НЕИРОХИМИЯ, 2007, том 24, № 2, с. 156-160
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
УДК 616.45-001.1.13:577.175
ВЛИЯНИЕ ПЕПТИДА ДЕЛЬТА-СНА НА МОНОАМИНЕРГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ МОЗГА КРЫС В НАЧАЛЬНЫЙ ПЕРИОД НОЦИЦЕПТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
© 2007 г. Е. И. Белякова*, Т. С. Колмакова
Кафедра анатомии и физиологии детей и подростков Педагогического института Южного федерального университета, Ростов-на-Дону
Проведено изучение особенностей первичного ответа центральных катехоламинергических и серо-тонинергических систем организма крыс на острое ноцицептивное воздействие с предварительным введением известного адаптогена дельта-сон индуцирующего пептида (ДСИП) и без него. Полученные данные дают возможность полагать, что в первые секунды и минуты развития стресс-реакции применение ДСИП, препятствуя стресс-индуцированным изменениям в содержании катехоламинов - норадреналина и дофамина, тем не менее, способствует более выраженной активации серотони-нергической стресс-лимитирующей системы в исследованных структурах мозга.
Ключевые слова: ноцицептивное воздействие, катехоламины, серотонин, дельта-сон индуцирующий пептид.
ВВЕДЕНИЕ
Дельта-сон индуцирующий пептид, обладая широким спектром биологической активности, участвует в регуляции различных систем и функциональных состояний организма, начиная от отдельных функций специализированных клеток и заканчивая сложными поведенческими актами. Этот пептид не только действует на сон [1], но и уменьшает двигательную активность животных [2], стимулирует выработку условной реакции пассивного избегания [3], оказывает влияние на симпатическую нервную систему, проявляющееся в урежении сердцебиения и дыхания [4], участвует в формировании циркадных ритмов организма [5], обладает выраженным противоалкогольным эффектом [6]. Большой интерес представляют анти-стрессорные свойства этого пептида, способствующие повышению устойчивости организма к действию разнообразных неблагоприятных факторов внешней среды [7-9].
Известно, что эффекты действия ДСИП реализуются с вовлечением эндокринных и нейроме-диаторных систем организма [10-12]. При этом наибольшая ясность достигнута в понимании механизмов регуляции пептидом тормозных и возбуждающих аминокислотергических (ГАМК, глута-мат) синаптических контактов коры головного мозга интактных и подвергнутых стрессорному воздействию животных [13], тогда как механизмы участия моноаминергических систем различных
* Адресат для корреспонденции: Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, д. 33; тел.: (863)-245-06-79; e-mail: estdek@mail.ru.
структур мозга в реализации биологических эффектов ДСИП исследованы недостаточно.
Исходя из вышесказанного, цель данной работы - изучение особенностей первичного ответа моноаминергических систем мозга при действии на экспериментальных животных однократного ноцицептивного воздействия в условиях предварительной премедикации ДСИП.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В работе проведено экспериментальное изучение функционального состояния катехоламинергических и серотонинергических систем мозга крыс в начальный период острого ноцицептивного воздействия и действия ДСИП в условиях болевого стресса. Стресс-реакцию с предварительным введением ДСИП или без него моделировали одномоментной нешокогенной травмой мягких тканей бедра, которую наносили с помощью ударного механизма, дозирующего интенсивность ноцицептивного воздействия в пределах возникновения пороговой поведенческой реакции. Контролем служили интактные животные, содержащиеся в условиях вивария. ДСИП, синтезированный в лаборатории химии пептидов Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина (РАН, Москва) и предоставленный И.И. Михалёвой, вводили однократно, внутрибрюшинно в дозе 120 мкг/кг массы животного.
Эксперименты проведены на 72 крысах-самцах линии Вистар массой тела 140-160 г.
Контрольные и подопытные животные были разделены на шесть групп: 1-ю, контрольную,
ВЛИЯНИЕ ПЕПТИДА ДЕЛЬТА-СНА НА МОНОАМИНЕРГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ МОЗГА 157
Влияние ДСИП на содержание моноаминовых медиаторов (нмоль/г) в структурах мозга крыс при болевом воздействии (М ± S.EM)
Условия эксперимента
Структура мозга
Норадреналин
Дофамин
н и л а н
е р
д
а р
о
Д
к н £ се
-------фа
о Н
Серотонин
Лобная кора 0.35 ± 0.029 (12) 2.94 ± 0.248 (12) 0.12 2.67 ± 0.068 (12) 0.13
Гиппокамп 2.27 ± 0.130 (12) 6.75 ± 0.231 (12) 0.34 2.55 ± 0.238 (12) 0.89
Гипоталамус 5.94 ± 0.579 (12) 10.26 ± 0.92 (12) 0.58 3.04 ± 0.227 (12) 1.95
Лобная кора 0.18 ± 0.030* (12) 0.63 ± 0.047* (12) 0.29 3.59 ± 0.343* (12) 0.05
Гиппокамп 1.39 ± 0.258* (12) 3.84 ± 0.254* (12) 0.36 2.92 ± 0.187 (12) 0.48
Гипоталамус 3.08 ± 0.352* (12) 3.85 ± 0.511 (12) 0.80 4.02 ± 0.349* (12) 0.77
Лобная кора 0.20 ± 0.018* (12) 6.59 ± 0.457* (12) 0.03 2.05 ± 0.107* (12) 0.10
Гиппокамп 0.070 ± 0.006* (12) 9.95 ± 0.307* (12) 0.007 2.33 ± 0.051 (12) 0.03
Гипоталамус 0 (12) 14.86 ± 0.594* (12) 0 2.45 ± 0.085 (12) 0
Лобная кора 0.60 ± 0.041* (12) 4.49 ± 0.267* (12) 0.13 1.62 ± 0.049* (12) 0.37
Гиппокамп 2.44 ± 0.142 (12) 15.48 ± 1.423* (12) 0.16 1.71 ± 0.159* (12) 1.43
Гипоталамус 7.98 ± 0.810* (12) 11.56 ± 0.646 (12) 0.69 6.45 ± 0.379* (12) 1.24
Лобная кора 0.33 ± 0.021* (12) 0.56 ± 0.088* (12) 0.59 2.39 ± 0.174 (12) 0.14
Гиппокамп 0.30 ± 0.022* (12) 2.89 ± 0.203* (12) 0.13 2.27 ± 0.127 (12) 0.13
Гипоталамус 3.04 ± 0.278* (12) 9.32 ± 0.765 (12) 0.33 2.25 ± 0.051* (12) 1.35
Лобная кора 0.46 ± 0.026* (12) 2.14 ± 0.232 (12) 0.21 2.91 ± 0.114 (12) 0.16
Гиппокамп 1.28 ± 0.131* (12) 7.28 ± 0.503 (12) 0.18 3.02 ± 0.219 (12) 0.42
Гипоталамус 2.83 ± 0.269* (12) 10.35 ± 1.036 (12) 0.27 6.02 ± 0.199* (12) 0.47
Контроль
ДСИП
я й
е л о
Р
е о
я
е л о
VO +
П И
Со И я
Через 10-15 с после ноцицеп-тивного воздействия
Через 2.5 мин после ноцицеп-тивного воздействия
Через 10-15 с после ноцицеп-тивного воздействия
Через 2.5 мин после ноцицеп-тивного воздействия
Примечание: * Различия достоверны по сравнению с контролем прир < 0.05.
группу составили интактные крысы (контроль); 2-ю - животные, находящиеся в условиях вивария, которым за 1 ч до декапитации вводили вну-трибрюшинно ДСИП в дозе 120 мкг/кг (контроль + ДСИП); 3-ю и 4-ю - животные, взятые в исследование соответственно спустя 10-15 с и 2.5 мин после нанесения ноцицептивного воздействия (болевое воздействие); 5-ю и 6-ю - животные, которых декапитировали соответственно через 1015 с и 2.5 мин после стрессирования на фоне предварительного (за 1 ч) введения ДСИП (ДСИП + болевое воздействие). Образцы тканей помещали в лед и немедленно подвергали обработке.
В структурах мозга (в лобной коре больших полушарий, гиппокампе, гипоталамусе) всех исследованных групп животных содержание норад-реналина, дофамина и серотонина определяли флюорометрическим методом Когана и Нечаева [14]. Интенсивность флюоресценции измеряли с помощью спектрофлюорометра F-3000 фирмы "Hitachi" (Япония). Статистическую обработку материалов проводили с использованием ¿-крите-
рия Стьюдента в пакете программ "Statistica", версия 6.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Как следует из данных таблицы, через 10-15 с после болевого воздействия в гипоталамусе крыс наблюдалась редукция запасов норадреналина, что приводило к его исчезновению из тканей этой зоны. В экстрагипоталамических структурах мозга содержание норадреналина также снижалось: в лобной коре больших полушарий на 43%, в гиппокампе - на 97%. Параллельно у стрессирован-ных животных отмечался рост концентрации дофамина в изучаемых мозговых образованиях в среднем в 1.5-2 раза по сравнению с контролем.
Анализируя влияние однократного ноцицептивного воздействия на соотношение норадрена-лин/дофамин, значение которого всюду уменьшалось, можно думать, что относительная скорость превращения дофамина в норадреналин в ткани мозга подопытных животных понижалась, поэтому в первые секунды развития стресс-реакции
центральная дофаминергическая система оказалась избыточно активированной.
Повышенная утилизация норадреналина в мозге во многих случаях выступает как фактор, активирующий биосинтез нейромедиатора при стрессе [15]. Очевидно, что в следующий отрезок времени после стрессирования (через 2.5 мин) скорость синтеза катехоламинов не только возрастает, но и превышает интенсивность потребления. В силу чего выявленное во всех отделах мозга в первые 10-15 с после болевого воздействия снижение количества норадреналина спустя 2.5 мин сменялось его увеличением: в гипоталамусе - в 8 раз, в лобной коре - в 3 раза, в гиппокампе - в 3.5 раза по отношению к показателям инициальной фазы реакции. Причем везде, кроме гиппокампа, уровень норадреналина был достоверно выше и соответствующих значений у контрольных крыс. Наряду с этим концентрация дофамина в мозге к середине третьей минуты наблюдения сохранялась на субнормальном уровне.
Влияние однократного ноцицептивного воздействия на динамику обмена серотонина в мозговой ткани проявлялось следующими явлениями. В лобной коре больших полушарий содержание серотонина упало до 77% исходных цифр уже в первые секунды развития стресс-реакции и достигло 61% через 2.5 мин после окончания стрессирования. В гиппокампе и гипоталамусе тотчас после раздражения (10-15 с) концентрация серотонина почти не отличалась от контроля, хотя имела место тенденция к ее снижению. В последующий момент наблюдения (2.5 мин) направленность в сторону уменьшения сохранялась в гиппокампе, где уровень нейромедиатора оказался меньше базовых значений в 1.3 раза. Тем временем в гипоталамусе содержание серотонина увеличилось в 2.6 раза по отношению к показателям первой фазы реакции и стало почти вдвое больше, чем у интактных животных.
Другими словами, выявленные нами количественные изменения реакции центральных се-ротонинергических систем организма на стресс в наиболее полном объеме развертывались лишь спустя 2.5 мин после болевого воздействия, когда сформировался дисбаланс серотониновой активности в разных мозговых структурах - гипофункция в лобной коре больших полушарий и гиппокампе и активация в гипоталамусе.
По содержанию биогенных аминов трудно судить об активности соответствующей нейромедиа-торной системы, поэтому мы рассч
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.