научная статья по теме ВЛИЯНИЕ ТИРОКСИНА НА МЕТАБОЛИЗМ ГАМК В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ КРЫС Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ ТИРОКСИНА НА МЕТАБОЛИЗМ ГАМК В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ КРЫС»

Оруджева А.М., аспирант Института физиологии им. А.И. Караева Национальной академии наук Азербайджана

ВЛИЯНИЕ ТИРОКСИНА НА МЕТАБОЛИЗМ ГАМК В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ КРЫС

Выявлено, что при искусственном гипертиреозе, созданном введением внутрибрюшно различных доз тироксина, содержание глутаминовой кислоты (ГК) и активность трансаминазы гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК-Т) в гипоталамусе, мозжечке и коре головного мозга снижаются, в то время как содержание гамма-аминимаслянной кислоты (ГАМК) и активность глутамат-декарбоксилазы (ГДК) - увеличиваются.

Ключевые слова: гипертиреоз, щитовидная железа, тироксин, структуры головного мозга.

EFFECT OF THYROXINE ON THE METABOLISM OF GABA IN RAT BRAIN

It is revealed that under artificial hyperthyroidism induced by intraperitoneal alvinistration of different dosages of thyroxine, the conten of glutamine acid (GA) and activity of transaminase of gamma aminobu-tyric acid (GABA-T) in the hypothalamus, cerebellum and brain cortex decrease, whereas the content of gamma-aminimaslyannoy acid (GABA) and activity of glutamate-decarboxy-lase (GDK), in contrast, in-crease.Particularly,these effects are getting stronge while increasing the thyroxine dosage.

Keywords: hyperthyroidism, thyroid gland, thyroxine, brain structures.

Тироксин (тетраиодтиронин, Т4) - гормон щитовидной железы, играет важную роль в развитии и функционировании центральной нервной системы (ЦНС). Известно, что в организме тироксин отвечает за развитие эмбриона, процессы роста и созревания, основной обмен, выделение тепла и потребление кислорода. Важную роль в функционировании ЦНС млекопитающих играют и некоторые непептидные азотсодержащие соединения - производные аминокислот. К ним можно отнести гормоны надпочечников (норадреналин, адреналин), а также медиаторы ЦНС (ацетилхолин, ГАМК и др.). ГАМК является важнейшим тормозным нейромедиатором, как в периферической, так и в центральной нервной системе человека и млекопитающих. В ЦНС тиреоидные гормоны влияют на экспрессию ряда нейрон-специфичных генов, контролируют синтез и кругооборот нейромедиаторов (2, 4), в частности ГАМК. Нейромедиаторы, в свою очередь, оказывают влияние на активность гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы, на активность ферментов, ответственных за синтез и деградацию ГАМК: глутамат-декарбоксилазы и ГАМК-трансаминазы (5). Исходя из вышеизложенного, мы исследовали влияние введения различных доз тироксина на содержание ГАМК, ГК и активность ГДК и ГАМК-трансаминазы в различных структурах головного мозга в раннем постнатальном развитии белых крыс.

Материалы и методы исследования

Эксперименты проводились на 21-дневных крысятах, содержавшихся в обычных условиях вивария. Ежедневно в течение 5 дней животным вводили внутрибрюшно тироксин из расчета 50 и 100 мкг/ кг живого веса. Контрольные животные вместо тироксина получали инъекцию физиологического раствора. Затем экспериментальных и контрольных животных де-капитировали, извлекали на холоду головной мозг, отделяли гипоталамус, мозжечок, средний и продолговатый мозг и кору больших полушарий мозга. Ткани гомогенизировали, центрифугировали и в надосадочной жидкости определяли содержание ГАМК, свободного глу-тамата, а также активность ГДК и ГАМК-трансаминазы. Активность ГДК определяли по методу Ниловой Н.С. (2), активность фермента выражали в мкмоль ГАМК/1г сырой ткани/ч. Активность ГАМК-трансаминазы определяли по количеству ГК, образовавшейся при добав-

лении ГАМК к образцу в этих же условиях и выражали в мкмоль ГК/1г сырой ткани/ч (5). Полученные результаты были подвергнуты статистической обработке при помощи программы Statistika for Windovs.

Результаты исследования и их обсуждение

Из литературы известно, что в мозге незрелых, нормально развивающихся животных из-за интенсивности обмена концентрации ГК и ГАМК довольно высоки (2). В наших экспериментах установлено, что введение тироксина опытным животным приводит к значительным изменениям содержания всех изучаемых веществ. Причем уровень этих изменений зависит от дозы тироксина.

а L.

Ч О

U

250

к п о а н я о a о я л п

£ S и

* S

< L.

V S

я

н о

200

150

100

50

1 - мозжечок, 2 - средний мозг, 3 -продолговатый мозг,4 - гипоталамус, 5 - кора мозга

□ контроль

□ ГАМК, 50мкм Тир.

□ ГАМК, 100мкм Тир.

□ ГК, 50мкм Тир.

□ ГК, 100мкм Тир.

Рис.1. Содержание ГАМК и ГК в структурах головного мозга при введении тироксина

Как видно на рис.1, наиболее сильно тироксин влияет на мозжечок, где введение 100 мкг/кг тироксина увеличивает содержание ГАМК почти в 2 раза и кору головного мозга (прирост - 79%). Одновременно с повышением ГАМК наблюдается снижение содержания ГК. В целом, увеличение содержания ГАМК может быть вызвано как активацией глутамат-декарбоксилазы, так и снижением активности ГАМК-аминотрансферазы или же одновременно обоими факторами. Уменьшение содержания ГК при одновременном росте содержания ГАМК свидетельствует о резком росте потребления ГК, т.е. об активации глутатаматде-карбоксилазы. И на самом деле, при определении активности глутатаматдекарбоксилазы выявилось, что ее активность резко возросла (рис. 2). Это может свидетельствовать о том, что, тироксин воздействует на ДНК, стимулируя синтез генов некоторых белков, в том числе и глутаматдекарбоксилазы (2, 7, 11). Одновременно с увеличением активности ГК наблюдается адекватное ингибирование активности ГАМК-Т. Известно, что в структурах головного мозга нормально развивающихся животных содержание ГАМК в среднем в два раза ниже содержания ГК. Но активности ГДК и ГАМК-Т приблизительно равны. При введении тироксина наблюдается совершенно другая картина (рис. 3). Следует отметить, что на этом рисунке зависимость исследуемых факторов от дозы вводимого тироксина проявляется очень точно. Наиболее четко эти изменения видны в мозжечке, гипоталамусе и коре головного мозга.

0

Если учесть, что содержание тироксинсвязывающих рецепторов наиболее высоко в гипоталамусе и коре головного мозга, данные изменения легко объяснить влиянием тироксина.

Н

й §

и в

а ч и

л н и О В И

в н

■X <

«

П

О

а н в о ■X о X л

п «

н в

и о X н о

200 150 100 50 0

1

Г

11:

к

И1

1

1 2 3 4 5

1 - мозжечок, 2 -средний мозг, 3 -продолговатый мозг, 4 - гипоталамус, 5 - кора мозга

□ контроль

□ ГДК, 50мкмоль тир.

□ ГДК, 100 мкмоль тир.

□ ГАМК-Т, 50 мкмоль тир.

□ ГАМК-Т, 100 мкмоль тир.

Рис. 2 Содержание ГДК и ГАМК-Т в структурах головного мозга при введении тироксина

в Н 4,5

М « 4

ЕЕ 35

< < 3,5

1-н 1-н 3

а а 3

М М 2,5

^ 5 2

« м 2 В В

Э о В н О

в н и о в в н

а «

1,5 1

0,5 0

1 - мозжечок, 2 - средний мозг, 3 -

продолговатый мозг, 4 - гипоталамус,

5 - кора мозга

□ ГК/ГАМК, контроль

□ ГК/ГАМК, 50мкмоль тир.

□ ГК/ГАМК, 100 мкмоль тир.

□ ГДК/ГАМК-Т контроль

□ ГДК/ГАМК-Т 50 мкмоль тир."

□ ГДК/ГАМК-Т 100 мкмоль тир._

Рис.3. Отношение содержания ГК к ГАМК и активности ГДК к ГАМК-Т в структурах

головного мозга при введении тироксина

Однако в мозжечке количество этих рецепторов значительно ниже, видимо, в мозжечке действие тироксина осуществляется через другие системы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дейвис П.Д., Дейвис Ф.Б. Нееномные эффекты тиреоидных гормонов. /Пер. д ред. Л И. Бравермана, М., Медицина, 2000, 280 с.

2. Иноятова Ф.Х., Тонких А.К., ЯкубоваД.Т. ГАМК-рецепторные системы при дисфункции щитовидной железы. //Проб. эндокринол., 2009, т.55, №5, с.28-30.

3. Нилова Н.С. Аммиак и ГАМК-трансаминазная активность ткани головного мозга.// Докл. АН СССР, 1966, №2, с.483-486.

4. Сапронов Н.С., Масалова О.О. Нейрофизиологические эффекты тиреоидных гормонов. // Психофармакол. биол. наркол., 2007, т. 7, № 2, с. 1533-1541.

5. Филимонова Н.А., Шилин И.Е., Строкова Д.Е. и др. Неврологические нарушения при врожденном гипотиреозе.//Неврол. журн.,2006, т. 11, № 1, с. 1-7.

6. Sytinsky I.A., Priyatkina T.N. Effects of certain drugs on gamma-aminobutyric asid system of central nervons system.// Biochem. Pharmacol., 1966, v.115, №4, p.49-54

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук»