Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Шизофрения является наследственным психическим заболеванием с комплексной аутосомно-рецессивной генетикой, характеризующееся расстройством умственной деятельности и эмоциональной сферы личности. (Andreasen, 1995; Zee, 1995; First & Pincus, 1999). В процессе исследований этиопатогенеза шизофрении был накоплен огромный фактический материал, на основании которого и сформировались современные теоретические представления о молекулярных патомеханизмах этого заболевания.
Дофаминовая теория, принятая всеми исследователями, утверждает, что одной из причин развития шизофрении является гиперактивация дофаминовой системы мозга, как результат гиперактивации: Д2Ы> (Abi-Dargham et al, 19S8; Laruelle & Abi-Dargham, 1999; AMletal, 1999).
Одно из центральных мест в гиперактивации дофаминовой трансмиссии при шизофрении отводится ферменту ДБМ (КФ 1.14.17.1), катализирующему биосинтез НА из ДА и локализованному в ЦНС в нейросекреторных гранулах окончаний адре-нергических нейронов (Schwarzenbrunner et al, 1990). Предполагают, что гиперактивация Д2РД в мозговой ткани при шизофрении является, частично, результатом сверх-образовапия ДА, обусловленного понижением уровня активности ДБМ. Учеными были получены данные, свидетельствующие о низком уровне активности ДБМ (Markia-nos et al, 1990; Daniel et al, 1994; Маилян и др., 1996; Wei et al,1998), нарушении баланса между уровнями НА и ДА, в пользу второго, и высоком уровне ДА (Оке & Adams, 1987; Оке et al, 1988; Neylan, 1996; Lmdstrom et al, 1999) в мозгу у больных шизофренией. Однако до настоящего времени не показано наличие прямой связи между понижением активности ДБМ и сверхобразованием ДА при шизофрении.
На сегодняшний день нет также сомнений в серьезном нарушении иммунного статуса организма при шизофрении и вовлеченности в ее патогенез аутоиммунных реакций. При шизофрении наблюдается активация неспецифического клеточного и специфического гуморального компонентов иммунной системы, угнетение специфического клеточного иммунитета, опосредованного Т-хелперами-1 и активация гуморального иммунитета, опосредованного Т-хелперами-2. (Коляскина и Секирина, 1990; Muller & Ackenheil, 1995; Katila et al. 1996; Wike et al, 1996; VanKammen, 1996; Wilke et al, 1996; Mittleman et al, 1997; Cazullo et al, 1998; Rothermund et al, 1998; Katila et al, 1999; Muller et al, 1999; Printz et al, 1999; Schwarz et al, 1999; Sperner-Unlerweger et al, 1999).
4 Важно отметить, что все характерные для патогенеза шизофрении нарушения в статусе иммунной системы и количественные сдвиги продуктов секреции иммуно-компетентных клеток регистрировались как в крови, так и в спиномозговой жидкости и мозгу пациентов. Это свидетельствует о нарушениях на уровне иммунной системы головного мозга. Данное заключение подтверждается также обнаружением в спино-мозгой жидкости и крови у больных шизофренией высокого титра AT к антигенам тканевых структур мозга и тимоцитов, нейромедиаторам и их рецепторам, специфичным для мозговой ткани белкам и некоторым другим. Показана фиксация AT к нейроантигенам на тканях мозга у больных шизофренией, умерших в период обострения (Крыжановский и Магаева, 1990; Berqxiist et al, 1993; Levy-Soussan et al, 1996; Arinami et al, 1998; Wiesmann et al, 1S99; Захаренко и др., 1999; Klyushnik et al, 1999).
Таким образом, вовлеченность в патогенез шизофрении аутоиммунных реакций на уровне ЦНС не оставляет сомнений. Однако, до настоящего времени не ясно, является ли шизофрения заболеванием аутоиммунной природы, иначе говоря, являются ли аутоиммунные реакции этиологическим фактором шизофрении.
Для обоснования аутоиммунной природы заболевания, в патогенезе которого главную роль играют генетически детерминированные аутоиммунные реакции, учеными сформулирована система необходимых и достаточных требований, одним из которых является наличие положительной или отрицательной ассоциации аллелей полиморфных локусов HLA с наследованием данного заболевания (Крыжановский, Магаева, 1990; Smith & Germolec, 1S99). К сожалению, в случае шизофрении результаты экспериментов в отмеченном направлении весьма противоречивы. Одни данные свидетельствуют о наличии подобной ассоциации, (Nimgaonkar et al, 1997; Sasaki et al, 1999; Chadda et al, 1999; Arinami et al, 1999), ряд других - свидетельствует об обратном (Campion et al, 1992; Jacobsen et al, 1998; Jonsson et al, 1998; Hawi et al, 19S9). Другим обосноваїшем аутоиммунной природы заболевания является демонстрация возможности моделирования его в эксперименте введением животным соответствующих аутоАТ (Крыжановский, Магаева, 1990; Smith & Germolec, 1999). Однако, в случае шизофрении подобная модель не была получена. Следовательно, до настоящего времени вопрос об аутоиммунной природе шизофрении оставался открытым.
Развитию аутоиммунных реакций отводится одно из центральных мест в дофаминовой теории шизофрении. Многие исследователи пытаются обосновать существование взаимосвязи мпжду аутоиммунными процессами и гиперактивацией дофаминовой трансмиссии при шизофрении. В частности, нами было выдвинуто предішложе-
5 ниє, что аутоиммунный процесс может развиваться на уровне образования специфичных к ДБМ AT. Взаимодействие AT с ДБМ приведет к блокаде фермента, понижению интенсивности катализируемого ею биосинтеза НА из ДА, сверхобразовапию ДА и гиперактивации дофаминергической трансмиссии в ЦНС. Это предположение было в дальнейшем высказано и другими учеными. Однако, до настоящего времени не было представлено экспериментальных данных, подтверждающих или опровергающих вышеотмечешюе предположение или' демонстрирующих связь между развитием аутоиммунных реакций и понижением уровня активности ДБМ при шизофрении.
Таким образом, несмотря на многочисленность исследований, направленных на выяснение молекулярно-клеточных патомеханизмов генерации и развития шизофрении, в сложной проблеме этиологии и патогенеза этого заболевания многое еще остаётся неясным. Причина этого заключается как в противоречивости имеющихся данных, так и в отсутствии адекватной экспериментальной "модели" шизофрении. В настоящее время единственная экспериментальная "модель" этого заболевания - "амфе-таминовый психоз" основана на внутримозтовом введении животным агонистов ДА (Feifel et al, 1999; Castner and Goldman-Rakis, 1999; Gorriti et al, 1999; Ginovart et al, 1999). Эта модель не воспроизводит ни один из этапов наблюдаемых при шизофрении нарушений в обменных процессах или иммунном статусе организма, а лишь отражает конечный результат отмеченных нарушений - гиперактивацию Д2РД.
Исходя из вышеизложенного, очевидно, что значительный прогресс в исследованиях молекулярных этиопатомеханизмов шизофрении может быть достигнут при наличии экспериментальной модели, отражащей основные, характерные для шизофрении метаболические и иммунологические сдвига, и модулирующей их взаимосвязь.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель настоящей работы заключалась в выявлении возможной взаимосвязи между гиперактивацией дофаминергической трансмиссии и развитием аутоиммунных процессов при шизофрении.
Задача настоящей работы, в связи с вышеотмеченным, состояла в получении модели, имитирующей наблюдаемые при шизофрении развитие аутоиммунных реакций, низкий уровень активности ДБМ, дисбаланс между уровнями НА и ДА и сверхобразование ДА в мозговой ткани, а также отражающей взаимосвязь этих нарушений.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА И НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Впервые получена экспериментальная модель, имитирующая наблюдаемые при шизофрении развитие аутоиммунных реакций, низкий уровень активности ДБМ,
6 дисбаланс между уровнями НА и ДА в мозговой ткани и сверхобразование ДА, а также отражающая взаимосвязь между отмеченными нарушениями.
Показано, что дисбаланс между уровнями ДА и НА в ЦНС и сверхобразование ДА могут быть обусловлены понижением активности ДБМ в результате блокады фермента аутоАТ. Настоящая работа предоставляет определенные доказательства в пользу вовлеченности аутоиммунных реакций в гиперактивацию Д2РД при шизофрении с участием ДБМ.
Кроме того, демонстрация возможности "моделирования" одного из этапов характерного для шизофрении нарушения обмена веществ запуском аутоиммунных реакций является свидетельством аутоиммунной природы шизофрении.
Таким образом, теоретическая значимость данной работы состоит в развитии и уточнении современных воззрений о молекулярных этиопатомеханизмах шизофрении.
Практический выход настоящей работы состоит в том, что полученная экспериментальная "модель" шизофрении может быть успешно применена в биохимических и иммунологических исследованиях этиопатогенеза этого заболевания, а также в фармакологии при изучении эффектов ряда терапевтических препаратов, используемых при лечении шизофрении и изыскании путей повышения эффективности этих препаратов. Подходы, используемые нами при моделировании на животных характерных для шизофрении нарушений на молекулярном уровне, могут быть успешно применены для создания моделей других нейроиммунных заболеваний.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты исследования были доложены и обсуждены на совместном Армяно-Швейцарском симпозиуме по актуальным проблемам психиатрии (Ереван, 1996), на Международной конференции "Мозг и иммунная система" (Ереван-Дилижан, 1997), ХП Обшем Собрании Европейского Нейрохимического Общества (Санкт-Петербур, Россия, 1998) и на Ученом совете Института молекулярной биологии НАН РА (Ереван, 2000).
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Работа иллюстрирована 6 таблицами и 15 рисунками, состоит из введения, обзора литературы, в котором отражены современные представления о молекулярных патомеханизмах генерации и развития шизофрении, описания материалов и методов исследования, изложения результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, обгцих выводов и указателя литературы, содержащего 214 источников. ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты исследования отражены в 5 работах.