НЕЙРОХИМИЯ, 2004, том 21, № 1, с. 44-51
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
УДК 611.018.81;571.8-615.015.6
ВЛИЯНИЕ L-ТРИПТОФАНА НА ФОНД ЦЕНТРАЛЬНЫХ НЕЙРОАКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СИНДРОМЕ ОТМЕНЫ ЭТАНОЛА
© 2004 г. Ю. Е. Разводовский*, Е. М. Дорошенко
Институт биохимии HAH Беларуси, Гродно
Исследовано влияние L-триптофана на фонд центральных нейроактивных соединений при синдроме отмены этанола. Установлено, что синдром отмены этанола сопровождается выраженным дисбалансом в фонде центральных нейроактивных соединений. Наиболее выраженные сдвиги отмечены в показателях серотонинергической системы и отражают ее функциональную недостаточность. Внутрижелудочное введение L-триптофана в дозах 50 и 100 мг/кг за 1 ч до декапитации на фоне синдрома отмены этанола купирует нарушения функционирования серотонинергической системы. Эффекты нормализации показателей дофаминергической системы менее выражены.
Ключевые слова: L-триптофан, нейротрансмиттеры, отделы мозга, синдром отмены этанола.
Известно, что острая и хроническая алкогольная интоксикация сопровождается нарушением функционирования ряда нейротрансмиттерных систем: серотонинергической, дофаминергической, а также систем возбуждающих и тормозных аминокислот-трансмиттеров [1, 2]. Сдвиги в формировании пула биогенных аминов и нейротрансмиттерных аминокислот при алкогольной интоксикации затрагивают все звенья: доступность предшественников, их транспорт в мозг, биосинтез медиаторов, их синаптический выброс и деградацию [3]. В патогенезе алкогольной зависимости сложно выделить ведущую роль какой-либо одной нейромедиаторной системы. Вероятнее всего, речь идет о нарушении функциональных взаимоотношений между различными системами, имеющими адаптивный характер [4]. В целом же взаимосвязи между системами биогенных моноаминов и нейротрансмиттерных аминокислот при алкогольной интоксикации остаются невыясненными. Это не позволяет корректно объяснить механизмы действия биологически активных соединений на процессы формирования фонда нейроактивных аминокислот и биогенных аминов, а также затрудняет целенаправленный поиск новых антиалкогольных средств. Существует несколько механизмов влияния этанола на нейротрансмит-терные системы головного мозга: нарушение обмена триптофана (дефицит пиррол азн ого пути), конкурентные взаимоотношения между ацеталь-дегидом и биогенными альдегидами в отношении альдегид-метаболизирующих ферментов, обра-
* Адресат для корреспонденции: Беларусь, 230017 Гродно, БЛК 50; e-mail: razvodovsky@grsmi.unibel.by
зование эндогенных алкалоидов, связывание биогенных альдегидов с мембранными структурами [5]. В последнее время появилось много данных, указывающих на то, что ключевым фактором в патогенезе алкогольной зависимости является дисфункция центральной серотонинергической системы. Так, было установлено, что на фоне хронической алкогольной интоксикации значительно снижается уровень серотонина в мозге [3]. Уровень метаболита серотонина 5-гидроксииндо-лилуксусной кислоты в моче и спинномозговой жидкости значительно ниже у алкоголиков по сравнению со здоровыми субъектами [6]. Эти данные позволяют предполагать, что хроническая алкогольная интоксикация снижает уровень серотонина в мозге за счет снижения продукции медиатора, а также снижения его синаптического выброса и деградации [7], что, в свою очередь, может быть следствием токсического влияния этанола на серотонинергические нейроны [8]. Однако точный механизм, ответственный за снижение уровня метаболитов серотонина, неизвестен. В настоящее время установлено, что одна из вариаций гена, кодирующего фермент трипто-фангидроксилазу, встречается у алкоголиков с агрессивным поведением и суицидальными тенденциями [9]. Взаимосвязь между уровнем серотонина и потреблением алкоголя исследована на животных с различным предпочтением к алкоголю. У предпочитающих алкоголь крыс по сравнению с предпочитающими воду животными уровень серотонина и его метаболитов был достоверно ниже в различных отделах мозга [3]. Эти различия были особенно выражены в nucleus ac-
сишЬвт - области мозга, вовлеченной в подкрепляющие эффекты алкоголя [1]. У предпочитающих алкоголь мышей линии С57ВЬ повышен базальный уровень фермента триптофанпирролазы, что является причиной низкого уровня триптофана в плазме крови и серотонина в мозгу [10]. Эти данные подтверждают гипотезу, согласно которой предпочитающие алкоголь крысы пытаются нормализовать уровень серотонина путем потребления алкоголя, острое введение которого, как известно, повышает уровень серотонина [3]. В последнее время накопилось много экспериментальных данных, указывающих на то, что подтипы серото-ниновых рецепторов 5-НТ (1А) и 5-НТ (1В) могут быть вовлечены в развитие толерантности и зависимости от алкоголя [11, 12]. Важным свидетельством, доказывающим вовлеченность серотонина в развитие алкогольной зависимости, является действие препаратов, влияющих на обратный захват серотонина (селективных ингибиторов обратного захвата). Экспериментальные и клинические исследования свидетельствуют, что эти препараты снижают потребление алкоголя на 1070% [13]. Нарушение серотонинергической активности при алкогольной интоксикации может быть опосредовано нарушением доступности предшественника серотонина - незаменимой аминокислоты триптофана. Так, было установлено, что острое введение алкоголя снижает уровень триптофана в плазме и его доступность мозгу вследствие активации триптофанпирролазы печени [14]. Дефицит триптофана ассоциируется со снижением серотонинергической активности. Диета с низким содержанием триптофана приводит к значительному снижению уровня триптофана в плазме, серотонина в мозге и нарушению функционирования 5-НТ2 рецепторов [15]. Кроме того, такая диета вызывала рецидив депрессии у женщин с депрессивным эпизодом в анамнезе [16], усиливала депрессию у женщин с нервной булимией [17], снижала настроение и электрическую активность мозга у здоровых мужчин [18], повышало потребление алкоголя крысами [19]. Назначение триптофана повышало уровень 5-Н1АА в лобной коре, стриатуме, таламусе, стволе мозга и мозжечке [20], вызывало дозоза-висимое повышение уровня 5-НТ и 5-Н1АА в гипоталамусе, селективно повышало синтез и деградацию 5-НТ, не влияя на обмен других нейро-трансмиттеров [21]. В связи с потенциальной возможностью использования Ь-триптофана в качестве антиалкогольного препарата представляется обоснованным исследование его влияния на формирование фонда свободных аминокислот и биогенных аминов при синдроме отмены этанола.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для оценки эффектов Ь-триптофана в дозах, соответствующих или превышающих его предполагаемые терапевтические дозы при энтераль-ном введении, при синдроме отмены этанола, проведено экспериментальное изучение влияния Ь-триптофана на показатели, характеризующие основные нейротрансмиттерные системы головного мозга у крыс. Нами исследовано содержание серотонина (5-НТ), триптофана (Тгр), 5-окси-триптофана (5-НТР), 5-оксииндолилуксусной кислоты (5-Н1АА); дофамина (БА), тирозина (Туг), 3.4-диоксифенилуксусной кислоты (БОРАС), нора-дреналина (КЕ), гомованилиновой кислоты (НУА) в различных отделах головного мозга (большие полушария, гипоталамус, ствол, мозжечок, стриа-тум) в период отмены этанола и на фоне введения Ь-триптофана. В эксперименте использовано 45 крыс. Триптофан вводили внутрижелудочно в дозах 50 и 100 мг/кг однократно на фоне синдрома отмены этанола за 1 ч до декапитаци. Синдром отмены этанола (СОЭ) вызывали после форсированной алкоголизации крыс по Majchгowicz [21] в течение 7 сут. Введение этанола осуществляли внутрижелудочно с интервалами 12 ч. Срок после отмены этанола - 12 ч (максимальная выраженность проявлений абстиненции). Определение нейроактивных аминокислот, биогенных аминов их предшественников и метаболитов в отделах головного мозга проводили на ВЭЖХ-системе '^а1еге-206" (МПИроге^а1еге, США). Нейроактив-ные аминокислоты определяли методом обращен-но-фазной хроматографии на колонке 3 х 150 мм, Диасорб-130 С16Т (8 цм) (Элсико, Россия) с изо-кратическим элюированием после предколоноч-ной дериватизации с о-фталевым альдегидом и 2-меркаптоэтанолом и флуориметрическим детектированием (338/425нм). Биогенные амины, их предшественники и метаболиты определяли методом ион-парной ВЭЖХ на колонке Сепарон БвХ С18, (5 цм, 3 х 150 мм) с электрохимическим детектированием [22, 23]. Статистическую обработку данных производили с помощью программного пакета БТАТ^ТТСА.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В мозжечке крыс через 12 ч после отмены этанола по отношению к контролю наблюдалось снижение уровней Тгр (-25%), 5-НТР (-48%), 5-НТ (в 2.6 раза), 5-Н1АА (в 2.1 раза), БА (-38%), БОРАС (в 3.4 раза), НУА (в 2 раза) (рис. 1). Корреляционный анализ выявил достоверную положительную корреляцию между уровнями 5-НТ и 5-Н1АА (г = 0.97, р < 0.001). Введение Ь-триптофана в дозах 50 и 100 мг/кг приводило к контрольным значениям уровни всех перечисленных выше
Рис. 1. Содержание биогенных аминов, их предшественников и метаболитов, а также нейроактивных аминокислот в мозжечке крыс на фоне СОЭ и однократного введения L-триптофана (50 и 100 мг/кг), среднее ± s.e.m. Для всех групп n = 6.
* -p < 0.05 по отношению к контрольной группе, ^ -p < 0.05 по отношению к группе отмены этанола. По оси ординат - концентрация определяемых соединений: NE, 5-HTP, DOPAC, DA, 5-HIAA, HVA, 5-HT - пмоль/г ткани, остальные - нмоль/г ткани. Масштаб для Asp и Glu уменьшен в 10 раз, для Trp - увеличен в 100 раз.
соединений. Эти данные свидетельствуют, что при СОЭ в мозжечке наблюдается снижение уровня серотонина (преимущественно за счет усиления синаптической деградации нейромедиа-тора), а также усиление кругооборота дофамина. Эффект введения Ь-триптофана на фонд нейро-
Root 2
Мозжечок
-3
□ о
о
о О □
¿о
о Контроль □СОЭ о а о СОЭ + Trp 50 д А СОЭ + Trp 100
-4 -3 -2-10 1
2 3 4 5 Root 1
активных соединении можно расценивать как нормализующий. По данным дискриминантного анализа достигнута хорошая классификация реализаций по группам. Согласно коэффициенту лямбда Уилкса, мощность дискриминации достаточ
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.