выявлен ранее не описанный феномен исчезновения иммуноцитохимической реакции на ядерный белок нервных клеток NeuN в гиппокампе и коре головного мозга после психогенного воздействия.

Обнаружены различия в структурно-функциональных нарушениях в мозге, наблюдающихся на раннем и позднем сроках после перенесения животными психогенной травмы, — показаны анатомическая специфичность и характер развития нарушений во времени. Впервые продемонстрировано корригирующее действие дофаминомиметика пирибедила на расстройства поведения в модели ПТСР, а также установлен нейропротективный эффект пирибедила в отношении структурных постстрессовых нарушений в мозге животных.

Теоретическая и практическая значимость работы Теоретическое значение работы состоит в доказательстве научного положения о том, что в основе вызванных психической травмой поведенческих и эмоциональных расстройств лежит нарушение структурной целостности и репаративных возможностей мозга, обусловленное дисбалансом активности нейромедиаторных систем.

Данные о поведенческих отклонениях и структурно-функциональных изменениях в мозге, полученные на разных сроках после перенесения животными психотравмирующего воздействия, позволяют исследовать развитие наблюдаемых нарушений в динамике, а также вносят новые сведения в понимание патогенеза ПТСР и депрессии. На основании гистологического исследования разработаны новые критерии оценки структурных и функциональных нарушений в мозге животных, подвергнутых психотравмирующему воздействию в эксперименте. Результаты исследования могут быть использованы при разработке методов фармакологической коррекции и ведения больных с ПТСР и депрессивными расстройствами в клинике. Полученные результаты используются в преподавании различных медицинских, медико-биологических и психологических дисциплин в Первом Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. акад.

И. П. Павлова МЗ РФ, Санкт-Петербургском государственном педиатрическом медицинском университете МЗ РФ, Санкт-Петербургском институте психологии и акмеологии, Санкт-Петербургском университете МВД РФ, Санкт-Петербургском военном институте внутренних войск МВД РФ, Научно-исследовательском институте экспериментальной медицины СЗО РАМН.

Методология исследования состояла в изучении поведенческих последствий и структурно-функциональных изменений в головном мозге у крыс на различных отдалённых периодах (до 9 и до 25 дней) после однократного переживания ими обстоятельств гибели сородича и угрозы собственной жизни от действий хищника – тигрового питона – и исследовании возможностей коррекции выявленных нарушений посредством модуляции активности дофаминергической системы мозга с помощью агониста D2, D3 дофаминовых рецепторов пирибедила. Регистрацию поведения проводили в тестах «Открытое поле» (ОП), «Крестообразный приподнятый лабиринт» (КПЛ), «Интрудер – резидент» (ИР) и тесте Порсолта. Гистологическое исследование головного мозга осуществляли как классическим нейрогистологическим методом — окрашивание по Нисслю, так и иммуноцитохимическим методом — проведение реакций на антигены NeuN и PCNA на срезах мозга.

Исследования выполнены с соблюдением всех принципов доказательной медицины и одобрены Локальным комитетом по биомедицинской этике при Научно-исследовательском институте экспериментальной медицины СЗО РАМН.

1. У животных, подвергнутых воздействию витального стресса в эксперименте, наблюдаются длительно сохраняющиеся отклонения в поведении и эмоциональном реагировании, имеющие черты сходства с ПТСР у человека, без тенденции к их спонтанной нормализации.

2. У животных, подвергнутых воздействию витального стресса, наблюдаются структурно-функциональные изменения в мозге — гибель клеток, исчезновение иммуноцитохимической реакции на белок NeuN, подавление нейрогенеза, которые не только не имеют тенденции к нивелированию, но и усиливаются к более позднему сроку наблюдения.

3. Введение животным, подвергнутым воздействию витального стресса, в период после травмы агониста дофаминовых D2-, D3-рецепторов пирибедила корригирует поведенческие отклонения и предотвращает формирование структурных нарушений в головном мозге.

Степень достоверности и апробация результатов исследования Достоверность определяется большим количеством наблюдений на 126 животных, формированием групп сравнения и контроля, использованием современных методов оценки поведения животных, морфологических изменений в мозге и фармакологического анализа, длительными сроками наблюдения и корректными методами статистической обработки результатов.

Материалы диссертации изложены в 19 работах, 5 из которых являются статьями в научных журналах, рекомендованных ВАК. Основные результаты исследования доложены и обсуждены на 1-й Международной летней школе по генетике поведения и нейронауке стресса Международного общества «Стресс и поведение» (Санкт-Петербург, 9–15 мая 2008 г.), 11-й Мультидисциплинарной международной конференции по нейронауке и биологической психиатрии «Стресс и поведение» (Санкт-Петербург, 16–20 мая 2008 г.), III Международном молодёжном медицинском конгрессе «Санкт-Петербургские научные чтения»

(Санкт-Петербург, 2–4 декабря 2009 г.), 14-й Мультидисциплинарной международной конференции по нейронауке и биологической психиатрии «Стресс и поведение» (Санкт-Петербург, 16–20 мая 2010 г.), XXI Съезде Физиологического общества им. И. П. Павлова (г. Калуга, 19–25 сентября 2010 г.), XIV Научной школе-конференции молодых учёных по физиологии высшей нервной деятельности и нейрофизиологии (Москва, 21–22 октября 2010 г.), Всероссийской научной конференции молодых учёных «Проблемы биомедицинской науки третьего тысячелетия», посвящённой 120-летию со дня основания Императ. Института экспериментальной медицины (Санкт-Петербург, 21–22 декабря 2010 г.), Всероссийской молодёжной конференции-школе «Нейробиология интегративных функций мозга», посвящённой 120-летию создания Физиологического отдела под руководством И. П. Павлова в Императ. Институте экспериментальной медицины (Санкт-Петербург, 21–25 ноября 2011 г.), II Всероссийской научной конференции молодых учёных «Проблемы биомедицинской науки третьего тысячелетия»

(Санкт-Петербург, 12–14 ноября 2012 г.), Международном симпозиуме «Посттравматические стрессовые расстройства» (Москва, 4 марта 2013 г.) и других научных конференциях.

Соискателем выполнены литературный поиск, планирование экспериментов, участие в моделировании психогенной травмы у животных, проведении поведенческого тестирования и статистической обработки данных по поведению, введение фармакологических препаратов животным, полное проведение морфологических исследований, получение гистологических изображений, их анализ и подготовка публикаций.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов, материалов и методов исследования, изложения экспериментальных данных, обсуждения полученных результатов, а также выводов, заключения и списка литературных источников.

Работа изложена на 164 страницах машинописного текста, иллюстрирована 23 рисунками и 12 таблицами. Количество использованных литературных источников: 298. Из них 79 русскоязычных и 219 иноязычных.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Стресс, травматический стресс, психическая травма Стресс (от англ. stress — давление, нажим, напряжение) — генерализованная неспецифическая реакция организма, возникающая под действием различных факторов необычных характера, силы и/или длительности (Литвицкий П. Ф., 2003). Стрессом называют общую реакцию организма на любое физическое или психологическое воздействие, нарушающее его гомеостаз, а также соответствующее состояние нервной системы и организма в целом.

Впервые термин «стресс» в физиологию и психологию ввёл Уолтер Брэдфорд Кеннон в своих классических работах по универсальной реакции «борьбы или бегства» (Cannon W. B., 1932). Реакция «борьбы или бегства» является острым ответом на стрессовое воздействие, первичной стрессовой реакцией.

В более поздних исследованиях она была идентифицирована как первая стадия в составе общего адаптационного синдрома.

В современном биологическом смысле термин «стресс» начал использовать Ганс Селье. Концепция стресса была предложена им в 1936 г. в его первой работе, посвящённой описанию общего адаптационного синдрома. Селье характеризовал общий адаптационный синдром как гомеостатическую модель самосохранения организма и мобилизации ресурсов для реакции на стрессор (Selye H., 1936).

Однако только с 1946 г. он стал использовать термин «стресс» для обозначения общего адаптационного напряжения, поскольку изначально этот термин использовался в основном для обозначения «нервно-психического напряжения» и долгое время ассоциировался с реакцией «борьбы или бегства».

Стресс является генерализованной реакцией организма на любой сильный раздражитель. Фактор, воздействующий на организм и вызывающий стресс, называют стрессором. При длительном действии стрессора на организм возникают адаптивные реакции, названные Г. Селье общим адаптационным синдромом. Различают три основные стадии общего адаптационного синдрома:

а) реакция тревоги, б) стадия резистентности организма и в) стадия истощения.

Острая физиологическая реакция на стрессор представляет собой активизацию симпатоадреналовой системы и сопровождается выбросом в кровь адреналина, норадреналина и глюкокортикоидных гормонов. Первая стадия общего адаптационного синдрома характеризуется мобилизацией всех энергетических ресурсов организма, перераспределением кровообращения между «жизненно важными»

и «вторичными» органами тела в пользу первых, системным сужением просвета кровеносных сосудов, замедлением работы пищеварительной системы, повышением внимания и облегчением реакций на внешние раздражители. На второй стадии организм поддерживает мобилизованное состояние в течение наиболее возможно длительного времени, обеспечивая сопротивление неблагоприятным внешним воздействиям. В стадии истощения мобилизационные способности организма ослабевают и начинается процесс дизадаптации органов и систем.

В зависимости от характера стрессового воздействия и условий среды нахождения организма, процесс дизадаптации может включать в себя различные патологические состояния вплоть до шока, полиорганной недостаточности, смерти.

Понятие стресса, в связи с его развитием на основе более поздних работ Г. Селье, а также на основе исследований Роберта Лазаруса, было дополнено терминами «эу-» и «дистресс» (Lazarus R. S., 1966). Согласно этой концепции, стресс, в зависимости от силы и длительности действия стрессора, а также от запаса адаптационных возможностей организма, разделяют на «нормальный» — эустресс (от др.-греч. — хорошо, вполне) и «патологический» — дистресс (от др.-греч. - — приставка, означающая расстройство и усиливающая отрицательный смысл слова). Эустресс представляет собой состояние, производимое действием любого умеренного по силе стимула, который вызывает «естественную» активацию симпатоадреналовой системы, но не приводит к расстройству адаптационных возможностей организма. Состояние эустресса носит, как правило, позитивную эмоциональную окраску. Дистрессом называют состояние, возникающее вследствие чрезмерно сильного, избыточного по отношению к адаптационным возможностям действия стрессового фактора. Такие состояния обычно сопровождаются переживанием негативных эмоций и демонстрацией аверсивного поведения. Третья стадия общего адаптационного синдрома, таким образом, является дистрессом — патологическим компонентом стресса.

Отдельно рассматривают понятие травматического, или посттравматического, стресса. Термин «травматический стресс» во многом соответствует термину «дистресс». Однако для травматического стресса характерным является наличие именно травмирующего компонента, главным образом психогенного. Психическую травму можно определить как комплекс нарушений, возникающий при действии запредельного эмоционального стимула, переживаний чрезмерной силы, в т. ч. ситуации угрозы жизни (МКБ-10, 1995; Тарабрина Н. В., 2001). Стрессовое воздействие считается травмирующим в том случае, если оно приводит к формированию нарушений в психической сфере по аналогии с физическими повреждениями.

При этом у субъекта нарушаются структура «самости», когнитивная модель мира, аффективная сфера, неврологические механизмы, управляющие процессами научения, система памяти и эмоциональные пути научения (Lazarus R. S., 1966).

Также выделяют понятие витального стресса — переживания обстоятельств, выходящих за рамки опыта человека и связанных непосредственно с угрозой его жизни и существованию. Термин «витальный стресс» близок по значению термину «психическая травма».

Известно, что однократное психотравматическое воздействие может служить запускающим стимулом для развития расстройств аффективного профиля, в частности, — ПТСР (МКБ-10, 1995; DSM-5, 2013). Однако развитие посттравматического расстройства — только один из возможных исходов переживания психотравматического воздействия. Не для всех лиц, подвергшихся переживанию психотравматической ситуации, она становится психотравмирующей, т. е. приводящей к формированию психической травмы. Более того, не у всех лиц, перенёсших психическую травму, происходит развитие посттравматического расстройства.

Риск развития посттравматической, или постстрессовой, патологии обусловлен, с одной стороны, обстоятельствами переживания субъектом психотравматической ситуации, а с другой — функционированием его механизмов защиты (Тарабрина Н. В., 2008).

По уровням функционирования механизмы защиты от воздействия психотравматических психогенных факторов разделяют на психологические (копинг-стратегии (Lazarus R. S., 1966)) и физиологические. Под психологическими механизмами защиты от воздействия неблагоприятных психогенных факторов понимают различные способы совладания с имеющимися у субъекта эмоциями и переживаниями, связанными с вызвавшей их стрессовой ситуацией, и контролем собственного поведения в отношении факторов психоэмоционального напряжения (Benight C. C., Harper M. L., 2002). Среди физиологических механизмов известно большое число внутримозговых нейрохимических, в том числе нейрогормональных, систем, принимающих каждая своё специфическое участие в регуляции стрессовых реакций и адаптации к повторяющимся или хроническим стрессовым воздействиям (Yehuda R., 2004; Yehuda R., LeDoux J., 2007). Ряд нейротрансмиттеров, нейропептидов и гормонов связывают как с острой психобиологической реакцией на стресс, так и с долгосрочными психиатрическими последствиями.

В этом ряду рассматриваются кортизол, кортикотропин, норадреналин, вазопрессин, нейропептид Y, галанин, дофамин, серотонин, -аминомасляная кислота (GABA; -aminobutyric acid), тестостерон и эстрогены (Charney D. S., 2004).

Одним из наиболее важных химических регуляторных соединений, имеющих значение для адаптации к стрессовым факторам, считают кортизол. Достоверно показано, что многие формы психологического стресса увеличивают синтез и высвобождение кортизола, который мобилизует и пополняет запасы энергии, сдерживает иммунные реакции, способствует сосредоточению внимания и облегчению кодирования эмоциональной памяти (Roozendaal B., 2000). Эти эффекты обеспечивают протекание адаптивных изменений в ходе острой стрессовой реакции. Немалое значение для адаптации организма к стрессу, наряду с нервной системой, имеют эндокринная и иммунная системы.

Ключевую роль в регуляции стрессовой реакции играет функционирование гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС) (Чернышева М. П., 1995). В норме при стрессовом воздействии происходит активация системы гипоталамус – гипофиз и выброс в кровь глюкокортикоидов. Интенсивность реакции надпочечников и ГГНС в целом зависит как от силы стрессового фактора, так и от внутренних регуляторных механизмов. Степень активации ГГНС регулируется отрицательной обратной связью между корковым веществом надпочечников и рецепторами к глюкокортикоидам, локализующимися в различных областях головного мозга (Cintra A. et al., 1994). При нарушении отрицательной обратной связи в ГГНС развивается избыточная секреция кортизола в кровь (Gold P. W. et al., 2002).

Длительное неизбегаемое воздействие стрессовых факторов на организм, как и чрезмерное воздействие на сенсорные системы (напр., шум, перегрузка вестибулярного аппарата), может приводить к формированию патологических отклонений на клеточном уровне и проявляться морфологически регистрируемыми нарушениями в головном мозге, ткани надпочечников, слизистой оболочке желудка и других органах (Селье Г., 1982; Кудинова Е. В., 2004; Кусов А. Г., 2006).

На основании результатов исследования механизмов защиты организма от неблагоприятных стрессовых воздействий разрабатывается концепция устойчивости или уязвимости к действию таких факторов (Charney D. S., 2004).

Большую часть механизмов, обусловливающих наличие устойчивости или уязвимости организма к стрессовым воздействиям, составляют внутримозговые нейрохимические системы. Учитывая значительную степень детерминированности этих систем генетическими факторами, является возможным говорить о существовании генетически-обусловленных устойчивости или уязвимости организма к действию стресса. Так, ряд исследователей рассматривает в своих работах проблему наследственной предрасположенности к развитию патологических последствий переживания психогенного стресса, в частности, — посттравматических расстройств (Segman R. H., Shalev A. Y., 2003; Вайдо А. И. и др., 2009;

Amstadter A. B. et al., 2009).

При рассмотрении проблемы формирования посттравматических расстройств от действия психотравматических стрессовых факторов следует иметь в виду высказывания некоторых исследователей о том, что существует некий «порог травматогенности», по превышении которого психогенные стрессовые воздействия являются травматичными для абсолютного большинства лиц и способными вызвать психическую травму почти у любого человека (Тарабрина Н. В., 2001).

Психогенные стимулы такого рода называют сверхэкстремальными и рассматривают в качестве абсолютно травматичных. Психическую травму, полученную без сочетания с физическими травмирующими факторами, называют «чистой»

психогенной травмой (Цикунов С. Г. и др., 2000). При сверхсильных эмоционально-травмирующих переживаниях риск формирования психической травмы практически не зависит от индивидуальных особенностей и наличия предшествовавших невротических отклонений. Таким образом, при действии запорогового психогенного стимула формирование психической травмы происходит у всех лиц, подвергшихся переживанию психотравматических обстоятельств.

1.2. Посттравматическое стрессовое расстройство: патогенез, клинические проявления, долговременные последствия У человека среди аффективных расстройств выделяют депрессивные и биполярные расстройства, а также острые стрессовые расстройства и посттравматическое стрессовое расстройство. К депрессивным и биполярным расстройствам относят патологию как эндогенного, так и экзогенного (психогенного) происхождения. В случае эндогенной депрессии причиной заболевания является нарушение метаболизма медиаторов в мозге, связанное с генетическими или другими предрасполагающими к этому факторами, но не обусловленное переживанием психической травмы. Для развития психогенной, или реактивной, депрессии определяющим фактором является наличие в анамнезе острого или хронического психотравмирующего эпизода. В основе формирования острых стрессовых расстройств и ПТСР также лежит переживание психотравмирующих обстоятельств (МКБ-10, 1995; DSM-5, 2013). К острым стрессовым расстройствам относят острую стрессовую реакцию и собственно острое стрессовое расстройство (Вельтищев Д. Ю., 2010). Острая стрессовая реакция является транзиторной (до 2 дней) реакцией на чрезмерное стрессовое воздействие (МКБ-10, 1995). Острое стрессовое расстройство является кратковременной реакцией на чрезмерное стрессовое воздействие, возникающей в период до 1 мес после воздействия стрессового стимула и нивелирующейся по мере восстановления адаптационных возможностей организма (от 3 дней до 1 мес после начала её проявления) (DSM-5, 2013).

Для острого стрессового расстройства, в отличие от острой стрессовой реакции, характерна манифестация диссоциативной симптоматики и других признаков, наблюдающихся при хроническом стрессовом расстройстве или ПТСР (Вельтищев Д. Ю., 2010). ПТСР формируется, по различным классификациям, через 6 мес или в более короткие сроки после перенесения острой психической травмы или от начала действия хронического травмирующего фактора (МКБ-10, 1995; DSM-5, 2013). Особенностью ПТСР является продолжительность наблюдающейся при этом расстройстве симптоматики (более 1 мес в случае перенесения острой психогенной травмы и более 3 мес при хроническом психотравмирующем воздействии). Для ПТСР характерны длительно сохраняющиеся психологические и социальные последствия. Хронические стрессовые расстройства, соответственно, предполагают хронизацию симптоматики, наблюдающейся при постстрессовых реакциях и расстройствах, в т. ч. при ПТСР, а также возможность формирования хронических изменений личности, вызванных переживанием психотравмирующих обстоятельств.

ПТСР — это непсихотическая отсроченная реакция на травматический стресс (такой как природные и техногенные катастрофы, боевые действия), способный вызвать психические отклонения практически у любого человека (МКБ-10, 1995; Тарабрина Н. В., 2001; DSM-5, 2013). Характер субъективных нарушений при этом расстройстве у людей, подвергшихся острому или хроническому психотравмирующему воздействию, состоит, как правило, в непрекращающихся или рецидивирующих воспоминаниях (реминисценциях) обстоятельств травматической ситуации по типу навязчивости с частичной или полной невозможностью переключения на текущую деятельность. Зачастую воспоминание и переживание психотравмирующих обстоятельств происходит с большой яркостью, как бы «здесь и сейчас», что соответствует явлению флешбэка.

Флешбэк (от англ. flash — вспышка, озарение; back — назад) (психопатологические репереживания или непроизвольные рецидивирующие воспоминания) — психологический феномен, при котором у человека возникают внезапные, обычно сильные повторные переживания прошлого опыта и его элементов. Наличие флешбэков является характерным для ПТСР симптомом. Основным синдромом в клинической картине ПТСР является депрессивный синдром, однако следует отличать от ПТСР собственно депрессию и другие депрессивные расстройства, этиологическим фактором для развития которых также может служить психическая травма. Психогенная депрессия, пусковым стимулом для которой явилось переживание психотравмирующей ситуации, может проявиться в иные сроки после стрессового воздействия, нежели ПТСР, и содержать в своей клинической картине различные симптомы, не характерные для этого расстройства (DSM-5, 2013). В случае маскированного течения депрессии такие симптомы, как снижение настроения, снижение общей активности, ангедония, могут вообще отсутствовать у субъекта или проявляться в малой степени. Ведущие проявления депрессии при этом будут смазанны или соматизированы. Клиническая картина ПТСР также может характеризоваться смазанной или маскированной симптоматикой. Сформировавшееся расстройство при этом будет проявляться не столько в депрессивном синдроме, сколько в симптоматике другого рода (демонстрации аддиктивного или агрессивного поведения, психосоматических нарушениях (Цикунов С. Г. и др., 2012a)).

Тем не менее, клинические проявления постстрессовой патологии в значительной мере оказываются схожими с симптоматикой депрессивных расстройств.

Можно предположить, что постстрессовые расстройства могут иметь сходство с депрессией и другими расстройствами аффективной сферы не только в клинических проявлениях, но и в патогенезе. Кроме того, сходство этиологических факторов, способных привести к формированию ПТСР и других заболеваний, имеющих в своём составе депрессивный синдром, также указывает на возможную общность механизмов их развития. Так, более полное понимание патогенеза депрессии позволило бы детальнее исследовать механизмы развития ПТСР и постстрессовых расстройств в целом. Однако многочисленные попытки выявить единый механизм депрессии оказались неудачными (Wolkowitz O. M., 2009;

Шишкина Г. Т., Дыгало Н. Н., 2010).

Отдельные исследователи, рассматривая вопрос о высокой коморбидности ПТСР и большого депрессивного расстройства, обсуждают возможность введения в практику такой нозологической единицы, как посттравматическое аффективное расстройство (posttraumatic mood disorder) (Sher L., 2009).

Отмечается, что при ПТСР нарушается работа транспортеров дофамина в нейронах головного мозга (Segman R. H. et al., 2002; Drury S. S. et al., 2009).

Также сообщается о повышении норадреналинергической активности голубого пятна при ПТСР (Geracioti T. D. Jr et al., 2001). Кроме того, показано, что одним из важных звеньев патогенеза ПТСР, также как большой депрессии и других аффективных расстройств, является нарушение метаболизма серотонина в ЦНС (Davis L. L. et al., 1997). Дисфункция транспортеров медиаторных систем мозга наблюдается и при депрессивных расстройствах, что также свидетельствует о возможной общности некоторых звеньев патогенеза ПТСР и депрессии. Имеются сведения о том, что риск развития ПТСР коррелирует со степенью предрасположенности к развитию большой депрессии (Davidson J. R. et al., 1998). Таким образом, наследственная предрасположенность к развитию депрессии может являться, с одной стороны, фактором риска в развитии ПТСР, а с другой — указывать на вовлечённость в механизмы формирования этих расстройств генетических факторов.

Однако если в отношении депрессии сложились некоторые системные представления о механизмах её развития и средствах терапевтического воздействия, то механизмы ПТСР остаются недостаточно ясными. Изучение ПТСР в эксперименте обусловлено рядом сложностей, среди которых — почти полное отсутствие валидных моделей этого вида патологии. Связано это, в первую очередь, с трудностью подбора адекватного этиологического фактора, сопоставимого со стимулами, оказывающими воздействие на человека.

Наряду с указаниями на нарушения в транспортерных механизмах различных нейромедиаторных систем мозга, имеются данные, демонстрирующие факт нарушения метаболизма липидов в организме при психогенных стрессовых воздействиях, а также сходство этих нарушений в эксперименте на животных с клиническими наблюдениями у пациентов при диагностированных посттравматических аффективных расстройствах (Цикунов С. Г. и др., 2002, 2006, 2012b; Пятибрат Е. Д. и др., 2012).

Изучаются различные биологические, в том числе генетические, факторы, обусловливающие формирование подверженности развитию ПТСР (Graef F. G., 2003;

Segman R. H., Shalev A. Y., 2003; Вайдо А. И. и др., 2009; Amstadter A. B. et al., 2009;

Azorin J. M. et al., 2010; Chertkow-Deutsher Y. et al., 2010; Uddin M. et al., 2010;

Schmidt U. et al., 2011). Показано, что предрасположенность к развитию ПТСР обусловливается как генетическими и эпигенетическими, так и онтогенетическими факторами организма (Yehuda R., Bierer L. M., 2008; Yehuda R. et al., 2011).

Имеются данные, указывающие на возможную связь риска развития ПТСР с носительством определённых полиморфизмов генов, кодирующих последовательности транспортеров дофамина (Valente N. L. et al., 2011), серотонина (Adamec R. et al., 2008; Kolassa I. T. et al., 2010a; van IJzendoorn M. H. et al., 2010;

Valente N. L. et al., 2011), катехол-о-метилтрансферазы (Kolassa I. T. et al., 2010b), рецепторов кортикотропин-рилизинг-фактора (Amstadter A. B. et al., 2011), глюкокортикоидов (Bachmann A. W. et al., 2005; Yehuda R., Bierer L. M., 2008) и эндоканнабиноидов (Lu A. T. et al., 2008). Показана связь активности отдельных генов и кодируемых ими белков с регуляцией работы ГГНС, а также с формированием уязвимости к воздействию стресса и развитию постстрессовых расстройств, в т. ч.

ПТСР (Xie P. et al., 2010). Ряд исследований связан с вопросами генетической и эпигенетической предрасположенности к развитию ПТСР в соотнесении с его клиническими проявлениями и нейробиологическими механизмами (изменённым функционированием ГГНС, сниженным уровнем кортизола, повышенной норадреналинергической активностью голубого пятна и нейронных связей этой и других структур с лимбической системой), а также с наблюдающимися при этом расстройстве нейроанатомическими нарушениями (Ehlert U. et al., 1999;

O’Donnell T. et al., 2004; Skelton K. et al., 2012). Рассматривается возможность существования полигенной предрасположенности к формированию ПТСР, опосредованной на молекулярном уровне различиями в функционировании систем генов серотонина, дофамина, глюкокортикоидов, GABA, аполипопротеина, BDNF (brain-derived neurotrophic factor) и нейропептида Y (Broekman B. F. et al., 2007).

Изучается мультифакторное влияние наследственности и предшествовавших неблагоприятных воздействий на риск развития ПТСР (Afifi T. O. et al., 2010).

Рассматриваются вопросы возникновения возможных эпигенетических модификаций, наличие которых могло бы объяснить долговременное поддержание симптомов, наблюдающихся у человека при ПТСР (Yehuda R., Bierer L. M., 2009).

Проводятся исследования, посвящённые комплексному изучению нейробиологических основ ПТСР, а также факторов риска его развития и возможных способов профилактики (Heim C., Nemeroff C. B., 2009). Сообщается об уменьшении плотности GABAA-рецепторов в мозге пациентов, страдающих ПТСР (Geuze E. et al., 2008a). Имеются исследования, освещающие вопросы развития ПТСР в его связи с нарушениями уровня кортизола в организме и функционирования ГГНС (Yehuda R., 1999b; Marshall R. D., Garakani A., 2002). Проводятся исследования, связанные с изучением преформирующих факторов, действующих на организм в онтогенезе, и способов моделирования ПТСР (Imanaka A. et al., 2006).

Рассматривается вопрос о возможном участии в развитии ПТСР цитоскелет-ассоциированного белка Arc, являющегося эффектором генов раннего ответа, принимающего участие в обеспечении процессов нейропластичности, модифицировании синаптических связей в мозге и формировании следов долговременной памяти. Исследован уровень экспрессии мРНК белка Arc в различных структурах мозга в соотнесении с индивидуальными паттернами поведенческого ответа на действие стрессора и уровнем периферического кортикостерона у экспериментальных животных. У особей, поведенческий ответ которых на предъявление запаха хищника характеризовался минимальными или частичными нарушениями, в областях CA1 и CA3 гиппокампа наблюдалось значительное усиление синтеза мРНК этого белка. Притом у животных, демонстрировавших существенные поведенческие нарушения, такого усиления синтеза белка Arc не было зарегистрировано (Kozlovsky N. et al., 2008).

В отдельных работах сообщается о регистрации иммунологических нарушений в организме при ПТСР (Wong C. M., 2002).

В эксперименте на животных изучается роль различных генетических маркеров и наследственных механизмов, обусловливающих уровень подверженности формированию ПТСР при действии психотравматических факторов (King J. A. et al., 2001; Kesner Y. et al., 2009). Проводится рассмотрение вопросов, касающихся клинических проявлений ПТСР, их связи с генетической предрасположенностью к развитию этого расстройства и возможных способах его адекватного моделирования (Zhang L. et al., 2006). Также рассматривается вопрос о возможности применения сведений о механизмах устойчивости/подверженности действию психогенных стрессоров и формирования ПТСР при лечении этого расстройства в клинике (Jovanovic T., Ressler K. J., 2010).

Притом что механизмы формирования ПТСР и депрессивных отклонений после переживания психотравмирующего опыта остаются недостаточно изученными, в клинической практике с целью купирования симптомов этого заболевания успешно применяют антидепрессанты (Аведисова А. С., 2009; Franikovi T. et al., 2011). Указанный факт может быть обусловлен общностью некоторых звеньев патогенеза постстрессовой патологии и депрессивных расстройств. Наиболее распространённым методом коррекции ПТСР на сегодня является психотерапевтическое воздействие (Слабинский В. Ю., 2012). Однако для разработки адекватных патогенетически обоснованных методов коррекции ПТСР с применением психофармакотерапевтического подхода недостаточно сведений о механизмах развития данной нозологии.

Значение влияния постстрессовой патологии на общее состояние здоровья человека очень велико. Течение ПТСР, депрессии и других расстройств аффективного профиля, вызванных пережитой ранее психической травмой, зачастую связано с накоплением неотреагированных негативных эмоций, «инкапсуляцией»

патологического аффекта. Такие нарушения, как следствие, влекут за собой дизрегуляцию эндокринной, иммунной систем, обмена веществ и приводят, в частности, к повышению риска развития атеросклероза, инфарктов миокарда и инсультов.

1.3. Функциональные нарушения в центральной нервной системе при стрессовых расстройствах, аффективной патологии и депрессии Ведущими симптомами депрессивных расстройств являются сниженное настроение и ослабление общей активности (Depression, 2011). Согласно современным представлениям, ключевым соматическим фактором, обеспечивающим поддержание нормального уровня настроения, а также связанным с развитием депрессивных проявлений в психике человека и поведении животных, является метаболизм нейромедиаторов в ЦНС. Известно, что уровень общей активности у человека и животных также обеспечивается метаболизмом определённых медиаторов и гормонов, в частности, — гормонов щитовидной железы и надпочечников.

Среди нейромедиаторов, участвующих в регуляции эмоций, называют серотонин, дофамин, норадреналин (Chichinadze K., 2002). Есть основания полагать, что при постстрессовых расстройствах происходят изменения в активности различных нейромедиаторных систем.

Чрезмерные стрессовые переживания, в особенности повторные, могут приводить к нарушению функции отрицательной обратной связи в ГГНС, уплощению суточной кривой содержания глюкокортикоидов в плазме крови и сохранению изменённого базального уровня этих гормонов. Нарушения такого рода в функционировании ГГНС могут наблюдаться при различной патологии, а характер изменений при этом также может различаться. Так, большинство исследований указывает на повышение базального уровня глюкокортикоидов в крови, в частности, при депрессии (Deuschle M. et al., 1997; Wong M. L. et al., 2000), однако известны исследования, сообщающие о снижении данного уровня — при ПТСР (Yehuda R., 2001). Такие состояния (напр., при депрессивных расстройствах) клинически проявляются в нарушении настроения, осложнении засыпания и сна, смещённом уровне дневной активности, а также расстройстве различных витальных функций.

В ряде клинических исследований отмечены характерные функциональные нарушения в ЦНС при депрессиях: пониженное содержание в мозге определённых нейромедиаторов и/или их предшественников (Kennedy S. E. et al., 2006; Krishnan V., Nestler E. J., 2008). Имеются сведения о том, что сочетание симптомов, характерное для депрессии, и преобладание тех или иных аффективных нарушений в её клинической картине коррелирует с изменениями баланса основных моноаминовых нейромедиаторов в мозге (Nutt D. J., 2008). Имеются сведения о вовлечённости в патогенез депрессии отдельных подкорковых структур мозга и различных нейромедиаторных систем, связанных общим нейрохимическим субстратом (Shirayama Y., Chaki S., 2006).

В исследованиях, посвящённых изучению патогенеза депрессивных расстройств, также уделяется внимание изменённому (сниженному) уровню мРНК тех или иных нейромедиаторов и нейрогормонов в ЦНС, изменённой плотности пре- и постсинаптических рецепторов соответствующих химических передатчиков, нарушенной активности ферментов, принимающих участие в обратном захвате и деградации нейромедиаторов. В частности, сообщается об изменении свойств глутаматергических синапсов в гиппокампе при экспериментальной депрессии поведения у крыс (Abramets I. I. et al., 2001).

Экспериментальными исследованиями показано, что при характерном для аффективных расстройств нарушении метаболизма нейромедиаторов и нейрогормонов, а также изменённой реактивности ГГНС у животных на моделях постстрессовой патологии наблюдаются изменения в поведенческой активности. Так, в ряде работ сообщается об изменении, наряду с зарегистрированными нейрохимическими и нейрогормональными отклонениями в организме, уровней тревожности, коммуникативности, агрессивности и других компонентов поведения (Цикунов С. Г. и др., 2005a, b, 2006). Эти нарушения являются близкими к симптоматике ПТСР, что в совокупности также указывает на общность механизмов развития постстрессовой патологии и депрессивных расстройств для человека и животных.

наблюдаемые при постстрессовых расстройствах и депрессии При изучении различных психических расстройств и ПТСР, в частности, закономерно возникает вопрос о существовании морфологических изменений в структурах головного мозга, предположительно вовлечённых в развитие изучаемой патологии.

Первые упоминания о возможности формирования структурных нарушений в головном мозге при воздействии психогенных факторов можно отнести к работам немецкого невролога Германа Оппенгейма (Oppenheim H., 1889). В своих исследованиях он описал «травматический невроз», наблюдавшийся у участников боевых действий. Причины диагностируемых у таких пациентов психических расстройств он усматривал в органических нарушениях головного мозга, вызванных как физическими, так и психологическими факторами.

В многочисленных современных исследованиях, проведённых с использованием как прижизненных нейровизуализационных, так и посмертных патологоанатомических техник, было показано, что при депрессии и ПТСР, а также при шизофрении наблюдается изменение объёма определённых структур мозга (Bremner J. D. et al., 2000; Arango C. et al., 2001; Varghese F. P., Brown E. S., 2001;

Hull A. M., 2002; Cannistraro P. A., Rauch S. L., 2003; Graef F. G., 2003; Campbell S., MacQueen G., 2004; Karl A. et al., 2006; Hamilton J. P. et al., 2008). В частности, при депрессии (Videbech P., Ravnkilde B., 2004; Eker C., Gonul A. S., 2010) и ПТСР (Winter H., Irle E., 2004; Weber M. et al., 2013) отмечали уменьшение размеров гиппокампа, отдельных участков мозолистого тела и других областей мозга.

Сообщается о связи между изменениями объёма гиппокампа у пациентов, страдающих ПТСР, и наблюдающимися у них нейроэндокринными отклонениями в организме (Yehuda R., 1999a).

Наряду с результатами клинических исследований, существуют экспериментальные данные, показывающие связь изменений объёма гиппокампа с хроническими стрессовыми воздействиями у животных (Czh B. et al., 2007;

Lee T. et al., 2009). Известны работы, демонстрирующие возможность формирования структурно-функциональных изменений в мозге на гистологическом уровне при различных видах экспериментального стресса (Magarios A. M. et al., 1996;

Gould E. et al., 1997; Кудинова Е. В., 2004; Тишкина А. О. и др., 2009).

Исследователи связывают уменьшение объёма структур мозга при различных видах патологии, как в клинических, так и в экспериментальных исследованиях, с гибелью клеток, структурными перестройками в ткани мозга и нарушением процессов нейрогенеза (Watanabe Y. et al., 1992; McEwen B. S., Sapolsky R. M., 1995; Abrous D. N. et al., 2005; Bremner J. D., 2006b; Conrad C. D., 2006;

Van Boven R. W. et al., 2009).

Кроме того, рассматривается возможность нарушения роста и развития мозга, а также развития эмоциональной сферы психики у людей, страдающих аффективными расстройствами, вызванными или усугублёнными переживанием стрессовых ситуаций (Lyons D. M., 2002).

1.5. Сопоставление наблюдаемых при депрессивных расстройствах структурных изменений в мозге с нарушениями памяти и эмоций Известно, что среди клинических проявлений депрессии наблюдаются нарушения эмоций, памяти, затруднение процессов мышления (МКБ-10, 1995;

DSM-5, 2013; Pauls F. et al., 2013). Как сообщалось в ряде исследований, депрессии и другие психические заболевания могут сопровождаться регистрируемыми функциональными нарушениями в работе мозга (Авин А. И., 1992; Ивонин А. А.

и др., 2008; Изнак А. Ф., 2008) и при этом может иметь место изменение размеров тех или иных мозговых структур (Sheline Y. I. et al., 1999; Campbell S., MacQueen G., 2004). Отдельные исследователи сопоставляют в своих работах наблюдаемые при различных психических заболеваниях структурные изменения в мозге, как то: уменьшение объёма гиппокампа, миндалины, мозолистого тела, — с клиническими нарушениями памяти и эмоций (Bremner J. D., 2006a;

Richert K. A. et al., 2006; Tischler L. et al., 2006; Geuze E. et al., 2008b). Имеются экспериментальные работы, показывающие вовлечённость структурно-функциональных перестроек в ЦНС в формирование специфических нарушений памяти при хроническом воздействии стресса (Conrad C. D., 2006). В соответствии с данными, полученными в таких исследованиях, становится возможным предполагать участие структурных изменений в мозге в формировании и поддержании расстройств эмоционального фона, нарушений эмоциональных реакций и отклонений в работе памяти. Согласно работам ряда исследователей, дисфункция отрицательной обратной связи в ГГНС, формирующаяся на уровне гиппокампа, является основным звеном в развитии долговременных депрессивных изменений психики и нарушений памяти, вызванных стрессом, и играет ключевую роль в клиническом течении большой депрессии (Dubrovsky B., 1993; Barden N., 2004;

Wright R. L. et al., 2006). Более глубокое понимание структурных нарушений в мозге, наблюдающихся при расстройствах эмоционального реагирования, позволило бы объяснить механизмы длительного поддержания поведенческих отклонений в эксперименте на животных. Так, уменьшение в размерах гиппокампа – структуры мозга, являющейся основным компонентом лимбической системы и осуществляющей ключевую функцию в процессах консолидации энграмм памяти, а также богатой расположенными в ней рецепторами к глюкокортикоидам, – можно считать наиболее существенным фактором в длительном сохранении эмоциональных и поведенческих нарушений при депрессии (Yehuda R., 1999b).

В связи с этим усиливается интерес к детальному раскрытию процессов, сопровождающих структурные изменения в гиппокампе при депрессии и постстрессовых расстройствах.

1.6. Механизмы развития функциональных и структурных нарушений в мозге при постстрессовой патологии и депрессии Среди процессов, вносящих свой вклад в формирование структурно-функциональных нарушений в мозге при постстрессовой патологии и депрессивных расстройствах, называют: 1) гибель клеток (McEwen B. S., Sapolsky R. M., 1995;

Van Boven R. W. et al., 2009), — в частности, при реализации механизмов эксайтотоксичности и запуска каскадов перекисного окисления липидов (ПОЛ) (Флёров М. А., Вьюшина А. В., 2011); 2) ремоделинг клеток мозга (в т. ч. глии), патологическую перестройку дендритного дерева нейронов (Watanabe Y. et al., 1992;

McEwen B. S., Sapolsky R. M., 1995; Van Boven R. W. et al., 2009); 3) ослабление процессов нейрогенеза (Abrous D. N. et al., 2005; Bremner J. D., 2006b;

Van Boven R. W. et al., 2009).

В ситуации хронического стресса или чрезмерном, как по силе, так и по длительности, (звуковом) воздействии на сенсорные системы в эксперименте можно наблюдать диффузную гибель клеток мозга (Кудинова Е. В., 2004). Как правило, помимо появления гиперхромных нейронов непосредственно в сенсорных областях коры головного мозга и соответствующих им чувствительных ядрах, основной областью поражения в мозге становится гиппокамп. Считается, что это происходит вследствие его наибольшей подверженности действию гипоксических и токсических процессов в мозге. Характер повреждения нейронов при различных патологических состояниях может варьировать от гиперхромности различной степени, что будет характеризовать нервные клетки как функционально перегруженные и, вероятно, подверженные гипоксическому поражению, до сморщенности, характеризующей такие клетки как гибнущие. Среди механизмов, участвующих в гибели клеток в мозге, называют гипоксические/ишемические нарушения (Алексеева О. С.

и др., 2010), эксайтотоксические повреждения (Butler T. R. et al., 2010).

Также среди значимых факторов, действующих на клетки мозга при психоэмоциональных расстройствах и других неблагоприятных воздействиях, называют окислительный стресс (Флёров М. А., Вьюшина А. В., 2011). Это понятие включает в себя гипоксические нарушения, свободнорадикальную клеточную патологию, запуск каскадов ПОЛ. Свободнорадикальные процессы играют одну из ключевых ролей в формировании повреждений головного мозга на клеточном уровне при различных видах патологии. Сообщается, что ПОЛ играет важную роль в патогенезе тревожно-депрессивных расстройств и других психопатологий (Tsaluchidu S. et al., 2008; Hovatta I. et al., 2010). Более того, имеются сведения, подтверждающие непосредственное участие нарушения окислительных процессов в мозге при реализации агрессивного поведения у мышей в тесте ИР (Rammal H. et al., 2010).

Кроме того, к повреждающим факторам, играющим роль в изменении объёма мозговых структур при различных психических заболеваниях, относят патологический ремоделинг нервной ткани. Под ремоделингом понимают ряд функционально-обусловленных морфологических изменений, происходящих, в частности, с нервной клеткой и приводящих к вторичному изменению её структуры и свойств. Ремоделинг нервных клеток при стрессовых воздействиях описан в гиппокампе (Magarios A. M. et al., 1996; Brown E. S. et al., 1999; Conrad C. D. et al., 1999; Vyas A. et al., 2002; Wood G. E. et al., 2004; McLaughlin K. J. et al., 2005, 2007; Conrad C. D., 2006), миндалине (Vyas A. et al., 2002) и префронтальной коре (Liston C. et al., 2006; Perez-Cruz C. et al., 2007). Показано, что при хроническом стрессовом воздействии и чрезмерном повышении уровня глюкокортикоидов, связанном с нарушением отрицательной обратной связи в ГГНС, происходит ретракция дендритного дерева нейронов поля CA3 гиппокампа, и вследствие этого наблюдается атрофия гиппокампальной области (Conrad C. D. et al., 1999;

Conrad C. D., 2006). Результатом таких изменений в нервной ткани, по мнению исследователей, являются специфические постстрессовые нарушения в работе памяти.

Важным фактором, участвующим в формировании структурно-функциональных нарушений в мозге при постстрессовой патологии и депрессивных расстройствах, является нарушение нейрогенеза. Нейрогенез — это комплексный процесс, включающий в себя появление в мозге новых клеток-предшественниц, их миграцию и дифференцировку в нервные элементы (нейроны). Предполагается, что в качестве составляющей нейрогенеза можно рассматривать процессы, происходящие с клетками-предшественницами вплоть до их функциональной интеграции в существующие структуры мозга. Нейрогенез протекает у всех млекопитающих и человека как в анте-, так и в постнатальном периоде онтогенеза. Этот процесс неразрывно связан с глиогенезом, отличающимся от первого направлением дифференцировки клеток-предшественниц и обеспечивающим существование в мозге клеток макроглии. До конца 80-х годов XX века факт появления в мозге новых клеток, дающих начало нервным и глиальным клеткам, у человека после рождения, отвергался. Однако позже было показано, что в мозге как млекопитающих, так и человека имеются области, являющиеся стабильными источниками стволовых прогениторных клеток. Основными зонами пролиферации стволовых клеток в мозге являются субвентрикулярная зона (СВЗ) латеральной стенки боковых желудочков и субгранулярный слой зубчатой фасции гиппокампа.

Пролиферация стволовых клеток в указанных зонах, миграция и встраивание новых клеточных элементов в мозге обеспечивают восполнение его клеточного состава (Ярыгин К. Н., Ярыгин В. Н., 2012). Так, наиболее интенсивно восполняемой областью мозга являются обонятельные луковицы. Путь от пролиферативной зоны в стенке боковых желудочков до обонятельных луковиц называют большим, или ростральным, миграционным путём (трактом). Большое число клеток-предшественниц, ежедневно образуясь и мигрируя по этому пути, дифференцируются до соответствующего фенотипа и встраиваются, заменяя погибшие клеточные элементы. Таким образом обеспечивается постоянное обновление клеточного состава нейронов обонятельных луковиц. Новые нейральные клетки-предшественницы, образующиеся в зубчатой фасции гиппокампа, как правило, локализуются в субгранулярном слое. Предполагается, что нейральные клетки-предшественницы, появляющиеся в субгранулярном слое зубчатой фасции, обеспечивают восполнение клеточного состава самого гиппокампального комплекса — структуры, отвечающей за хранение следов памяти и нередко повреждающейся при различных неблагоприятных воздействиях на мозг.

Несмотря на то, что основными пролиферативными зонами ЦНС считаются латеральная стенка боковых желудочков и зубчатая фасция гиппокампа, известны и другие локализации пролиферирующих клеток. Среди таких зон называют кору больших полушарий (КБП) (Gould E. et al., 1999; Arsenijevic Y. et al., 2001), чёрную субстанцию (Lie D. C. et al., 2002) и другие области головного и спинного мозга.

В норме (в покое и при различных физиологических нагрузках, требующих приспособительных перестроек организма), а также при экстремальных и повреждающих воздействиях на организм пролиферация клеток в головном мозге обеспечивает возможность протекания, соответственно, гомеостатического и адаптивного/репаративного гистогенеза нервной ткани (Ярыгин К. Н., Ярыгин В. Н., 2012). Многими исследователями показано, что чрезмерные стрессовые воздействия могут негативно сказываться на интенсивности пролиферации нейральных стволовых клеток (НСК) во взрослом мозге — приводить к ослаблению или подавлению нейрогенеза (Gould E. et al., 1997, 1998; Czh B. et al., 2002;

van der Hart M. G. et al., 2002; Dranovsky A., Hen R., 2006). В экспериментах на животных при моделировании депрессивноподобных состояний, – в частности, при воздействии хронического зоосоциального стресса – наблюдалось уменьшение числа пролиферирующих клеток в гиппокампе (Westenbroek С. et al., 2004;

Mitra R. et al., 2006). В отдельных исследованиях сообщается об изменении пролиферативной активности в нетипичных зонах нейрогенеза: зарегистрировано, в частности, ослабление пролиферативной активности как в гиппокампе, так и в миндалине у мышей при воздействии зоосоциального стресса (Mitra R. et al., 2006). Рядом исследователей показано, что нарушение процессов нейрогенеза может иметь место при депрессии у человека (Dranovsky A., Hen R., 2006; Elder G. A. et al., 2006; Paizanis E. et al., 2007). В литературе рассматривается вопрос о вовлечённости нарушений нейрогенеза в развитие депрессивных отклонений психики у человека, а также о влиянии на эти процессы антидепрессантов (Campbell S., MacQueen G., 2004; Boldrini M., Arango V., 2010; Ho Y. C., Wang S., 2010; Samuels B. A., Hen R., 2011) и других фармакологических препаратов (Jin K. et al., 2004;

Тимошенко Т. В., 2009; Hunt J. et al., 2010). Согласно результатам исследований, ухудшения в работе памяти, поведенческие и эмоциональные отклонения, наблюдающиеся у пациентов при депрессии, могут являться следствиями ослабления нейрогенеза (Bremner J. D., 2006a, b). По мнению исследователей, появление новых нейральных клеток-предшественниц в зубчатой фасции гиппокампа обусловливает проявление ряда эффектов антидепрессантов и играет определённую роль в модуляции уровня настроения у пациентов, страдающих депрессией (Samuels B. A., Hen R., 2011). Однако существуют исследования, показывающие, что депрессивноподобная ангедоническая симптоматика в хронической модели депрессии у мышей может развиваться вне зависимости от изменений процессов нейрогенеза (Jayatissa M. N. et al., 2010).

Ослабление нейрогенеза при депрессии рассматривается исследователями в качестве одного из механизмов развития структурных нарушений в гиппокампе и других областях мозга (Abrous D. N. et al., 2005; Krishnan V., Nestler E. J., 2008;

Bar M., 2009). В литературе обсуждается гипотеза о том, что ослабление нейрогенеза является следствием системных изменений в ЦНС, обусловленных дендритным ремоделингом в ответ на эксайтотоксическую глутаматергическую стимуляцию (Gorman J. M., Docherty J. P., 2010).

Известно, что в регуляции процессов нейрогенеза – как интенсивности появления клеток-предшественниц в мозге, так и скорости их дифференцировки – играют роль различные нейромедиаторы. Существенная роль в регуляции нейрогенеза отводится серотониновым рецепторам (Хожай Л. И., 1999; Угрюмов М. В., 2009; Пронина Т. С. и др., 2010; Klempin F. et al., 2010), рецепторам к дофамину (O’Keeffe G. C. et al., 2009; Kim Y. et al., 2010; Veena J. et al., 2011), норадреналину (Jhaveri D. J. et al., 2010) и рецепторам других нейромедиаторных систем. Одну из ключевых ролей в регуляции нейрогенеза отводят гормональной регуляции его процессов, в частности, — активности ГГНС. Известно, что значительное влияние на процессы нейрогенеза оказывает действие глюкокортикоидов (McEwen B. S., Magarinos A. M., 2001; Alfarez D. N. et al., 2006; Brummelte S., Galea L. A., 2010;

Schoenfeld T. J., Gould E., 2013). Также стоит учитывать, что интенсивность процессов нейрогенеза в мозге связана с содержанием в тех или иных его областях соответствующих нейротрофических факторов. Сообщается, что у пациентов, страдающих ПТСР, отмечается снижение уровня BDNF в плазме крови (Dell’osso L. et al., 2009). Однако причины, приводящие к ослаблению нейрогенеза при постстрессовой патологии, остаются не до конца известными.

Нарушение процессов нейрогенеза занимает, до некоторой степени, промежуточное значение между функциональными и структурными изменениями, происходящими в организме при стрессовых воздействиях. Интенсивностью процессов нейрогенеза, вероятно, в значительной мере обусловлена структурно-функциональная пластичность мозга, способность к обновлению его структурного состава и поддержанию функционирования нейронных сетей.

До настоящего момента не было показано факта нарушения интенсивности нейрогенеза при ПТСР и острой психогенной травме.

Согласно результатам postmortem-исследований головного мозга пациентов, страдавших ПТСР, в ткани мозга выявлена дизрегуляция экспрессии митохондриальных генов (Su Y. A. et al., 2008). Наибольшие количественные показатели дизрегуляции из числа этих генов относятся как к собственно митохондриальной патологии, так и к нарушению процессов окислительного фосфорилирования, выживания клеток или запуска апоптоза и неврологическим расстройствам.

Сообщается о повреждении нейронов, уменьшении их числа, ослаблении пролиферативной активности и запуске апоптотических процессов в гиппокампе при воздействии различных видов хронического стресса (Nowak B. et al., 2010).

Также было показано, что нейроны гиппокампа, подвергавшиеся чрезмерному воздействию кортикостерона в эксперименте, становились более подверженными действию экзогенных нейротоксинов (Conrad C. D. et al., 2007).

Известен ряд патологических состояний, при которых наблюдается ослабление или отсутствие иммуноцитохимической реакции на конститутивный белок NeuN (neuronal nuclei) в нейронах (Tippett L. J. et al., 2007; Кирик О. В. и др., 2009;

Butler T. R. et al., 2010; см. также: Коржевский Д. Э. и др., 2010, 2012). Характер такого нарушения в структурах мозга, как правило, является спорадическим, т. е.

отсутствие реакции на NeuN в одних клетках наблюдается при её сохранении в других клетках той же структуры. Считается, что маркёр NeuN может служить своеобразным показателем функциональной активности нервных клеток (Коржевский Д. Э. и др., 2006b). Учитывая сведения о возможном нарушении синтеза NeuN в структурах мозга при гипоксических/ишемических поражениях ЦНС, можно ожидать нарушения синтеза этого белка в мозге и при стрессовых воздействиях. Тем не менее, данных об изменении интенсивности или исчезновении реакции на NeuN в нервной системе на каких-либо моделях стресса, постстрессовых или депрессивных расстройств в литературе нет.

1.7. Медиаторные концепции формирования эмоциональных В норме у человека и животных поведение, эмоции и резистивность к стрессовым воздействиям регулируются поддержанием оптимального баланса нейромедиаторов в мозге. При нарушениях метаболизма, связанных с внутренними или внешними событиями, естественная активность нейромедиаторных систем может изменяться. Вследствие недостатка в организме субстрата для синтеза медиаторов или затруднения по каким-либо причинам реакций их синтеза содержание трансмиттеров в синаптических везикулах нервных клеток снижается. К ослаблению активности нейромедиаторных систем и снижению количества высвобождаемых медиаторов могут приводить стрессовые воздействия, влияние токсических веществ, некорректное применение психотропных препаратов. Проявлениями нарушений в работе нейромедиаторных систем являются отклонения в поведении, эмоциональных реакциях, снижение уровня настроения (Нуллер Ю. Л., Михаленко И. Н., 1988; Мосолов С. Н., 2005). Вследствие длительного воздействия неблагоприятных психогенных факторов могут накапливаться неотреагированные эмоциональные переживания и нарушаться нормальная стресс-реактивность организма. Травматические стрессовые воздействия могут приводить, наряду с изменением активности нейромедиаторных систем, к смещению базального уровня глюкокортикоидов в крови в сторону его повышения (Deuschle M. et al., 1997; Wong M. L. et al., 2000). Чувствительность рецепторов к глюкокортикоидам и/или плотность их расположения в тканях при этом снижаются. Также имеются данные, указывающие на обратный ход нейроэндокринных нарушений при постстрессовой патологии — на снижение базального уровня глюкокортикоидов в крови в сочетании с повышением чувствительности/плотности расположения рецепторов к ним (Yehuda R., 2001). Однако структурные и молекулярно-клеточные основы формирования постстрессовых расстройств при действии острых психотравмирующих факторов на организм являются недостаточно изученными.

Существенный вклад в решение проблемы поиска механизмов развития аффективных расстройств вносят данные о метаболических путях медиаторов мозга.

Среди нейромедиаторов, нарушение метаболизма которых может обусловливать формирование различных поведенческих и эмоциональных нарушений при постстрессовых расстройствах, называют серотонин и катехоламины — трансмиттеры, объединённые общим субстратом синтеза и ферментами, участвующими в их деградации. Предполагается, что нарушение работы одной нейромедиаторной системы, таким образом, должно сопровождаться отклонениями в функционировании других.

К биогенным аминам (моноаминам) относят катехоламины (адреналин, норадреналин, дофамин), а также серотонин и многие другие соединения. В организме моноамины могут играть роль гормонов и нейромедиаторов (Ноздрачев А. Д. и др., 2002). В первом случае они синтезируются клетками мозгового вещества надпочечников, выделяются в кровь и, таким образом, регулируют деятельность сердечно-сосудистой системы, эпителия желёз и процессы углеводного обмена (Чернышева М. П., 1995). Во втором случае биогенные амины осуществляют передачу нервного импульса от нейрона к нейрону. При этом они накапливаются в пресинаптических нервных окончаниях, под действием нервного импульса выбрасываются в синаптическую щель и затем взаимодействуют с рецепторами постсинаптического окончания. Значительная часть неразрушенного медиатора поступает в пресинаптическое окончание, где используется посредством депонирования для повторного использования в синаптических пузырьках или подвергается последующей ферментативной деградации. В мозге моноамины играют важную роль в регуляции эмоционального поведения, двигательной активности, пищевого поведения и сна (Зайко Н. Н. и др., 1994; Мосолов С. Н., 1995;

Charney D. S., 2004).

Одной из функций, которую биогенные амины выполняют в организме человека и животных, является участие в формировании эмоций (Вальдман А. В.

и др., 1976; Поляков Е. Л., Ячменева Е. Ю., 1981; Звартау Э. Э., 1983, 1988; Талалаенко А. Н., Борейша И. К., 1983; Талалаенко А. Н., 1984; Польшин В. В., 1985;

Хамильтон Л. У., 1985; Чепурнов С. А., Чепурнова Н. Е., 1985; Вартанян Г. А., Петров Е. С., 1989, 1992; Weiner H. et al., 1989; Шабанов П. Д., 2000). В последнее время появились данные о том, что различия в популяции по полиморфизмам в промотерной области гена 5-HT1A-рецептора серотонина у человека проявляются в различном уровне настроения в норме (Strobel A. et al., 2003).

Нарушение метаболизма моноаминов способно приводить к появлению психических и эмоциональных расстройств. В частности, предполагается, что на патогенез шизофрении существенное влияние оказывает нарушение метаболизма дофамина, на патогенез депрессии — норадреналина и серотонина (Байчурина А. З., Семина И. И., 1992; Раевский К. С., 1992; Раевский К. С. и др., 1996; Missale C. et al., 2000). Вместе с тем, роль биогенных аминов при развитии эмоциональных нарушений изучена недостаточно.

В 1965 г. на основании фармакологических и биохимических данных была сформулирована моноаминовая гипотеза патогенеза депрессии (Нуллер Ю. Л., Михаленко И. Н., 1988). Первоначально эта гипотеза сводилась к тому, что при эндогенной депрессии в мозге имеется дефицит норадреналина и/или серотонина.

В настоящее время считается, что депрессия сопровождается нарушением метаболизма биогенных аминов. При этом показано, что в одних структурах мозга концентрация катехоламинов и серотонина может уменьшаться, а в других — увеличиваться (Августинович Д. Ф. и др., 2004).

Важным направлением в исследовании роли биогенных аминов в организме является использование различных моделей тех или иных нарушений. Так, для исследования роли в патогенезе депрессии биогенных аминов, синтезирующихся в мозге, используют модели на животных. Известны линии животных, демонстрирующих депрессивноподобную поведенческую симптоматику и другие (соматические) явления, во многом совпадающие с клинической картиной депрессии у человека. В частности, крысы линии FSL (Flinders sensitive line) характеризуются сниженным уровнем локомоторной активности, сниженной массой тела, увеличенной длительностью БДГ(быстрые движения глаз)-фазы сна, когнитивными нарушениями (Overstreet D. H., 1993), а также стресс-индуцируемой ангедонией (Pucilowski O. et al., 1993). Показано, что у крыс линии FSL уровень внеклеточного дофамина в прилежащем ядре на 40 % ниже в сравнении с контролем. При этом у данных животных, в отличие от контрольных, концентрация дофамина в прилежащем ядре в ответ на введение серотонина не увеличивается. После хронического введения антидепрессанта дезипрамина инъекция серотонина в прилежащее ядро вызывает увеличение уровня дофамина. Эти сведения позволяют предположить, что нарушение баланса активности между серотонинергической и дофаминергической нейромедиаторными системами является одним из факторов, способствующих развитию депрессии.

Изменение уровня нейромедиаторов в мозге может, с одной стороны, способствовать проявлению патологических процессов в организме (в частности, депрессии), а с другой — препятствовать их развитию. Развитие депрессии сопровождается проявлением характерных эмоциональных нарушений. Важную роль в формировании эмоций играют структуры лимбической системы: миндалина, гиппокамп. Можно предположить, что моноамины, содержащиеся в этих структурах, вовлечены в процессы патогенеза депрессии, вызванной психогенной травмой.

Нейробиологические исследования механизмов развития аффективных расстройств долгое время концентрируются на моноаминах. Тем не менее, данные по нейромедиаторной активности моноаминов при таких расстройствах противоречивы. Одни исследователи отмечают снижение их активности, другие — повышение. В частности, у некоторых пациентов с паническими расстройствами, ПТСР и большой депрессией имеется повышение норадреналиновой активности голубого пятна (Geracioti T. D. Jr et al., 2001), в то время как основной концепцией для тревожно-депрессивных расстройств остаётся снижение оборота моноаминов в мозге. Моноаминовая концепция аффективных расстройств, оставаясь ведущей, претерпевает некоторую трансформацию в сторону понимания генеза постстрессовых состояний как результата нарушения взаимодействия этих систем и дисбаланса медиаторной передачи (de Kloet E. R., 2000).

На основе этого подхода создано значительное количество антидепрессантов.

Среди них широко известны препараты, оказывающие влияние на метаболизм серотонина в ЦНС. Применение при постстрессовых расстройствах «серотониновых»

препаратов, предназначенных для коррекции поведенческих и эмоциональных нарушений, осложнено тем, что усиление выброса серотонина в мозге может иметь как анксиолитический, так и анксиогенный эффекты, зависящие от вовлечённости в их реализацию различных областей переднего мозга и преимущественной стимуляции соответствующих подтипов серотониновых рецепторов, например, — 5-HT1А или 5-HT2А (Charney D. S., Drevets W. C., 2002). Показано, что плотность 5-HT1А-рецепторов в мозге может снижаться при депрессиях (Drevets W. C., 1999) и у пациентов с паническими расстройствами (Neumeister A. et al., 2004). Имеются сведения о том, что при депрессии может наблюдаться снижение чувствительности 5-HT1А-рецепторов (Gartside S. E. et al., 2003). Это свидетельствует о вовлечённости нарушений серотонинергической нейромедиаторной системы мозга в патогенез постстрессовых аффективных расстройств, однако механизмы, обеспечивающие при этом формирование поведенческих и эмоциональных отклонений, до настоящего времени остаются недостаточно изученными. По предположению исследователей, снижение плотности расположения в мозге, в частности, 5-HT1А-рецепторов при депрессии может быть обусловлено гистопатологическими изменениями в его структурах (Drevets W. C., 1999). Существенным недостатком «серотониновых»

и «норадреналиновых» препаратов является полное отсутствие позитивного ответа на их приём у трети больных с депрессивными расстройствами. Помимо серотонин- и норадреналинергической систем, значительное внимание исследователей в последнее время привлекает дофаминергическая система (Krishnan V., Nestler E. J., 2008; Wolkowitz O. M., 2009). Различные клинические исследования показали увеличение концентрации дофамина в моче и плазме крови при ПТСР (Hamner M. B., Diamond B. I., 1993) и, наоборот, снижение его метаболизма при депрессивном синдроме (Lambert G. et al., 2000). В связи с этим активно изучается вовлечённость дофаминовой системы в формирование и поддержание депрессивных состояний и ПТСР. Агонисты дофаминовых рецепторов в настоящее время тестируются на предмет использования в качестве потенциальных антидепрессантов (Mathew E. S. et al., 2008).

Несмотря на отсутствие стройных представлений об активности моноаминовых систем мозга при ПТСР, для его лечения в клинической практике начали использовать различные антидепрессанты, имея в виду выраженную представленность депрессивного синдрома в данном заболевании (Аведисова А. С., 2009;

Franikovi T. et al., 2011). Поскольку имеются данные о том, что серотонин, дофамин и норадреналин участвуют в регуляции нейрогенеза, высказываются предположения об опосредованной активации нейрогенеза антидепрессантами, влияющими на содержание моноаминов в мозге, как об одном из механизмов терапевтического действия таких препаратов (Santarelli L. et al., 2003; Bremner J. D., 2006a). Исследования роли нейрогенеза в механизмах аффективных расстройств начинают активно развиваться во многих зарубежных научных центрах.

1.8. Участие нейромедиаторов в регуляции нейрогенеза Регуляция интенсивности пролиферации, а также координация процессов миграции, дифференцировки, выживания и функционального встраивания клеток во взрослом мозге осуществляется посредством различных нейрохимических и гормональных факторов. Сюда относят нейромедиаторы, нейромодуляторы, нейротрофические факторы, гормоны (надпочечников, половых желёз) и др.

Одним из наиболее важных факторов влияния на процессы нейрогенеза называют глюкокортикоидные гормоны, напрямую регулирующие уровень пролиферации (McEwen B. S., Magarinos A. M., 2001; Alfarez D. N. et al., 2006; Brummelte S., Galea L. A., 2010; Schoenfeld T. J., Gould E., 2013). Следующими за ними считаются нейромедиаторы ЦНС, от баланса которых в мозге зависит регуляция процессов нейрогенеза. Среди исследований, посвящённых изучению регуляции нейрогенеза имеются данные об участии в ней серотонина (Хожай Л. И., 1999;

Угрюмов М. В., 2009; Пронина Т. С. и др., 2010; Klempin F. et al., 2010), дофамина (O’Keeffe G. C. et al., 2009; Kim Y. et al., 2010; Veena J. et al., 2011), норадреналина (Jhaveri D. J. et al., 2010) и других нейромедиаторов.

Различные типы рецепторов связывают с разными эффектами медиатора на нейрогенез. Показана возможность регуляции нейрогенеза посредством влияния флуоксетина – селективного ингибитора обратного захвата серотонина – на метаболизм серотонина и интенсивность пролиферации клеток-предшественниц во взрослом мозге (Encinas J. M. et al., 2006). При этом сообщается, что увеличение продукции новых нейронов может являться важным фактором в реализации поведенческих эффектов антидепрессантов (Malberg J. E., 2004; Abrous D. N. et al., 2005; Dranovsky A., Hen R., 2006; Paizanis E. et al., 2007; Rodriguez Bambico F., Belzung C., 2013). Эти сведения имеют высокую значимость для работ в области изучения патогенеза аффективных расстройств, так как предполагают возможность разработки соответствующих фармакологических мишеней в лечении этих заболеваний. Учитывая вовлечённость различных нейромедиаторных систем в регуляцию нейрогенеза, становится объяснимой отсроченность клинических эффектов антидепрессантов, наблюдаемая при лечении депрессивных расстройств (Santarelli L. et al., 2003). Известно, что наступление клинического эффекта применения антидепрессантов при депрессии наступает не ранее двух-трёх недель от начала приёма препарата. Отсроченность эффекта представляется возможным объяснить за счёт изменения в течение указанного срока интенсивности пролиферации в нейрогенных зонах мозга и облегчения миграции нейробластов к областям их окончательной дифференцировки и встраивания. Кроме того, подтверждение этой гипотезы позволило бы ответить на вопрос о первичной или вторичной вовлечённости нарушений нейрогенеза, наряду с дисбалансом нейромедиаторных систем, в патогенез депрессивных расстройств.

Сообщается, что опосредованное влияние на интенсивность гиппокампального нейрогенеза, а также на степень проявления депрессивноподобных нарушений у крыс, в соотнесении с фармакологическим эффектом препаратов антидепрессивного ряда, оказывает миндалина (Castro J. E. et al., 2010).

Также среди нейромедиаторов, оказывающих влияние на процессы нейрогенеза, упоминается NO (моноксид азота) (Contestabile A., 2000, 2008; Gibbs S. M., 2003; Crdenas A. et al., 2005; Estrada C., Murillo-Carretero M., 2005;

Filipkowski R. K. et al., 2005; Matarredona E. R. et al., 2005; Zhou L., Zhu D. Y., 2009; Pea-Altamira E. et al., 2010). Отмечается, что он обладает ингибирующим действием по отношению к интенсивности пролиферации. В отдельных исследованиях сообщается о роли NO не только в регуляции нейрогенеза, но и вовлечённости этого медиатора, наряду с другими нейротрансмиттерами, в формирование поведенческих последствий переживания стресса (Joca S. R. et al., 2007).

Вместе с тем, имеющиеся сведения о вовлечённости различных нейромедиаторов, гормонов и нейротрофических факторов в регуляцию процессов пролиферации, миграции и дифференцировки НСК во взрослом мозге являются обрывочными и не дают стройных, системных представлений о механизмах регуляции нейрогенеза в ЦНС. Экспериментальных данных о влиянии витального стресса на нейрогенез в литературе нет.

Моделирование психопатологий осуществляется различными методами.

Среди них известны физические, фармакологические, генетические, этологические, ольфакторные и психогенные модели. Однако в исследованиях психогенной аффективной патологии единственным, подходящим по этиологическому фактору, является психогенный способ воздействия на экспериментальных животных.

В числе психогенных методов воздействия используют зоосоциальный стресс, конфликты иерархических взаимоотношений, предъявление животным хищника.

Для наиболее адекватного сравнения патологических изменений, могущих развиться у животных при воздействии психогенного стрессора, с проявлениями психогенной патологии у человека, необходимо использование стимула, максимально приближенного по этиологическому признаку к тем, которые встречаются в неблагоприятных стрессовых ситуациях у человека.

Исследователи выделяют ряд свойств, которыми может обладать модель патологии. К ним относятся чувствительность, поведенческая валидность, нейрофармакологическая валидность, релевантность, а также надёжность модели.

Известны критерии правомочности использования моделей психопатологий (Leonard B. E., 1989; Coupland N. J., Nutt D. J., 1995). Пригодная для использования модель психопатологии должна соответствовать следующим четырём критериям:

а) сходной этиологии; б) сходной симптоматики, напоминающей клинические проявления моделируемого заболевания у человека; в) сходного нейрофизиологического субстрата; г) чувствительности к действию специфических фармакологических препаратов.

Модели психопатологий классифицируют по сложности, временной динамике, патогенезу, характеру моделируемых симптомов, особенностям поведенческого ответа, периодам онтогенеза, количеству используемых видов животных.

По временной динамике среди моделей психопатологий выделяют острые, субхронические и хронические модели. Модель психической травмы соответствует острому типу моделей психопатологии, т. к. предполагает однократное воздействие на животных с последующим наблюдением развивающихся у них нарушений. Сроки изучения последствий однократной психической травмы могут быть различными, в зависимости от интересующего компонента патогенеза моделируемого расстройства, — от получаса (исследование острой реакции эндокринной системы на стресс) до нескольких месяцев (долговременное изучение динамики посттравматических отклонений в поведении животных).

Для решения практических задач в области изучения патогенеза психогенных аффективных расстройств требуется адекватный и легко воспроизводимый способ моделирования данного вида патологии. Моделирование психогенных аффективных расстройств на животных осложнено тем, что в экспериментальных условиях является достаточно сложным подобрать этиологический фактор, сопоставимый с теми факторами, действию которых подвергается человек.

В наших исследованиях использована оригинальная модель психогенной травмы, в которой психотравмирующим фактором является переживание ситуации угрозы собственной жизни и обстоятельств гибели сородича у крыс от действий питона (Цикунов С. Г. и др., 2000, 2005a, 2006; Tsikunov S. G. et al., 2003). Использование такого подхода позволяет изучать влияние «чистой» психогенной травмы (витального стресса) без какого-либо физического или химического воздействия на организм экспериментального животного.

1.10. Современные морфологические подходы к оценке структурно-функциональных изменений в центральной нервной системе Современные гистологические методы, базирующиеся, в т. ч., на иммунных механизмах взаимодействия используемых агентов с выявляемыми в образцах тканей маркёрами, позволяют регистрировать цитохимические изменения, происходящие в организме при различных патологических состояниях. С использованием современной гистологической техники возможно исследование не только тонкой структурной организации интересующих областей в каких-либо органах и тканях, но и получение сведений о преимущественном расположении выявляемых маркёров в ядре или цитоплазме клетки и т. п.

Одним из приоритетных направлений исследований, касающихся изучения ЦНС, является исследование нейрогенеза, наблюдающегося и во взрослом мозге у млекопитающих и человека. Это явление вовлечено во многие нормальные и патологические процессы и реакции, происходящие в головном мозге в течение жизни особи или индивида. Нарушение процессов нейрогенеза связывают с развитием депрессивных расстройств, нейродегенеративных заболеваний и многих других современных медицинских проблем. Исследование интенсивности нейрогенеза и его внутренних процессов при различных заболеваниях у человека представляется маловозможным, поскольку оно должно быть связано или с непосредственным прижизненным вмешательством в ткань мозга или с отдалёнными последствиями воздействия радионуклидов как на организм пациента, так и самих исследователей. Посмертное исследование нейрогенеза у человека остаётся недоступным, в том числе из-за скорого разрушения многих антигенов в тканях головного мозга после смерти. Существуют отдельные исследования, посвящённые разработке возможности изучения процессов нейрогенеза прижизненно. Однако до настоящего дня основным подходом к его изучению остаётся всё же моделирование патологических состояний на животных и гистологическое исследование их головного мозга.

Изучение пролиферации клеток различных тканей составляет одну из фундаментальных задач гистологии и эмбриологии. В течение длительного времени в арсенале исследователей имелся ограниченный набор методов, позволяющих выявлять клетки, которые готовятся к делению, и оценивать пролиферативную активность ткани. Так, ещё 30–40 лет назад в гистологических исследованиях для выявления популяции пролиферирующих клеток использовали только три методических подхода: определение митотического индекса, метод цитофотометрии препаратов, окрашенных по Фёльгену, и метод авторадиографии с 3H-тимидином.

В последние десятилетия в связи со значительными успехами молекулярной биологии и иммунологии у морфологов появилась возможность иммуноцитохимически маркировать клетки, проходящие различные фазы клеточного цикла.

Новые методы основаны на возможности иммуноцитохимического выявления антигенов — белков и модифицированных нуклеозидов, которые участвуют в подготовке клетки к делению. Обилие маркеров пролиферации, отсутствие устоявшихся представлений об их функциональной роли и противоречия в результатах, получаемых при использовании различных антител, создают определённые трудности для гистологов в выборе их оптимального набора при решении конкретной задачи исследования, в частности, для изучения пролиферации клеток-предшественниц в головном мозге животных на модели ПТСР.

Авторадиография является одним из наиболее ранних методов изучения пролиферации в тканях. Тем не менее, метод гисторадиоавтографии с использованием 3H-тимидина (меченного тритием) до настоящего времени сохраняет значение «золотого стандарта» при выявлении клеток, осуществляющих синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Тимидин — единственный из четырёх нуклеозидов, участвующих в образовании полинуклеотидной структуры ДНК, который отсутствует в РНК. Меченная Н-тимидином вновь синтезированная молекула ДНК стабильна, и «разбавление»

такой метки происходит лишь в ходе последовательных клеточных делений (Епифанова О. И. и др., 1977).

К числу достоинств радиоавтографии с 3Н-тимидином относятся быстрота включения тимидина в клетки, синтезирующие ДНК, и относительно недолгое пребывание меченого нуклеозида в несвязанном состоянии в организме. В экспериментальных исследованиях на млекопитающих было показано, что уже через несколько минут после внутрибрюшинного или внутривенного ведения 3Н-тимидин исчезает из плазмы крови и включается в ДНК (Quastler H., Sherman F. D., 1959).

Позднее было установлено, что максимальное включение 3Н-тимидина в ДНК наблюдается через 40 мин после его введения (Koburg E., Maurer W., 1962).

Недостатками метода радиоавтографии являются ограничения на его использование в клинических исследованиях, необходимость строгого соблюдения норм радиационной безопасности при работе с источниками ионизирующих излучений, а также длительная экспозиция фотоэмульсии (несколько недель), что ведёт к существенному замедлению исследования. Кроме того, использование данного метода для выявления медленно пролиферирующих клеток связано с повышением общего облучения животных, что может негативно сказываться на их состоянии.

В связи с этим, метод авторадиографии нежелательно использовать для оценки пролиферативной активности в головном мозге при изучении последствий экспериментальной психогенной травмы.

Для того, чтобы устранить недостатки радиоавтографического метода выявления пролиферирующих клеток, было предложено использовать нерадиоактивный аналог тимидина — синтетический нуклеозид 5-бром-2-дезоксиуридин (BrdU; 5-bromo-2-deoxyuridine) (Gratzner H. G., 1982). После включения BrdU в молекулу ДНК его можно определять при помощи моноклональных антител.

Этот метод обладает многими преимуществами радиоавтографии с 3Н-тимидином и может быть использован в клинической диагностике (Упоров А. В. и др., 1997;

Упоров А. В., 1998). Прижизненное введение BrdU в экспериментальных исследованиях позволяет проследить судьбу пролиферирующих клеток через несколько дней и даже недель после его введения.

К недостаткам BrdU можно отнести его токсичность для включающих его клеток. Так как он является модифицированным нуклеозидом, ему свойственно сильное мутагенное действие. Образование связи BrdU с аденином во вновь синтезированной молекуле ДНК приводит к появлению точечных мутаций — транзиций (Xu F. M. et al., 1990), а также к блокированию транскрипции некоторых генов (Епифанова О. И. и др., 1977). Кроме того, BrdU может индуцировать хромосомные разрывы в гетерохроматиновых областях (Sutherland G. R., 1988).

Таким образом, и этот метод не может быть признан оптимальным для изучения мозга животного при воздействии психогенного стресса.

Помимо меченых нуклеозидов, в качестве маркеров пролиферации используют ряд белков, участвующих в регуляции клеточного цикла. Некоторые из этих белков экспрессируются в клетке только в определённую фазу цикла.

В S-фазе экспрессируются белки, участвующие в метаболизме ДНК (репликации, репарации, рекомбинации). К таким белкам относятся PCNA (proliferating cell nuclear antigen; ядерный антиген пролиферирующих клеток) и FEN-1 (flap structure-specific endonuclease 1; флэп-эндонуклеаза 1).