Введение. Мигрень – это неврологическое заболевание, характеризующееся сильными головными болями и сложно поддающееся лечению. В патофизиологии мигрени задействована тригеминоваскулярная система, а также тучные клетки, которые, локализуясь в твердой мозговой оболочке вблизи кровеносных сосудов и афферентов тригеминального нерва, формируют нейроиммунный синапс. В данной структуре выделяемые тучными клетками активные вещества могут активировать близлежащие ноцицептивные волокна, а соединения, высвобождаемые из активных волокон, в свою очередь, способны приводить к их дегрануляции.

Для изучения мигрени была разработана модель с использованием нитроглицерина, донора NO, который провоцирует возникновение мигренозной боли. Однако в литературе преимущественно рассматривается сосудистая роль оксида азота в патогенезе мигрени и недостаточно данных о влиянии NO на состояние тучных клеток оболочек головного мозга. В то же время есть данные об участии другого газообразного посредника, такого как сероводород (H2S), в процессе формирования ноцицептивного сигнала во время приступа мигрени. Известно, что эндогенный сероводород может оказывать про-ноцицептивное действие в афферентах тройничного нерва за счет активации TRP-рецепторов. Одновременно с этим, было показано, что донор сероводорода, гидросульфид натрия (NaHS), снижает активность Р2Х3 рецепторов нервных окончаний тройничного нерва и в соме нейрона тройничного ганглия. Тогда как не рассматривается влияние H2S на состояние тучных клеток оболочки головного мозга крысы.

Цель исследования. Влияние доноров NO и H2S на степень дегрануляции тучных клеток в твердой оболочке мозга крысы.

Материалы и методы. Для изучения влияния газомедиаторов на состояние тучных клеток, интактные оболочки мозга инкубировали в растворе, содержащем исследуемое вещество. Для исследования дегрануляции тучных клеток мы применяли гистологический метод с окрашиванием твердой оболочки мозга крысы толуидиновым синим. Съемку готовых препаратов осуществляли с помощью ПК при двадцатикратном увеличении. Степень дегрануляции тучных клеток оценивали визуально, расчеты вели в процентном отношении от общего количества клеток.

Результаты. Результаты экспериментов показали, что инкубация в доноре H2S – NaHS – не приводила к изменению морфологии тучных клеток, и количество дегранулированных клеток не превышало контрольные значения (26.4±4.1%; n=4). Нами было показано, что предварительная инкубация в NaHS в течение 10 мин с последующим добавлением в раствор для инкубации АТФ (100 мкМ) на 20 мин, также не вызывала увеличения количества дегранулированных тучных клеток (28.4±2.9%; n=4). Тогда как инкубация оболочек в АТФ вызывала достоверное увеличение числа дегранулированных клеток (49.4±3.02%; n=4; p˂0.05) по сравнению с контрольной группой (22.4±1.8%; n=4; p˂0.05). Кроме того, было показано, что инкубация с добавлением агониста Р2Х-рецепторов BzATP приводил к увеличению числа дегранулированных клеток до 43.5±4.2% (n=4, p˂0.05;) и этот эффект снижался на фоне предварительной инкубации в присутствии NaHS.

Таким образом, на уровне тучных клеток также может проявляться и модулирующее действие H2S на про-ноцицептивное действие АТФ в тригеминальном нерве за счет снижения активности Р2Х7 рецепторов и предотвращения АТФ-вызванной дегрануляции тучных клеток головного мозга крысы.

Тогда как инкубация препарата в растворе, содержащем донор NO (нитропруссид натрия, НПН 200 мкМ), не приводила к дегрануляции тучных клеток в оболочках головного мозга крысы, что согласуется с предыдущими исследованиями, где в условиях ex vivo экзогенные доноры NO не изменяли состояние тучных клеток. По-видимому, дегрануляцию вызывает системное введение донора NO, вследствие выделения про-воспалительных соединений из эндотелиальных клеток сосудов и нервных окончаний.

Выводы. Донор NO (НПН) и H2S не вызывают дегрануляцию тучных клеток оболочек головного мозга. Однако, донор H2S, NaHS, предотвращает дегрануляцию тучных клеток при действии АТФ, что может быть следствием снижения активности Р2Х7-рецепторов.

Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ № 21-75-00042.

Introduction. Migraine is a neurological disease characterized by severe headaches and difficult to treat. The pathophysiology of migraine involves the trigeminovascular system, as well as mast cells, which, localized in the dura mater near the blood vessels and afferents of the trigeminal nerve, form a neuroimmune synapse. In this structure, active substances secreted by mast cells can activate nearby nociceptive fibers, and compounds released from active fibers, in turn, can lead to their degranulation.

To study migraine, a model was developed using nitroglycerin, an NO donor, that provokes the onset of migraine pain. However, the literature mainly considers the vascular role of nitric oxide in the pathogenesis of migraine and there is insufficient data on the effect of NO on the state of mast cells of the meninges of the brain. At the same time, there is evidence of the participation of another gaseous mediator, such as hydrogen sulfide (H2S), in the process of nociceptive signal formation during a migraine attack. It is known that endogenous hydrogen sulfide can have a pro-nociceptive effect in the trigeminal afferents due to the activation of TRP receptors. At the same time, it was shown that the donor of hydrogen sulfide, sodium hydrosulfide (NaHS), reduces the activity of P2X3 receptors in the trigeminal nerve endings and in the soma of the trigeminal ganglion neuron. Whereas the effect of H2S on the state of mast cells of the rat brain membrane is not considered.

Aim of the study. Effect of NO and H2S donors on the degree of mast cell degranulation in the dura mater of the rat brain.

Materials and methods. To study the effect of gas mediators on the state of mast cells, intact brain membranes were incubated in a solution containing the test substance. To study mast cell degranulation, we used a histological method with staining of the dura mater of the rat brain with toluidine blue. Shooting of finished preparations was carried out using a PC at a x20 increase. The degree of mast cell degranulation was assessed visually, calculations were made as a percentage of the total number of cells.

Results. The results of the experiments showed that incubation in the H2S donor - NaHS - did not lead to a change in the morphology of mast cells, and the number of degranulated cells did not exceed the control values (26.4±4.1%; n=4). We have shown that pre-incubation in NaHS for 10 min followed by the addition of ATP (100 µM) to the incubation solution for 20 min also did not cause an increase in the number of degranulated mast cells (28.4±2.9%; n=4). Whereas incubation of membranes in ATP caused a significant increase in the number of degranulated cells (49.4±3.02%; n=4; p˂0.05) compared with the control group (22.4±1.8%; n=4; p˂0.05). In addition, it was shown that incubation with the addition of the P2X7 receptor agonist BzATP led to an increase in the number of degranulated cells up to 43.5±4.2% (n=4, p˂0.05;) and this effect decreased against the background of preincubation in the presence of NaHS.

Thus, at the level of mast cells, the modulating effect of H2S on the pronociceptive action of ATP in the trigeminal nerve can also be manifested by reducing the activity of P2X7 receptors and preventing ATP-induced degranulation of rat brain mast cells.

Whereas incubation of the drug in a solution containing an NO donor (sodium nitroprusside, SNP 200 μM) did not lead to degranulation of mast cells in the meninges of the rat brain, which is consistent with previous studies where exogenous NO donors did not change the state of mast cells under ex vivo conditions. Apparently, degranulation is caused by systemic administration of an NO donor, due to the release of pro-inflammatory compounds from endothelial cells of vessels and nerve endings.

Conclusions. NO donor (SNP) and H2S do not cause degranulation of mast cells in the meninges. However, the H2S donor, NaHS, prevents mast cell degranulation under the action of ATP, which may be due to a decrease in the activity of P2X7 receptors.

The work was supported by the Russian Science Foundation No. 21-75-00042.