К вопросу об оптимальном положении электродов при проведении транскраниальной электростимуляции у животных

К ВОПРОСУ ОБ ОПТИМАЛЬНОМ ПОЛОЖЕНИИ ЭЛЕКТРОДОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ У ЖИВОТНЫХ

О.Б. Сеин, А.Н. Зохиров, К.А. Михайлов

Аннотация. В статье приводятся результаты сравнительной оценки расположения электродов при проведении транскраниальной электростимуляции у домашних животных. Показано, что оптимальным вариантом является сагиттальное расположение электродов, когда анод фиксируется в затылочной области головы животного, а катод - в области лобной кости.

Ключевые слова: анод, анальгезия, антиноцицеп-тивная система, домашние животные, импульсный ток, катод, кролики, транскраниальная электростимуляция.

Метод транскраниальной электростимуляции в последние годы широко применяется в медицинской и ветеринарной практике, что связано с его биологическими и терапевтическими эффектами, к которым относятся: анальгетический, антистрессорный, регенеративный, иммуностимулирующий, противовоспалительный и др. При этом важной стороной всех эффектов ТЭС является их гомеостатическая (саногенетическая) направленность, а также их системный характер и комплексность.

Особенно активно ТЭС стала применяться после фундаментальных исследований проведенных в НИИ физиологии имени И.П. Павлова профессором В.П. Лебедевым и сотрудниками в 90-х годах прошлого столетия. Исследователями была показана возможность стимуляции антиноцицептивных структур головного мозга посредством неинвазивного транскраниального воздействия импульсным током определенных параметров. Экспериментально был подтвержден опиатный механизм этой стимуляции и изучена роль антиноцицептив-ной системы в ее осуществлении. В процессе научных исследований была создана серия аппаратов для проведения транскраниальной электростимуляции, получивших название «Трансаир», а сам метод получил название ТЭС-терапия (В.П. Лебедев и др. 1990).

Однако, не смотря на достигнутые успехи в области изучения ТЭС, многие вопросы остаются малоизученными и требуют теоретического обоснования и экспериментального подтверждения, что особенно актуальным является при использовании ТЭС на различных видах домашних животных.

В частности до настоящего времени не решен вопрос об оптимальном месторасположении электродов на голове животного при проведении ТЭС. Этому вопросу уделяли внимание многие исследователи. Так, Ю.В. Храмов (1988) во время выполнения ТЭС у коз оренбургской породы и у овец ставропольской породы, электроды располагал в нескольких вариантах (лобно-поясничное, битемпоральное, биаурикулярное). По мнению автора наиболее выраженный анальгетический эффект был получен при биаурикулярном расположении электродов (ухо-ухо). Используемые электроды представляли собой металлические зажимы в виде прищепок. При этом, для лучшего контакта, между электродами и кожей помещали марлевые салфетки пропитанные 1-2% раствором хлорида натрия. Биаурикулярное расположение электродов при проведении ТЭС применяли также А.П. Жуков (1988), Д.Ф. Давлетбердин (2002), И.Н. Мягков (2007) и другие исследователи.

В то же время при проведении ТЭС у домашних животных также используется сагиттальное расположение электродов (рисунок 1). В этом случае электроды фиксируют в области лобной (катод) и затылочной (анод) костей черепа животного (О.Б. Сеин, 1994, 2011; М.В. Беседин, 2000). По мнению авторов при сагит-

тальном расположении электродов эффекты ТЭС проявляются наиболее выражено.

Таким образом, краткий анализ источников литературы свидетельствует о том, что по данному вопросу существующие сведения носят противоречивый характер.

Учитывая выше изложенное целью наших исследований являлось сравнительная оценка различного месторасположения электродов при проведении ТЭС у домашних животных.

В качестве источника импульсного тока использовали аппараты «Трансаир-2» и «Трансаир-3». Режим при электростимуляции включал подачу на электроды вначале постоянного тока (3,5 мА), а затем импульсного тока с частотой 70-80 Гц и длительностью импульсов 3,0-3,5 мс. Продолжительность одного электросеанса составляла 30 мин.

Эксперименты проводили на кроликах породы советская шиншилла. С этой целью у животных 1 группы электроды-зажимы фиксировали биаурикулярно, а у кроликов 2 группы - сагиттально. а)

б)

Рисунок 1 - Сагиттальное расположение электродов при проведении транскраниальной электростимуляции у собаки

В период проведения ТЭС проводили наблюдение за подопытными животными, определяли общие клинические параметры (частоту пульса, количество дыхательных движений, температуру тела), учитывали их реакцию на различные внешние раздражители. До ТЭС, а также через 30, 60 и 120 мин после окончания элек-

тросеанса у кроликов брали кровь для общего гематологического анализа (СОЭ, гематокрит, эритроциты, лейкоциты, гемоглобин) и содержания бета-эндорфина, который исследовали иммуноферментным методом.

В ходе проведения эксперимента было установлено, что при использовании ТЭС не оказывала отрицательного влияния на организм подопытных животных. Температура тела у кроликов обеих групп находилась в пределах физиологических границ (38,7-39,0 оС). Показатели частоты пульса и дыхания во время эксперимента у большинства животных вначале увеличивались, а в конце электросеанса возвращались к исходным величинам (145,0-158,0 уд/мин; 50,0-60,0 дых. дв./мин).

Наблюдения за поведенческими реакциями подопытных животных в период ТЭС показали, что в первые минуты электровоздействия у большинства кроликов обеих групп наблюдалось кратковременное возбуждение, которое проявлялось преимущественно в виде повышенной двигательной активности. Однако, через 5-10 мин кролики успокаивались и принимали лежачее положение. При этом реакция на внешние раздражители (на покалывание иглой, звуковые раздражители) у всех животных была сохранена. Через 20-30 мин после окончания электросеанса кролики активизировались и их поведение не отличалось от животных, которым ТЭС не проводили.

В то же время было отмечено, что кролики 1 группы в период ТЭС вели себя более спокойно. Изменения частоты пульса и количества дыхательных движений у них были менее выраженными. Результаты общего гематологического анализа показали, что у кроликов обеих групп исследуемые показатели находились в пределах физиологических границ.

Однако, как следует из данных представленных в таблице 1, у кроликов 2 группы отмечалось более высокое содержание эритроцитов в крови и гемоглобина.

Таблица 1 - Общие гематологические показатели у кроликов подвергавшихся ТЭС_

Показатели, группа

СОЭ, мм/час 1 2

Гематокрит, % 1 2

Эритроциты, 1

1012/л 2

Лейкоциты, 1

109/л 2

Гемоглобин, г/л

1

2

Время исследований

До ТЭС

1,5 ± 0,3 17 ± 04

39,5 ± 2,7 38 8 ± 2 0

6,2 ± 0,2 6 0 ± 0 1

6,9 ± 0,4 68 ± 03

110,0 ± 3,7 109 5 ± 3 0

После ТЭС

через 30 мин

2,0 ± 0,4 19 ± 05

40,0 ± 3,1 41 2 ± 3 0

6,3 ± 0,4 6 0 ± 0 3

6,6 ± 0,2 6 9 ± 0 4

111,0 ± 3,8 1100 ± 20

через 60 мин

2,0 ± 0,3 2,0 ± 0 4

41,0 ± 3,0 42 5 ± 2 8

6,3 ± 0,3 6 4 ± 0 2*

6,9 ± 0,3 7 0 ± 0,2

112,0 ± 0,4 115 0 ± 3 7

через 120 мин

1,7 ± 0,5 19 ± 03

41,5 ± 2,7 44 0 ± 3 1

6,4 ± 0,1 6 8 ± 0 1*

7,1 ± 0,5 68 ± 04

113,5 ± 4,2 119 5 ± 3 1

Примечание: * - при р < 0,05 по сравнению с фоновыми показателями

Иммуноферментный анализ бета-эндорфина у под-

опытных кроликов показал (рисунок 2), что до ТЭС его

содержание в крови находилось на относительно низ-

ком уровне. Через 30 мин после окончания электросе-

анса уровень бета-эндорфина у кроликов обеих групп достоверно (р < 0,01) повысился, достигая максимального значения через 60 мин. Через 120 мин он уменьшился, однако находился на более высоком уровне, чем до проведения ТЭС. В то же время, как следует из ри-

сунка 2, содержание бета-эндорфина в период эксперимента в крови кроликов 2 опытной группы было значительно больше по сравнению с животными 1 группы.

Рисунок 2 - Динамика содержания бета-эндорфина в крови кроликов после ТЭС при сагиттальном и аурикулярном расположении электродов

Таким образом, проведенные исследования показали, что при сагиттальном расположении электродов эффекты ТЭС проявлялись более выражено по сравнению с биаурикулярной фиксацией электродов. Как свидетельствуют исследования проведенные В.П. Лебедевым (2005) и М.Л.Д. Джой и др., (2005), с использованием ядерномагнитнорезонансной томографии, именно при сагиттальном расположении электродов возникает наиболее выраженный анальгетический эффект. При этом ток проходит по ликворным пространствам и имеет вне-мозговое и внутримозговое направление (рисунок 3). В первом случае ток идет по базальной поверхности мозга через ликворные системы. Во втором случае ток проникает через медиальную стенку передних рогов латеральных желудочков, проходит по передним рогам и через отверстие Монро поступает в третий желудочек, а затем в четвертый желудочек. При аурикулярном расположении электродов ток охватывает антиноцицептивные структуры мозга не полностью и наибольшая его плотность отмечается в области полушарий, прилегающих к месту расположения электродов. Поэтому эффекты ТЭС, в этом случае, являются слабо выраженными.

Цистернальный (внежелудочковый) путь

Рисунок 3 - Схема внутричерепных путей распространения тока во время ТЭС у кролика

Бж, 111ж, 1Уж - соответственно боковой, третий и четвертый желудочки мозга; СДЦ - область сосудодвига-тельного центра продолговатого мозга

Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что при проведении транскраниальной электростимуляции у домашних животных следует применять сагиттальную фиксацию электродов: анод в области затылочной кости, а катод в области лобной кости.

Список использованных источников

1 Беседин М.В. Применение транскраниальной электростимуляции для лечения телят, больных диспепсией // Автореф. дисс. канд. биол наук. - Курск, 2000. - 20с.

2 Давлетбердин Д.Ф., Храмов Ю.В. Применение транскраниальной электростимуляции для повышения продуктивности молодняка коз оренбургской пуховой породы // Вестник ветеринарии. - Оренбург, 2002. - В. 5. - С. 60-61.

3 Джой М.Л.Д., Лебедев В.П., Гатти Д. Плотности тока и пути его распространения в мозге кролика при ТЭС: Изучение с помощью ядерномагнитнорезонансной томографии // Транскраниальная электростимуляция. Экспериментально-клинические исследования. Сб. статей. - СПб. - Т. 1. -С. 128-149.

4 Жуков А.П. Влияние электростимуляции на рост и развитие телят // Хирургическая патология животных: Материалы науч. конф. - М., 1988. - С. 95-97.

5 Лебедев В.П., Михайлович В.А., Игнатов Ю.Д. Транскраниальная электростимуляция // В кн: Болевой синдром. - Л., 1990. - С. 162-172.

6 Лебедев В.П. Транскраниальная электростимуляция: новый подход // Транскраниальная электростимуляция. Экспериментально-клинические исследования. Сб. статей. - СПб. - Т. 1. - С. 22-39.

7 Мягков И.Н. Транскраниальная электростимуляция неспецифической резистентности молодняка крупного рогатого скота при язве свода межпальцевой щели // Автореф. канд. вет. наук. - Омск, 2007. - 20 с.

8 Ответная реакция антиноцицептивной системы мозга животных при различных режимах транскраниальной электростимуляции / О.Б. Сеин, Д.А. Григорьев, Д.О. Сеин и др. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2011. - №6. - С. 68-71.

9 Сеин О.Б. Транскраниальная электростимуляция половой зрелости у свинок // Ветеринария. -1994. - № 3. - С. 34-37.

10 Храмов Ю.В. Операции на овцах под электрообезболиванием // Хирургическая патология животных: Материалы науч. конф. - М., 1988. - С. 31-33.

Информация об авторах

Сеин Олег Борисович, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой терапии и акушерства ФГБОУ ВПО «Курская КГСХА», т. 53-15-55.

Зохиров Алишер Нобоварович, аспирант ФГБОУ ВПО «Курская КГСХА», тел. 8-951-312-45-33, е^П: zochirov@mail.ru

Михайлов Константин Александрович, аспирант ФГБОУ ВПО «Курская КГСХА», тел. 53-15-55.