НЕЙРОХИМИЯ, 2004, том 21, № 2, с. 138-146
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
УДК 612.8.015
НЕЙРОМЕДИАТОРЫ В МЕХАНИЗМАХ РАЗВИТИЯ АДАПТИВНОГО ПОВЕДЕНИЯ ПРИ ВВЕДЕНИИ ГВС-111
© 2004 г. А. В. Лысенко1*, А. М. Менджерицкий1, Е. В. Моргуль1, Н. К. Елфимова1, Р. У. Островская2
Государственный педагогический университет, Ростов-на-Дону 2НИИ Фармакологии РАМН, Москва
В опытах на молодых крысах с высоким уровнем тревожности показано, что однократное внутри-брюшинное введение ГВС-111 (5 мг/кг массы) способствует длительному (в течение 5 сут) увеличению продолжительности "активных" форм поведения в цикле бодрствование-сон и снижению выраженности релаксированного бодрствования. Продолжительность поведенческого сна достоверно снижалась только в течение первого часа после инъекции дипептида. Подобный эффект сопровождался повышением резистентности организма (оцененной по соотношению форменных элементов "белой" крови) и во многом был обусловлен способностью препарата взаимодействовать с нейро-медиаторными (моноамин- и аминокислотергическими) системами головного мозга.
Ключевые слова: ГВС-111, поведение, нейромедиаторные аминокислоты, моноамины.
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы отмечается повышенный интерес к изучению эффектов нового класса психотропных соединений, обладающих ноотропной активностью и нашедших широкое применение в клинической медицине. Ноотропные средства представлены в основном производными пирро-лидона (пирацетам и другие рацетамы), которые используются в больших дозах и длительное время, но тем не менее недостаточно эффективны при лечении целого ряда заболеваний ЦНС, протекающих с нарушениями мнестических функций. В НИИ фармакологии РАМН ведутся исследования по созданию ноотропных средств пептидной природы, значительно превосходящих пирацетам [1]. ГВС-111 (этиловый эфир К-фенилацетил-Ь-пролилглицин) является высокоактивным соединением с ноотропным действием [2]. Новый препарат обладает анксиолитическими свойствами, имеет широкий спектр ноотропной активности [3, 4], а также рекомендован для фармакологической коррекции вызванных действием стресса мнестических нарушений [5, 6].
Несмотря на существование тесной взаимосвязи сдвигов гомеостаза при внешних воздействиях с поведенческими реакциями влияние ГВС-111 на структуру поведения в цикле бодрствование-сон остается мало изученным. В связи с этим цель работы - изучение биохимических механизмов поведенческих эффектов ГВС-111 при его введении интактным молодым крысам. Для этого исследо-
* Адресат для корреспонденции: 344082 Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, д. 33; тел./факс: (863-2)-50-74-73.
вали влияние дипептида на соотношение тормозных и возбуждающих аминокислотных нейроме-диаторов и степень сдвигов уровня моноаминов в отделах головного мозга, участвующих в развитии адаптационных реакций.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперименты выполнены на белых беспородных крысах-самцах в возрасте 3 мес. (масса 120-160 г) с одинаковым уровнем тревожности и сходной картиной цикла бодрствование-сон. Уровень тревожности оценивали методами открытого поля и вынужденного плавания [7, 8].
В эксперимент брали особей с высоким уровнем тревожности, так как именно они наиболее чувствительны к внешним воздействиям [7]. Отобранных крыс помещали в индивидуальные экспериментальные камеры (40 х 50 х 50 см.). Первые двое суток нахождения в камере животные привыкали к условиям эксперимента. Наблюдения за поведением крыс проводили в дневное (при естественном освещении) и ночное (использовали фотофонарь) время на 3-и сут адаптации и 1-, 3-, 5-сут после однократного введения ГВС-111. Ди-пептид вводили внутрибрюшинно в дозе 5 мг/кг в 9 ч утра сразу после окончания 3-х сут адаптации. Данные наблюдения за поведением в течение 3-х сут адаптации принимали за контроль. В естественном цикле бодрствование-сон оценивали 8 основных форм поведения: поведенческий сон (Я1), горизонтальная (Я2) и вертикальная (Я3) локомоция, потребление воды (Я4) и пищи (Я5), мелкая двигательная активность (Я6), гру-
Таблица 1. Влияние ГВС-111 на лейкоцитарную формулу крыс (% от общего числа форменных элементов "белой крови"), М ± S.E.M., n = 15
Условия Нейтрофилы Эозинофилы Моноциты Лимфоциты
палочко-ядерные сегменто-ядерные
Контроль 4.3 ± 0.5 24.0 ± 1.2 0.9 ± 0.1 6.0 ± 0.6 64.8 ± 3.2
ГВС 1 ч 3.5 ± 1.0 - 19% 10.0 ± 0.9 - 58% 1.0 ± 0.2 + 11% 7.0 ± 0.4 + 16% 78.5 ± 2.7 + 21%
р > 0.1 p < 0.05 р > 0.1 p > 0.1 p < 0.05
ГВС 1 сут 3.3 ± 0.5 - 23% 8.5 ± 0.4 - 64% 1.1 ± 0.6 + 22% 7.6 ± 0.6 + 26% 79.5 ± 1.9 + 23%
р > 0.1 р < 0.05 p > 0.1 р > 0.1 p < 0.05
ГВС 3 сут 3.6 ± 0.3 - 16% 13.6 ± 0.8 - 43% 1.0 ± 0.3 + 11% 6.8 ± 0.2 + 13% 75.0 ± 5.5 + 16%
p > 0.1 р < 0.05 p > 0.1 р > 0.1 p > 0.1
ГВС 5 сут 2.5 ± 0.2 - 42% 12.5 ± 0.2 - 48% 1.0 ± 0.2 + 1% 6.5 ± 0.3 + 8% 77.5 ± 3.9 + 20%
р < 0.05 р < 0.05 р > 0.1 р > 0.1 0.05 < р < 0.1
Примечание. р - достоверность отличий по сравнению с контролем.
минг (Я7) и релаксированное бодрствование (Я8). Длительность Я1, Я4-Я8 оценивали в минутах и процентах от времени наблюдения. Количественный учет Я2 и Я3 осуществлялся путем подсчета пройденных животным пронумерованных клеток пола (10 х 10 см.) или числа вставаний на задние лапы в единицу времени, а затем подсчитывали количество времени, затраченного на горизонтальную и вертикальную локомоцию [9]. Концентрацию аминокислот определяли с помощью аминокислотного анализатора Т-339 (Чехия) в гомоге-нате и синаптической фракции коры головного мозга, полученной методом дифференциального центрифугирования в градиенте плотности сахарозы [10]. Содержание адреналина, норадренали-на (НА), дафамина (ДА), серотонина, 5-оксииндол-уксусной кислоты (5-ОИУК) и гистамина определяли в отделах мозга и плазме крови методом ВЭЖХ [11] с использованием флюориметричес-кого детектора (НИасЫ-Р-4010, Япония). В каждой группе животных подсчитывали лейкоцитарную формулу для определения типа адаптационной реакции [12]. Анализ данных проводился с использованием программы '^аизйса" версия 5.5а (¿-критерий Стьюдента и корреляционный анализ).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Однократная инъекция ГВС-111 повышает резистентность организма, способствуя развитию состояния "преадаптации" путем смены в течение 5 сут различных вариантов "реакции активации" (табл. 1). В первый час после введения ГВС-111 соотношение элементов лейкоцитарной формулы указывает на развитие в организме первой стадии "реакции активации" - первичной активации. "Реакция активации" является неспецифической адаптационной реакцией на раздражители
средней силы, а стадия первичной активации соответствует во времени стадии тревоги при остром стрессе, который является ответом на раздражители чрезвычайной силы [13]. Характерная особенность стадии первичной активации - повышение количества лимфоцитов до верхней половины зоны нормы (от 60 до 80%), снижение числа сегментоядерных нейтрофилов (в нашем эксперименте на 58%) до нижней границы нормы и отсутствие достоверных изменений в числе других форменных элементов белой крови [13]. Такое соотношение элементов "белой крови" сохраняется в течение 24 ч после инъекции пептида. Лейкоцитарная формула через 3 и 5 сут после инъекции ГВС-111 свидетельствует о наличии реакции спокойной активации, для которой характерно повышение числа лимфоцитов до 75-80% и менее выраженное (по сравнению с реакцией первичной активации) снижение количества сегментоядерных нейтрофилов (табл. 1). Комплекс изменений в организме при реакции спокойной активации обеспечивает повышение резистентности организма за счет подъема активности защитных систем без развития торможения.
Определение нами уровней моноаминов и аминокислот через 1 и 24 ч после введения ГВС-111 подтвердило отнесение типа адаптационной реакции к стадии первичной активации (рис. 1, табл. 2), для которой характерно некоторое преобладание минералокортикоидной функции коры надпочечников над глюкокортикоидной, повышенная интенсивность тканевого дыхания и гликолиза [13].
Известно, что умеренное физиологическое возбуждение в ЦНС на этой стадии проявляется в повышении общей двигательной активности и сдвиге баланса тормозных и возбуждающих ней-ромедиаторов [13, 14]. Действительно, через 1 ч после введения ГВС-111 уровень глутамата и ас-партата увеличился на 29 и 19% (р < 0.05) во фрак-
А
60 50 40 30 20 10 0 -10 -20
300 250 200 150 100 50 0
Б
ЛЫСЕНКО и др. * □ ГАМК Ö глутамат ■ аспартат G глицин
Гомогенат
Синаптосомы
Гомогенат
Синаптосомы
Рис. 1. Изменение содержания аминокислот (% к контролю) в общем гомогенате и синаптической фракции коры больших полушарий головного мозга крыс через 1 ч (А) и 24 ч (Б) после введения ГВС-111. * - достоверность отличий по сравнению с уровнем контроля, п = 12.
*
*
*
*
*
*
ции синаптосом. Содержание ГАМК в общем гомогенате превысило контрольный уровень на 59% (p < 0.05), тогда как в синаптической фракции достоверно не отличалось от контрольного значения (рис. 1, А).
Через 24 ч после введения ГВС-111 (рис. 1, Б) в гомогенате коры больших полушарий головного мозга продолжается рост уровня ГАМК (на 279%, p < 0.01) при незначительном увеличении содержания глутамата, аспартата и глицина (на 23, 20 и 29% соответственно, p < 0.05). В синаптической фракции остается преобладающим повышение содержания глутамата и аспартата (на 208 и 86%, p < 0.01) над ростом уровня глицина и ГАМК (на 21 и 39%, p < 0.05).
Повышение уровня ГАМК в гомогенате через 1 и 24 ч после введения ноотропного препарата согласуется с данными других авторов об участии этой аминокислоты в реакциях энергообеспечения головного мозга и о ее влиянии на углеводный обмен периферических органов через симпа-
то-адреналовую систему [15]. Увеличение содержания глутамата и аспартата в гомогенате мозга на исходе 1-х сут после введения ГВС-111, возможно, отражает взаимосвязь их обмена с циклом трикарбоновых кислот, поскольку известна стабилизирующая роль дикарбоновых аминокислот по отношению к циклу Кребса [16-18].
Через час после инъекции ГВС-111 в коре больших полушарий головного мозга снижается содержание серотонина и 5-ОИУК на 28 и 38% соответственн
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.