НЕЙРОХИМИЯ, 2007, том 24, № 2, с. 132-137
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ^^^^^^^^^^^^ РАБОТЫ
УДК 612.8903
УЧАСТИЕ Н-ХОЛИНЕРГИЧЕСКИХ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ СИНАПСОВ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ОБМЕНЕ СИМПАТИЧЕСКОГО ГАНГЛИЯ
© 2007 г. П. Л. Гореликов*, С. В. Савельев
НИИ морфологии человека РАМН, Москва
Определяли содержание АТФ, АДФ, АМФ, энергетический заряд, отношения АТФ/АДФ, АТФ/АМФ в краниальном шейном симпатическом ганглии кроликов в условиях экспериментально вызванной частичной и максимальной блокады Н-холинергических синапсов. Установлено, что блокада синапсов приводит к существенному дефициту в содержании макроэргов. При этом уменьшение содержания АТФ, АДФ и суммарного количества макроэргов линейно нарастает вместе с усилением блокады. Изменения носят обратимый характер: по мере ослабления блокады содержание макроэргов, в том числе и АМФ, увеличивается также линейно. Энергетический заряд уменьшается только при максимальной блокаде. Характер изменений отношений АТФ/АДФ, АТФ/АМФ при частичной и максимальной блокаде различается и направлен на сохранение в условиях общего дефицита макроэргов необходимого уровня функциональной активности ганглия. Установленные закономерности позволяют рассматривать Н-холинергические синаптические процессы в качестве фактора, регулирующего аденилатный пул макроэргов и энергетический гомеостаз симпатического ганглия.
Ключевые слова: блокада, ганглий, макроэрги, Н-холинергические синапсы, энергетический обмен.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время становится все более очевидным, что роль синапсов не сводится только к регуляции потока информации в нейронной сети. Обсуждается участие синаптических структур и в других феноменах, в том числе в энергетических процессах нервной ткани [1-3]. Экспериментальные свидетельства и обсуждаемые аспекты взаимодействия синаптической передачи с процессами энергетического метаболизма затрагивают, однако, исключительно глутаматергические синапсы. Важно, вместе с тем, исследовать возможности участия в энергетических процессах и других синапсов, в частности, Н-холинергических (Н-ХЕ) периферических синапсов. Указанным синапсам принадлежит исключительная роль, так как они служат в симпатических ганглиях одновременно пусковым звеном и модулятором для остальных синаптических процессов [4, 5]. Если функциональное назначение рассматриваемой нейротрансмиттерной системы понятно, то ее роль в метаболизме и, в частности, энергетическом обмене ганглиев не изучена. Для оценки вклада в метаболические процессы Н-ХЕ-синап-сов одним из адекватных подходов является применение экспериментальной модели функционального отключения синаптической передачи путем блокады синапсов разными дозами Н-холи-нолитиков.
* Адресат для корреспонденции: 117418, Москва, ул. Цюрупы, д. 3, e-mail: petr_gorelikov@mail.ru
Цель настоящей работы - изучить аденилатный пул макроэргов, один из основных показателей энергетического обмена и универсальный регулятор клеточного метаболизма [6, 7] в условиях экспериментально вызванной частичной и максимальной блокады Н-ХЕ-синаптической передачи в краниальном шейном симпатическом ганглии (КШСГ), а также динамику его изменений при последующем ослаблении и окончании блокирующего воздействия.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В эксперименте использован 21 половозрелый кролик породы шиншилла. Н-ХЕ-синаптическую блокаду создавали холинолитиком димеколином, избирательно прерывающим Н-холинергическую передачу с пре- на постганглионарные волокна симпатических ганглиев [8]. Эксперимент планировали в соответствии с установленной для кроликов фармакодинамикой димеколина [9].
Для создания частичной и полной блокады препарат вводили подкожно в дозах соответственно 10 и 50 мг/кг. После введения препарата в указанных дозах материал брали через 1 ч (максимальное проявление блокирующего воздействия), через 3 ч (ослабление блокады), через 5 ч (окончание блокады). Животных выводили из эксперимента в соответствии с "Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных". В контроле и в каждой серии опыта использовано по три животных. Содержание АТФ, АДФ, АМФ определяли суммарно (в
правом и левом ганглиях), методом распределительной тонкослойной хроматографии на силу-фоловых пластинках, с последующим количественным спектрофотометрическим определением разделенных нуклеотидов в УФ-диапазоне (260 нм) на спектрофотометре СФ-16. Анализировали по четыре пробы от каждого животного. Кроме этого, рассчитывали энергетический заряд аденилатного пула ЭЗ = (АТФ + 0,5АДФ)/ (АТФ + АДФ + АМФ), отношения АТФ/АДФ и АТФ/АМФ, суммарное количество аденилатных макроэргов (ИА = АТФ + АДФ + АМФ).
Достоверность различий оценивали по непараметрическому критерию U Вилкоксона-Манна-Уитни сp < 0.05. Линейную аппроксимацию данных проводили, рассчитывая коэффициент достоверности аппроксимации R2 по программе "Microsoft Excel 97".
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
При блокаде Н-ХЕ-синапсов содержание макроэргов в ганглии существенно снижается (рис. 1). Динамика сдвигов каждого из компонентов аденилатного пула имеет свои особенности. Так, дефицит содержания АТФ, АДФ и суммарного количества аденилатных макроэргов (ХА) нарастает по мере усиления блокирующего воздействия (p < 0.05). При частичной блокаде содержание АТФ уменьшается на 53%, при полной - на 93%, содержание АДФ снижается соответственно на 33 и 65%. £а при частичной блокаде уменьшается в 2, при полной блокаде в 4.5 раза. При этом динамика снижения количества АТФ, АДФ и £А имеет почти линейный характер (R2 > 0.95 для всех указанных показателей). Что касается АМФ, то в отличие от других аденилатов, наибольший сдвиг в содержании этого макроэрга (на 80%) происходит как раз при частичной блокаде, при полной содержание АМФ снижается в меньшей степени -на 56% (p < 0.05). Описанные изменения обратимы, и в дальнейшем содержание аденилатных макроэргов независимо от степени первоначально примененного блокирующего воздействия начинает в ходе ослабления синаптической блокады и при ее окончании последовательно увеличиваться (рис. 2). К моменту окончания блокады (через 5 ч) полностью восстанавливается (p > 0.05) после применения частичного и полного блокирования синапсов только суммарное количество макроэргов (ХА) (рис. 2г), содержание АТФ к этому сроку нормализуется только после окончания частичного блокирования синапсов (p > 0.05), тогда как после прекращения полной блокады содержание АТФ еще остается значительно ниже (p < 0.05) контрольного уровня (на 41.5%) (рис. 2а). Полного количественного восстановления АДФ не происходит (p < 0.05), хотя содержание этого макроэрга к моменту окончания блокирующего
1.
д.___
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
Рис. 1. Суммарное количество аденилатных макроэргов (1), содержание АТФ (2), АДФ (3) и АМФ (4) в условиях применения частичной и полной синаптической блокады КШСГ.
На графиках 1, 2, 3 показаны линии тренда линейной аппроксимации соответственно с Я2 = 0.98, Я2 = 0.99, Я2 = 1; На графике 4 линия тренда полиномиальная с Я2 = 1.
По горизонтали: к - контроль, ч - частичная, п - полная блокада. По вертикали: здесь и на рис. 2 - содержание макроэргов, мг%.
воздействия оказывается не намного ниже контрольных показателей (всего на 15% после частичной и на 12.5% после применения полной блокады) (рис. 26). Что касается АМФ, то его содержание, в отличие от АТФ и АДФ, на момент окончания частичной блокады превышает (р < 0.05) уровень контроля (на 22%) и особенно значительно возрастает (на 97%) после окончания полной блокады (рис. 2е). Важно отметить, что, несмотря на существование вполне определенных различий, динамика восполнения дефицита всех аденилатов, равно как и аденилатного пула в целом, характеризуется тем не менее общим признаком: при обоих вариантах блокирования синапсов она опять весьма близка к линейной (для всех указанных показателей Я2 > 0.95). Имеют свое характерное выражение при разных условиях блокирования си-наптической передачи и другие параметры адени-латного пула. Так, ЭЗ (таблица) при частичной блокаде остается на уровне контроля (р > 0.05). Относительно стабильна величина ЭЗ и в процес-
Величина энергетического заряда (ЭЗ) при частичной и полной синаптической блокаде КШСГ и в процессе восстановления после блокады
Серия Сроки эксперимента
I II III
Частичная блокада 0.72* 0.67 0.68
Полная блокада 0.46 0.49 0.53
Контроль 0.70
* Нет достоверных различий по сравнению с контролем (р > 0.05), в остальных случаях различия достоверны (р < 0.05).
2
п
10
8 6
4 2 0
5 4 3 2 1 0
II
III
I
II
III
7 6 5
4 3 2 1 0
20 15 10
5 0
II
III
I
II
III
Рис. 2. Динамика изменений содержания АТФ (а), АДФ (6), АМФ (в) и суммарного количества аденилатных макроэргов (г) в КШСГ в процессе восстановления после применения частичной и полной синаптической блокады КШСГ. к - контрольный уровень, ч - частичная, п - полная блокада.
На рис. 2 и 3 показаны линии тренда линейной аппроксимации: для (а) соответственно с R2 = 0.98 и R2 = 1, для (•) с R = 1 и R2 = 0.95, для (в) с R2 = 0.99 и R2 = 0.97, для (г) с R2 = 0.995 и R2 = 1.
По горизонтали: здесь, на рис. 3 и в таблице I, II, III обозначают сроки, соответствующие максимальному проявлению, ослаблению и окончанию блокирующего воздействия.
се последующего выхода из состояния частичной блокады, так как, хотя снижение этого показателя в рассматриваемых условиях статистически и достоверно (р < 0.05), отклонение невелико и составляет всего около 4%. Напротив, при полной блокаде величина ЭЗ уменьшается, и весьма существенно: на 34% (р < 0.05). В дальнейшем по мере выхода из блокады ЭЗ возрастает почти линейно ^2 = 0.99), однако эти изменения продолжают оставаться на уровне значительно ниже контрольного (р < 0.05). Что касается относительного содержания макроэргов, то отношение АТФ/АДФ (рис. 3а) меняется при обеих моделях блокады однонаправленно: сначала, при максимальном проявлении блокирующего воздействия, оно существенно уменьшается (р < 0.05), затем по мере выхода из состояния блокады последовательно возрастает (р < 0.05). Причем при применении полной блокады сдвиг величины данного пока
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.