Поведенческие, электрофизиологические и нейрохимические корреляты естественной и индуцированной асимметрии репродуктивного аппарата
Закономерно возникал вопрос: каковы центральные электрофизиологические и нейрохимические эквиваленты исходной асимметрии репродуктивного аппарата крыс и его искусственной асимметрии, смоделированной удалением одного маточного рога и беременностью в оставшемся.
Сопоставимы ли эти эквиваленты с электрофизиологическими и нейрохимическими критериями исходной ФМА, характерными как для самок, так и для самцов.
Напомним, что у самок и самцов с преимущественно левосторонними побежками, т.е. синистральным поведенческим профилем, показатели суммарного (СС) и мгновенного (Н) свечения перекисной хемилюминесценции в коре, гипоталамусе и стриопаллидуме левого полушария были достоверно ниже по сравнению с симметричными структурами правого полушария.
Что касается катехоламинов, то столь однозначных межполушарных различий их содержания выявить не удалось. Тем не менее, у правобегающих крыс обнаружено относительное увеличение ДА в коре и ДОФА и НА в гипоталамусе левого полушария. Это определенным образом совпадает с данными о межполушарном распределении ДА в мозге правоориентированных животных (S.D. Glick, 1988; и др.).
У крыс с синистральным типом ЛПП относительное увеличение ДОФА отмечалось в коре, а ДА в гипоталамусе левого полушария. Вместе с тем асимметрия по содержанию НА, а именно, его относительное повышение в гипоталамусе и стриопаллидарном комплексе и снижение в коре правого, контралатерального направленности побежек, полушария было противоположным в сравнении с правобегающими крысами. Зеркальное межполушарное соотношение содержания КА обнаруживается при сопоставлении их латеральных профилей с латеральным профилем маточных рогов. Что лишний раз подтверждает пространственную сонаправленность ФМА и асимметрии рогов матки.
Эти данные дали основания предполагать, что полярные типы моторно-ориентационной асимметрии связаны с количественными и качественными межполушарными отличиями в распределении всех составных КА-пула в полушариях. В частности, декстральный тип ЛПП связан с межполушарной асимметрией эволюционно самого древнего медиатора КА ряда дофамина, причем эта асимметрия затрагивает самый молодой отдел мозга - неокортекс. Синистральный же тип ЛПП проявляется асимметрией эволюционно более молодого медиатора КА ряда – норадреналина, а также его предшественника ДОФА и такая асимметрия прослеживается по всех структурах.
Повышение содержания медиаторов в ткани обычно свидетельствует либо об усилении их выработки в пресинаптических терминалях, либо об уменьшении количества или активности тропных им постсинаптических рецептов, либо ослаблении обратного захвата.
Усиление медиаторной активности неизбежно сопровождается увеличением энергоемких, в том числе - окислительных процессов и наоборот. Это особенно характерно для КА, помимо медиаторного, обладающих еще и прямым метаболическим эффектом. Действительно в некоторых структурах мозга на фоне понижения содержания КА мы наблюдали относительное снижение показателей свободно-радикального окисления - т.е. Н и СС. Подобная параллель прослеживается в гипоталамусе и стриопаллидуме для НА и СТ левобегающих крыс и частично в сенсомоторной коре и гипоталамусе у правобегающих крыс. По другим структурам мозга подобного параллелизма выявить не удалось.
Исходя из полученных данных можно было ожидать, что трансформация моторно-ориентационной асимметрии, возникающая в результате односторонней КТОЭ и развивающейся в сохраненном маточном роге беременности будет сопровождаться сходными и сонаправленными с КТОЭ нейрохимическими изменениями в полушариях. Однако, при односторонних КТОЭ - сдвиг латерального профиля побежек в направлении, контралатеральном сохраненному маточному рогу (КК - 0.967; Р<0,05) не подкреплялся достоверными изменениям нейрохимического баланса в полушариях, которые бы коррелировали со стороной сохраненного рога матки.
Их удалось обнаружить только у тех крыс, у которых после односторонней KТОЭ в оставшемся роге развивалась беременность. В структурах полушария, контралатерального "беременному" рогу матки, отмечено относительное снижение Н и СС показателей перекисной хемилюминесценции (КК - 0.971; Р < 0,05). Причем, при праволокализованной беременности это касалось коры и стриопаллидума, а при леволокализованной беременности - коры и гипоталамуса. Таким образом, наиболее четко коррелировал с гестационной асимметрией рогов межполушарный профиль корковых показателей ХМЛ.
Было обнаружено, что у крыс с большей длиной правого рога матки амплитуда положительного компонента вызванных потенциалов на свет с латентным периодом 25-30 мс и амплитуда отрицательного компонента с латентным периодом в 75-80 мс в сенсомоторной теменной и зрительной коре левого полушария значительно ниже, чем в правом (р < 0.05).
У крыс с обратным соотношением длины маточных рогов соотношение амплитуд УВП было прямо противоположным. Само собой разумеется, что в первом случае крысы имели синистральный, а во втором декстральный тип ЛПП.
Описанный амплитудный межполушарный градиент УВП обнаруживался не только при униполярном, но и при биполярном (висок-затылок) способе отведения биопотенциалов (рис. 8).
Рис. 8 Усредненные по 40 вспышкам вызванные потенциалы
1 - Крыса с синистральным ЛПП=0,4; пр. маточный рог - 31мм; лев. рог - 22 мм.
2 - Крыса амбилатеральная ЛПП=0,05; пр. маточный рог - 27мм; лев. рог - 28 мм.
А - левое полушарие; Б - правое полушарие. ( фронтоокципитальное отведение).
Аналогичные межполушарные УВП различия обнаружены и при односторонней КТОЭ, особенно тогда, когда она проводилась ипсилатерально преимущественной направленности побежек. Например, если у крысы с синистральным типом ЛПП удаляли левый маточный рог и яичник. В тех же случаях, когда КТОЭ была разнонаправлена с фоновым ЛПП асимметрия УВП либо вообще не определялась, либо была незначительно выражена только в зрительной коре.
Таким образом, морфофункциональная асимметрия системы женской репродукции, как в своем фенотипическом виде, так и искусственно доведенная до крайней выраженности, способна дифференцировано влиять на электрогенез гомотопических отделов полушарий мозга и тем самым изменять характер межполушарных отношений.
Что же происходит в мозге крыс с нормально развивающейся беременностью в обоих рогах матки? Учитывая то, что количество плодов в левом и правом роге почти всегда разнится, можно было предполагать, что одностороннее численное преобладание маточно-плацентарных комплексов также способно определенным образом отразиться на характере межполушарных отношений, в том числе на содержании КА и интенсивности перекисных процессов в гомотопических отделах правого и левого полушарий.
В отличие от небеременных у беременных крыс регистрируется существенное снижение абсолютных значений содержания НА, ДА, а в большинстве случаев и СТ и уменьшение показателей перекисной хемилюминесценции как в правом, так и в левом полушариях мозга.
Это происходит на фоне резкого ослабления моторно-ориентационной активности: к 5-7 дню беременности значительно снижается двигательная активность крыс, в том числе уменьшается количество спонтанных побежек в лабиринте. В эти и более поздние сроки беременности отмечена тенденция к амбилатерализации побежек и ротаций и у тех крыс, которые в фоне демонстрировали явную унилатеральность побежек.
Однако, катехоламиновая асимметрия, становится более выраженной по сравнению с интактными самками и зависит от количественного распределения плодов в маточных рогах.
Так, большее количество плодов в левом роге соотносится с относительным увеличением содержания ДОФА, ДА и СТ в стриопаллидуме и одновременным относительным уменьшением НА, ДОФА, ДА и СT в коре левого полушария, ипсилатерального рогу с большим числом плодов. При таком соотношении числа плодов в маточных рогах в коре и, особенно в стриопаллидуме ипсилатерального левого полушария значения пикового свечения и светосуммы ПХЛ выше, чем в правом. Абсолютные же величины этих показателей в мозге беременных животных были значительно ниже, чем у интактных (Р<0.05).
Совершенно иная картина наблюдалась в тех случаях, когда большее количество плодов содержалось в правом маточном роге. К слову: таких крыс в выборке оказалось большинство. В этих случаях в гипоталамусе правого полушария регистрировали относительное увеличение НА и ДОФА, а в стриопаллидуме - НА, ДОФА, ДА и СТ.
В коре латеральные профили НА, ДОФА, ДА и СТ, несмотря на отдельные случаи разнонаправленности, имели общую тенденцию к синистризации. При количественном преобладании плодов в правом роге относительно меньшие величины пикового свечения и светосуммы ПХЛ регистрировались в коре и стриопаллидуме левого полушария, что подтверждалось высокими значениями обратной корреляции между ЛП плодов и латеральными профилями Н и СС (КК=0.96; Р < 0.01).
Очевидно, что нейрохимические признаки гестационно-зависимой асимметрии полушарий появляются лишь при существенном различии количества плодов в левом и правом рогах матки.
Это нашло подтверждение и в электрофизиологических показателях. К середине беременности (10-15 день) у большинства крыс, наряду со значительным снижением амплитуды УВП в обоих полушариях, сохранялась межполушарная амплитудная асимметрия той же направленности, что и в фоне.
Если же и в фоне наблюдалась амбилатеральность УВП (параллельно с низкими значениями ЛПП), то во время беременности она чаще всего сохранялась. Патологоанатомическое исследование матки на этом этапе беременности показало, что большее количество плодов находится в маточном роге, контралатеральном тому полушарию, в котором амплитуда рассмотренных выше компонентов УВП относительно ниже.
Однако были и весьма интересные исключения. В качестве примера приведем один из них. Вне беременности у крысы выявлен декстральный тип ЛПП, что сопровождалось более низкой амплитудой компонентов УВП справа. Заметных отличий в конфигурации право и левосторонних УВП не было.
На 16 день беременности наряду с заметным общим снижением, регистрировалось относительное уменьшение амплитуды УВП слева, (рис. 9).
Рис. 9 Вариант гестационной инверсии фоновой межполушарной асимметрии УВП.
1 - фон, У - 20 мкв/дел;
2 - беременность 16 дней, У - 10 мкв/дел.
А - левое полушарие; Б - правое полушарие.
(биполярное отведение).
При этом латентный период первого позитивного компонента УВП справа сократился на 15 мс. Такая инверсия по сравнению с фоновой УВП давала возможность предполагать, что она инициирована более мощной афферентацией с правого маточного рога, основной и, пожалуй, единственной причиной чего у первородящей самки могло быть только значительно большее количество плодов в правом маточном роге. Однако на этом этапе мы не имели возможности подтвердить это, т.к. сразу после регистрации УВП она была перемещена в гидрокамеру, где на 2 сутки, т.е. на 18 день беременности начались досрочные роды. Роды были очень затяжными и сопровождались каннибализмом части плодов. Вскрытие, проведенное после рождения 2 плодов показало, что в правом роге оставалось 7, а в левом - 2 плода. Это явилось прямым доказательством справедливости высказанного предположения: очевидно, что большее число имплантаций произошло в правом роге на фоне отчетливого доминирования правого полушария.
Этим примером мы продемонстрировали сходную с клиническими случаями, но весьма редкую для крыс картину гестационной трансформации полушарного электрогенеза, манифестирующую дезинтеграцию в системе "мать-плаценты-плод", что не могло не сказаться на резистентности этой системы к экстремальному воздействию и привело к описанному выше исходу.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что у крыс, в период нормальной беременности, развивающейся в обеих рогах матки, среди возможных факторов дисимметризации мозга на первый план выходит количественное преобладание фетоплацентарных комплексов в одном из рогов.
Думается, что не будет большим преувеличением рассматривать электрофизиологическую и нейрохимическую асимметрию мозга беременных крыс, наиболее четко выявляемую при существенном градиенте числа лево- и праволокализованных плодов, в качестве раннего эволюционного предвестника однополушарной гестационной доминанты человека.