НЕЙРОХИМИЯ, 2015, том 32, № 3, с. 206-211
= ОБЗОРЫ
УДК 618.29+616.831+547.233
БИОГЕННЫЕ АМИНЫ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ ПЛОДА И НОВОРОЖДЕННОГО В НОРМЕ И В УСЛОВИЯХ АНТЕНАТАЛЬНОЙ ГИПОКСИИ © 2015 г. Е. М. Мешкова*, И. К. Томилова
ГБОУВПО "Ивановская государственная медицинская академия"Минздрава России, Иваново
В обзоре представлены экспериментальные и клинические данные о функционировании моноами-нергических систем головного мозга плодов и новорожденных в норме и в условиях антенатальной гипоксии. Рассмотрена нейротрофическая, морфогенетическая и адаптационная роль биогенных аминов в ходе онтогенеза ЦНС. Обобщены происходящие при кислородной недостаточности изменения в синтезе, высвобождении, рецепции и утилизации нейромедиаторов, вызывающие диско-ординацию в процессах возбуждения — торможения в головном мозге. Проанализировано возможное влияние возникающих нарушений на становление и развитие неврологической и соматической патологии.
Ключевые слова: биогенные амины, головной мозг, плод, новорожденный, гипоксия.
DOI: 10.7868/S1027813315030085
Формирование центральной нервной системы (ЦНС), созревание и развитие структур мозга, высшей нервной и психической деятельности в процессе роста ребенка основано на тесном взаимодействии аминергических систем и их нейро-трансмиттеров [1]. Нейромедиаторы по мере созревания мозга последовательно обусловливают различные формы интеграции разрозненно созревших нейронов в процессе онтогенетического развития.
Закладка моноаминергических (МАергиче-ских) систем в головном мозге у млекопитающих начинается уже на самых ранних стадиях эмбриогенеза [2, 3], а их созревание у человека приходится на III триместр беременности и продолжается в первые 3 нед. постнатального периода. Однако, известно, что последовательность формирования синаптической передачи различной ергичности не коррелирует с созреванием медиаторных систем и не зависит от их исходной степени зрелости. Так, норадренергические и серотонинергические нейроны формируются в эмбриогенезе практически одновременно, однако норадренергическая си-наптическая передача в неокортексе начинает функционировать значительно раньше [1].
МАергические системы играют важную ней-ротрофическую и морфогенетическую роль в созревании ЦНС [4]. С одной стороны, медиаторы
* Адресат для корреспонденции: 153012, Иваново, Шереме-тевский просп., д. 8; тел: 8-909-246-95-29; e-mail: katena489@rambler.ru.
могут влиять на ергические рецепторы, расположенные на нейрональных клетках-предшественниках как паракринные регуляторы. Такой механизм характерен для серотонина (СТ), глутамата, ГАМК [5]. С другой стороны, нейротрансмиттеры могут влиять на соседние клетки через стимулирование продукции различных факторов, влияющих на пролиферацию и дифференцировку [4].
Вполне понятно, что любое повреждающее воздействие в сроки активной дифференцировки аминергических нейронов приведет к изменению в соматическом и неврологическом статусе. Основным фактором, неблагоприятно влияющим на формирование нейротрансмиттерных систем, в настоящее время считают развитие антенатальной гипоксии, возникающей в результате различной экстрагенитальной патологии матери [6—8]. Экспериментальные исследования показывают, что кислородная недостаточность в антенатальном периоде приводит к отставанию в физическом развитии, вызывает изменения в двигательной сфере, инверсию полового поведения, снижает способность крысят к обучению [9, 10], а также приводит к развитию у крыс депрессивно-подобного состояния, тревожности, агрессивности [11]. Нарушение двигательных функций обусловлено повреждающим действием гипоксии на клетки сенсомоторной коры и стриатума [12]. Морфологическим субстратом двигательных и поведенческих изменений могут служить дегенеративные процессы в нейронах и уменьшение плотности нервной ткани под влиянием кисло-
родной недостаточности. У перенесших антенатальную гипоксию новорожденных крысят отмечается заметный дефицит нервной ткани в гиппо-кампе, коре, полосатом теле; происходит временное отставание прорастания холинергиче-ских и серотонинергических волокон в гиппо-камп и неокортекс, усиление нейродегенерации серотонинергических аксонов в процессе развития [10, 12, 13]. В то же время и соматические и неврологические нарушения могут быть связаны с неправильной работой медиаторных систем, ответственных за процессы возбуждения-торможения в головном мозге. В первую очередь, это относится к системе БА стволовых и корковых структур, контролирующей интегративную деятельность головного мозга и обеспечивающей согласование большинства компонентов центральных нервных механизмов [14]. Экспериментальные исследования выявили, что у крыс развитие депрессивно-подобного состояния, увеличение возбудимости и тревожности, повышение моторной, но не исследовательской составляющей двигательной активности в условиях гипоксии связано именно с повышением уровня норадреналина (НА) и дофамина (ДА) [13, 15, 16].
Наряду с опытами на лабораторных животных проводится клиническое изучение последствий влияния кислородной недостаточности на организм плода и новорожденного ребенка. Показано [17], что у новорожденных детей имеет место исключительно симпатическая направленность вегетативных реакций, что является механизмом, обеспечивающим централизацию кровообращения для доставки достаточного количества кислорода в головной мозг и сердце. Неблагоприятным следствием этого является снижение поступления оксигенированной крови в печень, что сопряжено с ограничением распада углеродного скелета ароматических аминокислот, поскольку содержание ключевых ферментов их деградации в гепатоцитах понижено [18]. Результатом является накопление в крови ароматических аминокислот, которые, конкурируя с аминокислотами с разветвленными цепями за транспортные системы в гематоэнцефалическом барьере, превращаются в медиаторы. Однако усиленный поток их предшественников в головной мозг может привести к синтезу ложных нейротрансмиттеров (октоплаз-мина, Р-фенилэтиламина, тирамина), нарушающих передачу нервных сигналов, что наряду с возросшим образованием нормальных нейромедиа-торов лежит в основе развития печеночной энцефалопатии [18].
В клинической практике основным методом изучения повреждения головного мозга гипокси-ческого генеза является исследование содержания в биологических жидкостях (чаще всего в крови) БА как основных регуляторов внутриклеточных процессов и морфофункционального раз-
вития анте- и постнатально [14]. Показано, что гипоксически-ишемическое поражение мозга вызывает нарушение выделения нейрогормонов с неадекватным контролем выброса их в кровь, приводя к снижению адаптационных возможностей организма [17]. Известно, что физиологические роды являются стрессом для новорожденного и сопровождаются значительным выбросом в кровеносное русло КА и кортикостероидов [19]. Именно этим процессом обеспечивается начало постнатальной адаптации и увеличение антиги-поксической резистентности. Внутриутробная гипоксия, являясь дополнительным стрессирую-щим фактором во время родового акта, может явиться причиной срыва адаптогенных механизмов в раннем постнатальном периоде и переходу физиологического стресса в патологический. Так в момент рождения и в первые сутки жизни у детей с внутриутробной гипоксией отмечено повышение уровней НА и СТ с увеличением тяжести поражения ЦНС [20]. При этом обнаружен половой диморфизм в концентрациях БА — более высокие уровни отмечены у девочек. Кроме того, наблюдаемое у новорожденных уменьшение коэффициента НА/СТ, обусловленное более значительным подъемом концентрации СТ, сопровождалось утяжелением общего состояния [7]. По экспериментальным данным в ходе онтогенеза НАергические влияния являются наиболее ранним консолидирующим фактором, и в первые дни после рождения у животных эта нейромедиа-торная система мозга характеризуется рядом признаков избыточности развития [1]. Возможно, именно НАдренергическая система в ранний неонатальный период отвечает за адаптацию организма к изменениям окружающей среды. В свою очередь, СТ, участвуя как медиатор в синап-тической передаче возбуждения в ЦНС, влияет на мотонейроны и элементы центральных генераторов паттернов движения, расположенных в стволе мозга и спинном мозге [21]. Вероятно, этим обусловлена зависимость между уровнем СТ на 4-7-й день жизни и гипоксически-ишемическим повреждением ЦНС у новорожденных детей: синдром возбуждения ЦНС сопровождается повышением уровня амина, синдром угнетения — понижением [8]. Кроме того, концентрация СТ в сыворотке крови значительно выше у детей, имеющих синдром задержки внутриутробного развития (ЗВУР) [8]. Проведенные исследования содержания А, НА и их предшественников в крови новорожденных с церебральной ишемией (ЦИ) подтвердило предположение об интенсивном КА обмене, причем разная степень ишемии неодинаково изменяла изучаемые параметры [17]. ЦИ 2-й степени сопровождалась повышением всех показателей КА обмена в 80% случаев, в то время как снижение уровня предшественников и особенно тотальное падение уровня всех пара-
208
МЕШКОВА, ТОМИЛОВА
метров симпатоадреналовой системы более характерно для новорожденных с ЦИ 3-й степени, что, вероятно, свидетельствует о глубоком нарушении обмена аминов. О глубине гипоксическо-го повреждения также свидетельствует соотношение предшественник/КА [17]. Дискоординация в КА обмене с повышением этого показателя за счет преобладания ДА и диоксифенилаланина (ДОФА) над НА и А также больше характерна для ЦИ 3-й степени. Тем самым, выявлена закономерность, что чем сильнее гипоксическое воздействие, тем более ранние стадии синтеза аминов нарушаются и тем тяжелее повреждение. Подобная зависимость активности ферментов синтеза КА от степени недостатка кислорода также выявлена в опытах Brown et al. [22] по изучению влияния острой гипоксии на надпочечники и головной мозг взрослых крыс: умеренная гипоксия приводит к увеличению активности тирозингид-роксилазы (ТГ) и дофамин^-гидроксилазы (ДГ), а тяжелая — к уменьшению. Хотя не исключено, что повышение уровня предшественников в крови обусловлено не только особенностями
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.