Лаборатория была организована в 1950 г. проф. И.Т. Курциным и возглавлялась им до 1976 г. Основное направление работы в этот период было связано с исследованием функциональных взаимоотношений коры головного мозга и внутренних органов. В эти годы в лаборатории получила развитие концепция кортико-висцеральной патологии и на ее основе была предложена теория патогенеза ряда заболеваний внутренних органов [1]. С 1976 по 1987 г. лабораторией руководил д.м.н. Н.Н. Беллер. В этот период времени в лаборатории изучались механизмы участия структур лимбической систем мозга в реализации кортикальных влияний на функции внутренних органов [2]. С 1987 по 2006 г. лабораторию возглавлял проф. В.А. Багаев. В эти годы основное направление исследований лаборатории было связано с изучением структурно-функциональной организации ядер продолговатого мозга [3,8], опосредующих кортикальные [4-7,9-11] и субкортикальные [13] влияния на внутренние органы, в частности на моторную функцию желудочно-кишечного тракта (презентация 1).
C 2006 года по 2017 год лабораторией руководил д.б.н. С.С. Пантелеев. Основным направлением работы лаборатории стало изучение участия висцеральных ядер продолговатого мозга в механизмах функциональной висцеральной боли, одной из форм которой является абдоминальная боль. Эта боль часто возникает при отсутствии органических патологий органов брюшной полости и является одним из основных диагностических критериев функциональных нарушений ЖКТ, в частности синдрома раздраженной кишки. Предполагается, что основе генеза абдоминальной боли лежит дизрегуляция центральных нейрохимических, в частности, серотонинергических механизмов контроля ноцицептивной (болевой) информации в системе «кишечник - мозг - кишечник», что приводит к развитию гиперчувствительности кишечника и аллодинии. При этом нормальные физиологические раздражения кишки начинают восприниматься как дискомфортные или даже болевые. Серотонин (5-НТ) участвуют в контроле висцеральных ноцицептивных сигналов от кишки в основном через 5-НТ1а, 5-НТ3 и 5-НТ4 рецепторы, которые являются основными мишенями при разработке лекарственных средств лечения абдоминальной боли. Ключевой структурой, участвующей в проведении и модуляции ноцицептивных сигналов от кишечника в вышележащие структуры головного мозга, включая кору больших полушарий, с которыми она связана реципрокными связями, является вентролатеральная ретикулярная формация продолговатого мозга (ВЛРФ). Нейроны этого образования с одной стороны обеспечивают проведение восходящей ноцицептивной информации от кишечника и участвуют в интеграции висцеральных реакций на боль, с другой - в составе эндогенной системы контроля ноцицепции, через прямые нисходящие проекции к афферентным нейронам спинного мозга участвуют в нисходящей модуляции поступающих в ЦНС ноцицептивных сигналов от кишечника. Вместе с тем, ВЛРФ имеет обширные реципрокные связи с ядрами среднего и конечного мозга, обеспечивая адекватные функциональному состоянию организма аффективно-эмоциональные реакции на боль. С использованием экспериментальной модели абдоминальной боли на наркотизированных крысах [15] и бодрствующих собаках [19] установлено, что растяжение колоректальной области толстой кишки давлением 80 - 100 мм.рт.ст сопровождается выраженными реакциями нейронов ВЛРФ с пролонгированным паттерном ответа на раздражение кишки и депрессорными реакциями у наркотизированных крыс, а также висцеромоторными реакциями и увеличением частоты сердечных сокращений у бодрствующих собак. Эти эффекты не наблюдаются при колоректальном растяжении давлением менее 40 мм.рт.ст. Был сделан вывод об отношении указанных показателей к болевой стимуляции кишки и об адекватности используемых моделей при изучении участия серотонина в механизмах абдоминальной боли. Впервые установлено, что у крыс активация серотониновых 5-НТ1а и 5-НТ4 рецепторов системным введением агонистов: буспирона и BIMU8, соответственно, сопровождается дозозависимым торможением нейрональных и депрессорных реакций на ноцицептивное раздражение кишки, которые реверсировались центральным введением селективных антагонистов этих рецепторов WAY 100,635 и GR113,808, соответственно. Блокада серотониновых 5-НТ3 рецепторов селективным антагонистом - гранисетроном, сопровождалась дозозависимым торможением нейрональных и депрессорных реакций, как при системном его введении, так и при центральной аппликации на дорсальную поверхность продолговатого мозга. Полученные нами результаты свидетельствуют об антиноцицептивных эффектах активации центральных серотониновых рецепторов 1а и 4 типов и блокады рецепторов 3 типа. Эти результаты подтвердились на бодрствующих собаках. Так, системное введение буспирона и прукалоприда (агонист 5-НТ4 рецепторов), а также гранисетрона сопровождалось торможением висцеромоторных реакций и частоты сердечных сокращений на ноцицептивное колоректальное растяжение, что подтверждает антиноцицептивные свойства указанных субстанций в отношении абдоминальной боли [15,18,19,21,22]. Предложен возможный центральный механизм реализации антиноцицептивных эффектов активации и блокады 5-НТ1а, 5-НТ4 и 5-НТ3 рецепторов, соответственно (презентация 2). Эти данные необходимо учитывать при разработке новых лекарственных средств лечения болевых и дискомфортных ощущений у пациентов с синдромом раздраженной кишки.
Кроме фундаментальных проблем, касающихся центральных механизмов висцеральной боли, в лаборатории изучаются нейрональные и нейрохимические механизмы мигрени [12,14,16,17,20,23]. Эти исследования проводятся совместно с лабораторией экспериментальной фармакологии цефалгий Института фармакологии им. А.В. Вальдмана Первого Санкт-Петербургского Государственного университета им. акад. И.П. Павлова (презентация 3).
В лаборатории разработан ряд новых методических приемов для исследований механизмов висцеральной боли с использованием программно-аппаратных комплексов, обеспечивающих одновременную регистрацию нейрональных и физиологических ответов на ноцицептивную стимуляцию толстого кишечника в режиме реального времени, как у наркотизированных крыс (1), так и у бодрствующих собак (2) [15,19]. Эти методики могут быть использованы для скрининга новых антиноцицептивных фармакологических препаратов.
В лаборатории создан программно-аппаратный комплекс для регистрации нейрональных реакций на управляемую электрическую стимуляцию разных структур мозга с возможностью on-line дискриминации спайков по амплитуде с раздельным построением постстимульных гистограмм для каждой спайковой последовательности для последующей off-line графической и статистической обработки [12]. Кроме того разработано программно-аппаратное устройство для компьютерного мониторинга моторной функции желудочно-кишечного тракта у человека (презентация 4).