Условные рефлексы при воздействии ФОС. Этапы блокирования синапса ФОС
При введении кошкам меркаптофоса в пороговых дозах (0,25 мг/кг) улучшались показатели выработки условных рефлексов. Увеличение дозы препарата до 1 мг/кг приводило к постепенному снижению активности ХЭ (до 20 %) в крови, что коррелировало с нарушением условнорефлекторной деятельности.
Нарушения условных рефлексов возникали при снижении ХЭ на 40—60 % и были резко выражены при угнетении фермента на 80—90 %. Однако изменения условнорефлекторной деятельности не всегда коррелировали с изменением активности ХЭ в крови. Так, если степень торможения активности фермента зависела только от величины вводимой дозы или концентрации ФОС, то изменение условных рефлексов у животных существенно зависело от типа его высшей деятельности. В опытах на кошках с относительной слабостью тормозного процесса условнорефлекторная деятельность нарушалась при небольшом снижении активности ХЭ. У кошек с сильным тормозным процессом при снижении активности ХЭ эритроцитов на 90 % условные реакции снижались только на свет и зуммер; реакции восстанавливались на 3-й день опыта.
При хроническом воздействии ФОС (меркаптофос, фосфамид, фозалон) концентрациях, вызывающих прогрессирующее понижение активности АХЭ эритроцитов и ХЭ сыворотки крови, сначала отмечалось нарушение условных рефлексов по типу наркотической фазы, а затем в ходе эксперимента происходила их нормализация, несмотря на продолжавшееся воздействие ядов. По всей вероятности, наблюдаемый эффект объясняется привыканием нервных клеток к избыточному количеству АХ, так как активность ХЭ в крови оставалась на достаточно низком уровне.
Изменение условных рефлексов связано непосредственно с влиянием ФОС на головной мозг. Так, препараты, которые плохо проникают в ЦНС (октаметил), способны изменять условные рефлексы только при введении в токсических дозах незадолго до гибели животных.
Такие яды, как зарин, зоман, дихлорвос, паратион и др., при введении даже в небольших дозах — от 0,1 до 0,3 LD50 — оказывают влияние на регулярность и воспроизводимость непроизвольных врожденных реакций (восприятие слуховых и зрительных стимулов, потребление воды и пищи).
Клонико-тонический характер судорог при остром отравлении ФОС (фосфакол, ДФФ, зарин, табун, паратион, ДДВФ, хостаквик и др.) свидетельствует о вовлечении в патологический процесс спинного мозга.
Механизм действия ФОС на рефлексы спинного мозга связывают с их влиянием на холинергический синапс, расположенный между коллатеральным ответвлением двигательного аксона и тормозным вставочным нейроном Реншоу, а также на ретикулярную формацию, которая регулирует функциональный уровень спинномозговых рефлексов.
Показано, что АХ и антихолинэстеразные вещества вызывают возбуждение в синапсе клеток Реншоу. Вместе с тем отсутствует прямая зависимость между степенью угнетения ХЭ и выраженностью соответствующего эффекта. Так, ДФФ в дозах, вызывающих угнетение ХЭ мозга на 90 %, не влияет на рефлекторную деятельность спинного мозга, в то время как пирофос при таком же уровне ингибирования фермента существенно нарушает рефлекторную деятельность спинного мозга, что свидетельствует о возможности ФОС в больших дозах оказывать прямое влияние на спинной мозг.
Определенное представление о влиянии ФОС на нейроны спинного мозга можно получить по изменениям в моносинаптической рефлекторной Дуге. При введении токсических доз ДДВФ резко повышается возбудимость мотонейронов поясничного отдела спинного мозга крыс, что, по всей вероятности, обусловлено угнетением АХЭ в клетках Реншоу, от которых поступают тормозные влияния на мотонейроны. Использование метода электронной микроскопии обнаружило непосредственное влияние яда на нервные волокна спинного мозга: дезорганизацию ультраструктур в нейроцитах (деструкцию митохондрий, изменения эндоплазматического ретикулума, маргинальную конденсацию хроматина), а также патологические изменения в миелинизированных волокнах спинного мозга ("разрыхление" миелиновых мембран, отсутствие миелина на отдельных участках, появление средних вакуолей и др.). Аналогичные изменения ультраструктуры спинного мозга наблюдаются также при введении крысам токсических доз хлорофоса.
Наряду с влиянием на ЦНС в патогенезе ФОС важную роль играет действие других веществ на нервно-мышечные синапсы. Блокирующее действие ФОС на нервно-мышечные синапсы включает в себя три основных момента:
1) антихолинэстеразный механизм, нарушающий проведение в синапсе высокочастотных импульсов;
2) непосредственное воздействие на ХР, нарушающее проведение одиночных импульсов (при сохранении ответов мышцы на прямое раздражение);
3) действие на сократительную способность самой мышцы.
Наличие указанных трех механизмов развития нервно-мышечного блока подтверждено в эксперименте при введении крысам ряда высокотоксичных ФОС (ДДВФ, хостаквика, метафоса, афугана). Уже в первые минуты после введения хостаквика в дозе 155 мг/кг (LD50) блокируется проведение высокочастотных импульсов (100—50 Гц), при этом амплитуда потенциала действия икроножной мышцы на одиночное раздражение резко (на 64 %) уменьшается. Через 30 мин возникает полный блок нервно-мышечной передачи. На прямое раздражение икроножная мышца отвечает даже через 60 мин.
В связи с тем что в норме АХ разрушается в пределах нескольких миллисекунд, нервно-мышечное соединение способно пропускать более 100 импульсов в секунду. При угнетении ХЭ требуется больше времени для разрушения накопившегося медиатора, и функциональная способность мионеврального синапса понижается. Поэтому нарушение ответов мышцы на высокочастотные раздражения обусловлено антихолинэстеразным действием и накоплением в синапсе АХ. Проведение одиночных импульсов при этом еще возможно, так как АХ удаляется из синапса в промежутках между раздражениями за счет диффузии. Блокада ХР (глубокая деполяризация постсинаптической мембраны) исключает проведение даже одиночных импульсов, но мышца еще не утрачивает способность к сокращению. Если действие ФОС распространяется на все мышечное волокно, оно теряет сократительную способность.
Влияние ФОС на Н-холинореактивные системы проявляется главным образом в случае введения больших доз препаратов (LD50 и выше). При введении ДДВФ или хостаквика в дозах, составляющих 0,1—0,2 LD50, проведение импульсов при раздражении нерва частотой до 20 Гц сохраняется.
Наиболее важное патогенетическое значение при нарушении нервно-мышечной передачи имеет антихолинэстеразный механизм. Реактиваторы ХЭ обладают способностью устранять развитие нервно-мышечного блока. Это показано при использовании дипироксима или диэтиксима.
Внутриклеточное отведение МПКП латеральной мышцы крыс позволило выявить в первой стадии острого отравления ФОС резкое увеличение, а затем уменьшение их амплитуды. Повышение амплитуды МПКП (на 50— 280%) и их длительности (на 100—170%) связано с антихолинэстеразным действием ФОС и стабилизацией АХ в мионевральных синапсах, снижение—с их курареподобным действием. Учащение частоты МПКП (в 1,4—4,5 раза) свидетельствует об облегчении высвобождения квантов АХ нервным окончанием под влиянием ФОС на пресинаптические образования.
Наряду с блокированием нервно-мышечной передачи ряд ФОС (ДЦВФ, актеллик, метафос) в токсических дозах вызывает резкое (на 40—50 %) снижение скорости распространения возбуждения по периферическому нерву, что связано с нарушением мембранных процессов и дегенерацией двигательных аксонов.