НЕЙРОХИМИЯ, 2011, том 28, № 2, с. 169-172
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 577.156
ВЛИЯНИЕ СЕМАКСА НА АКТИВНОСТЬ КАРБОКСИПЕПТИДАЗЫ Н В ОТДЕЛАХ МОЗГА И НАДПОЧЕЧНИКАХ КРЫС
© 2011 г. В. Б. Соловьев1, *, М. Т. Генгин1, Т. Н. Соллертинская2, И. В. Латынова1, Л. В. Живаева1
Пензенский государственный педагогический университет имени В.Г. Белинского 2Институт Эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН
Изучено влияние однократного введения семакса на активность карбоксипептидазы Н — основной карбоксипептидазы, участвующей в конечной стадии образования биологически активных нейро-пептидов из предшественников. Показано, что препарат вызывает длительное, сохраняющееся на протяжении 24 часов повышение активности данной карбоксипептидазы. Предполагается, что одним из факторов, опосредующих действие семакса, может являться изменение активности исследуемого фермента.
Ключевые слова: семакс, карбоксипептидаза Н, нейропептиды, мозг, надпочечники.
В последние годы большое внимание уделяется изучению свойств и мишеней действия семакса — синтетического пептида, оказывающего эффективное многостороннее влияние на центральную нервную систему [1—5]. В исследованиях на лабораторных животных и у здоровых добровольцев было продемонстрировано выраженное ноотропное действие семакса, проявляющееся даже при назначении его в очень малых дозах (3—30 мкг/кг) [1]. Более высокие дозы семакса (150—300 мкг/кг), не являясь токсичными и сохраняя ноотропные свойства малых доз, кроме того, оказывают выраженное анти-оксидантное, антигипоксическое, ангиопротектор-ное и нейротрофическое действие [2].
В экспериментах на культурах ткани и животных моделях церебральной ишемии, а также в клинических условиях установлены нейропротективные эффекты семакса, проявляющиеся его влиянием фактически на все механизмы отсроченной смерти нейронов: активацию микроглии и цитокиновый дисбаланс, воспаление, синтез оксида азота, окси-дантный стресс, трофическую дисфункцию [2, 3]. Однако многообразие фармакологических эффектов препарата трудно объяснить только с этих позиций. Предполагается, что значительная часть эффектов препарата опосредована последовательностью АКТГ4-7 [1], однако наблюдаются отличия от действия природного аналога отсутствием гормонального эффекта, диапазоном доз и продолжительностью действия [1, 4]. Эти отличия связывают с замедленной последовательной деградацией пре-
* Адресат для корреспонденции: 440026, Пенза, ул. Лермонтова, д. 37; тел.: 8 (8412) 55-32-62; e-mail: solowew@rambler.ru.
парата, при которой большая часть эффектов ней-ропептида сохраняется и у его фрагментов [5], а также с влиянием семакса и его фрагментов на содержание эндогенных нейропептидов, согласно концепции "функционального континуума" [6]. В ряде работ [3, 7] показано увеличение уровня ре-гуляторных пептидов при введении семакса. К настоящему времени молекулярные механизмы этих процессов остаются малоизученными. Изучение содержания уровня того или иного нейропептида в тканях и сыворотке крови не дает достаточно точных представлений о динамических процессах, происходящих в пептидергической системе. Более информативным является изучение процессов синтеза и трансформации нейропептидов, поскольку концентрация биологически активных пептидов зависит от активности ферментов, участвующих в их обмене [8]. Активная форма регуляторных пептидов образуется в результате протеолитического процессинга пропептидов. На конечных стадиях этого процесса, в результате которого образуются биологически активные пептиды, участвуют основные карбоксипептидазы, в частности, карбоксипептидаза Н (КПН, КФ 3.4.17.10) [9]. Известно, что КПН участвует в биосинтезе многих нейропептидов [10], в том числе тех, которые могут опосредовать молекулярные механизмы действия семакса.
Таким образом, целью данной работы было изучение активности КПН при однократном введении семакса в отделах головного мозга и надпочечниках крыс.
170
СОЛОВЬЕВ и др.
св
Ч О VO
Гипофиз **
++
норма
0.5 ч 4 ч
24 ч
а
м ч о
VO
а н1
Гипоталамус
норма
0.5 ч 4 ч
24 ч
1.0
0.5
Стриатум
X
норма
0.5 ч 4 ч
24 ч
а
м
л
о
VO
0.50
0.25
л
л о
Надпочечники
* ** * * JL
+ +
+++
++
норма 0.5 ч 4 ч
24 ч
Влияние семакса на активность КПН в отделах мозга и надпочечниках крыс (нмоль продукта, образовавшегося за 1 минуту инкубации на 1 мг белка, М ± т, п = 7). Здесь : ■ — интактная группа, □ — контроль, ■ — семакс 300 мкг/кг. * - р < 0,05, ** - р < 0,01, *** - р < 0,001 относительно контроля, + - р < 0.05, ++ - р < 0.01, +++ - р < 0.001 относительно интактной группы.
2
3
* *
*
+
+
+
+
2
*
1
0
0
*
+
0
0
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Эксперимент выполнен на самцах белых беспородных крыс массой 180—200 г. Животных делили на три экспериментальные группы: норма — ин-тактные, контрольная и опытная группы. Семакс вводили интраназально в виде 1% раствора в дозе 300 мкг/кг. Вводимый объем был равен 6 мкл. Контрольной группе животных вводили равное количество дистиллированной воды. Эвтаназию животных осуществляли путем декапитации под хлороформной анестезией через 0.5, 4, и 24 ч после введения, извлекали надпочечники, головной мозг и разделяли его на отделы. Навески ткани гомогенизировали в 50 мМ натрий ацетатном буфере, содержащем 50 мМ NaCl, рН 5.6, в соотношении 1 : 50 (вес : объем). В полученном гомогенате определяли активность КПН флюорометрическим методом L.D. Fricker and S.H. Snyder [11] с модификациями как описано ранее [12], содержание белка определяли методом Лоури.
Достоверность отличий между средними определяли с использованием ¿-критерия Стьюдента.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследования активности КПН в отделах мозга и надпочечниках самцов крыс представлены на рисунке. Интраназальное введение дистиллированной воды вызывало повышение активности КПН в гипофизе через 0.5, 4 и 24 ч после введения. В гипоталамусе отмечалось повышение активности исследуемого фермента через 0.5 и 4 ч после введения дистиллированной воды. В стриату-ме происходило снижение активности КПН через 4 ч, а в надпочечниках активность была понижена на протяжении всего времени исследования.
Таким образом, интраназальное введение дистиллированной воды вызывало длительные, выраженные изменения активности фермента, сходные с изменениями, наблюдаемыми при эмоционально-болевом стрессе [13] - увеличение активности
ВЛИЯНИЕ СЕМАКСА НА АКТИВНОСТЬ КАРБОКСИПЕПТИДАЗЫ Н
171
фермента в гипофизе и гипоталамусе, связанное с активацией процессов синтеза стресс-пептидов [14], в процессинг которых вовлекается карбокси-пептидаза Н. Вместе с тем, изменения активности КПН в надпочечниках были прямо противоположными — наблюдалось заметное, сохраняющееся на протяжении 24 ч снижение активности исследуемого фермента. По-видимому, инстилляция дистиллированной воды вызывает характерное для стресс-реакции повышение секреции энкефалинов в надпочечниках [15], высокие концентрации которых могут ингибировать данный фермент [16]. Таким образом, интраназальное введение дистиллированной воды является стрессирующим фактором для крыс, и, как и многие другие виды стресса, приводит к изменению активности КПН [13, 17], фермента, участвующего в процессинге стресс-пептидов.
Инстилляция семакса в дозе 300 мг/кг вызывала повышение активности КПН относительно контроля в гипофизе через 0.5 и 4 ч, после чего к 24 ч после введения препарата активность фермента снижалась по отношению к контрольной группе. Препарат вызывал повышение активности исследуемой карбоксипептидазы в гипоталамусе через 0.5 и 4 ч, в стриатуме через 4 ч после инсталляции, а в надпочечниках на протяжении всего времени исследования. Гипофиз и гипоталамус являются отделами, синтезирующими и/или секретирующими большой спектр регуляторных пептидов [14]. Многочисленные данные исследований последних лет показывают, что КПН принадлежит существенная роль в процессинге множества нейропептидов — ад-ренокортикотропного гормона, окситоцина, вазо-прессина, атриального натрийуретического пептида, вещества Р, нейропептида Y и др. [9, 10]. Таким образом, повышение активности карбоксипепти-дазы Н в гипофизе и гипоталамусе при действии се-макса, вероятно, способствует повышению уровня регуляторных пептидов, принимающих участие в процессах запоминания и обучения, а также, возможно, опосредует увеличение уровня нейротро-фических факторов, наблюдаемое при введении препарата [3, 7].
Повышение активности КПН в стриатуме и надпочечниках относительно контроля до уровня нормы может свидетельствовать о выраженном антис-трессорном действии семакса.
Вызывает интерес вопрос о механизмах влияния семакса на активность изучаемого фермента. Не вызывает сомнения, что его влияние не связано с прямым воздействием на фермент, так как in vitro семакс не влияет на активность КПН. В ряде работ показано увеличение экспрессии некоторых генов при введении семакса [7], однако вопрос о возможности влияния препарата на экспрессию гена КПН остается пока открытым. Более вероятным пред-
ставляется опосредованное воздействие семакса на активность карбоксипептидазы Н через различные нейромедиаторные системы [18, 19], функционирование которых существенно меняется при действии исследуемого препарата [20].
К настоящему времени имеется большое количество работ, свидетельствующее о подавлении функционирования системы регуляторных пептидов при патологических состояниях [21] и интоксикациях фармакологическими агентами [18, 19]. Таким образом, активизация пептидергической системы через значительное повышение активности КПН, фермента, от активности которого зависит уровень биологически активных форм широкого спектра регуляторных пептидов, может опосредовать положительные фармакологические эффекты препарата семакс.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Каменский А.А., Мясоедов Н.Ф., Левицкая Н.Г., Андреева Л.А., Себенцова Е.А., Глазова Н.Ю., Вилен-ский Д.А., Манченко Д.М. // Нейрохимия. 2008. № 1-2. С. 111-118.
2. Bashkatova V.G., Koshelev V.B., Fadyukova O.E., Ale-xeev A.A. // Brain Research. 2001. V. 894. P. 145-149.
3. Levitskaya N.G., Sebentsova E.A., Andreeva L.
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.