Содержание к диссертации
Введение
1. Моноартрит у крыс как модель нейро-иммуно-эндокринных взаимодействий
1.1 Динамика изменения массы тела, пищевого поведения и растворимых маркеров воспаления у крыс с моноартритом 53
1.2 Характеристика клеточного иммунитета у крыс с моноартритом 59
1.3 Анализ содержания катехол- и индоламинов в гомогенатах мозга крыс с моноартритом 63
1.4 Нейроморфологический и функциональный анализ ГГН-оси у крыс с моноартритом 67
2. Влияние никотина на нейроиммунный статус крыс с моноартритом и интактных животных .
2.1 Влияние никотина на динамику изменения массы тела, пищевого поведения и растворимые маркеры воспаления
у крыс с моноартритом и интактных животных 74
2.2 Влияние никотина на показатели клеточного иммунитета у крыс с моноартритом и интактных животных 83
2.3 Влияние никотина на содержание биогенных аминов в мозге интактных крыс и крыс
с моноартритом 91
2.4 Влияние никотина на нейроморфологические и функциональные особенности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси у крыс с моноартритом и интактных животных 98
3. Влияние никотина на пролиферативную активность Т-лимфоцитов in vitro 104
Выводы 110
Список литературы 111
- Динамика изменения массы тела, пищевого поведения и растворимых маркеров воспаления у крыс с моноартритом
- Анализ содержания катехол- и индоламинов в гомогенатах мозга крыс с моноартритом
- Влияние никотина на показатели клеточного иммунитета у крыс с моноартритом и интактных животных
- Влияние никотина на нейроморфологические и функциональные особенности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси у крыс с моноартритом и интактных животных
Введение к работе
Курение представляет серьезную угрозу здоровью человека. Достаточно сказать, что оно является фактором риска для сердечнососудистых и ряда онкологических заболеваний (Smith, Fischer, 2001; International Agency for Research on Cancer, 2004), которые представляют собой первую и вторую причины смертности в развитых странах (Annual mortality, 2002). Россия является одной из самых курящих стран в мире: по данным опросов, процент курильщиков составляет 65% среди мужчин и 30%) среди женщин. Ежегодно около 400 тысяч россиян умирает от болезней, связанных с курением (World Health Organization, 1997). Поэтому борьба с табачной зависимостью является важной задачей, стоящей перед медиками и учеными.
Для успешного решения этой проблемы необходимо четкое понимание его социально-биологических причин. Табачный дым содержит около 4000 веществ различным образом действующих на организм, среди них особое место занимает никотин, который является экзогенным агонистом ацетилхолиновых рецепторов N-типа (N-XP). Эти рецепторы широко представлены в организме млекопитающих, что позволяет никотину влиять на многие процессы. Изучено их молекулярное строение, электрохимические и физиологические свойства, особенности экспрессии в различных тканях. (Paterson, Nordberg, 2000; Brioni et al., 1997). Нейроны ЦНС и периферической нервной системы, эндотелий, гладкомышечные волокна, клетки иммунной системы - вот некоторые потенциальные мишени никотина в организме (Macklin et al., 1998, Bruggmann et al., 2002, Kawashima, Fujii, 2003).
Во многих исследованиях на человеке и экспериментах на животных однозначно показано, что никотин является основным психотропным компонентом табачного дыма. Именно он способствует формированию зависимости, изменяя активность дофаминергических нейронов мезолимбического пути и модулируя функционирование других
медиаторных систем мозга (Rowell et al., 1987; Di Chiara and Imperato, 1988). В то же время, действием никотина на мозг обусловлены и некоторые положительные эффекты - повышение внимания, уменьшение времени реакции, улучшение точности моторных функций, ускорение решения психомоторных задач (Henningfield, 1984). Исследования психологов и психиатров позволяют сказать, что между курением и некоторыми психическими состояниями и заболеваниями прослеживается явная связь. Так, количество выкуриваемых сигарет увеличивается при эмоциональном напряжении, повышении психических нагрузок. Процент курильщиков гораздо выше среди страдающих психическими заболеваниями, в частности, депрессией и шизофренией (Leonard et al, 2001).
Изучение иммунной системы у курильщиков - другой важный аспект проблемы табакокурения. Многие клинические исследования выявили различные нарушения иммунитета у курильщиков, в частности у них обнаруживают лейкоцитоз, повышение уровня белков острой фазы воспаления и снижение уровня некоторых фракций иммуноглобулинов в крови, повышенную чувствительность к аутоиммунным и инфекционным заболеваниям, снижение цитотоксической активности естественных киллеров (van Larebeke et al., 2003, Qvarfordt et al., 2001, Ohsawa et al., 2005, Zeidel et al., 2002). Показано, что никотин может обладать иммуномодулирующим действием, однако экспериментальных данных по этому вопросу недостаточно, а имеющиеся факты, зачастую, носят противоречивый характер. Так, многие работы позволяют рассматривать никотин как иммуносупрессор, в других, наоборот, обнаружено иммуностимулирующее действие никотина.
В последние десятилетия накоплены доказательства реципрокного взаимодействия нервной и иммунной систем через эндокринные механизмы, что позволило выдвинуть концепцию единой нейроиммуноэндокринной системы (Акмаев, Гриневич, 2001). В ответ на любое повреждение, будь то физическая травма, ожог, хирургическая операция, инфекция и др., в организме развивается комплекс физиологических реакций, направленных на
7 локализацию очага повреждения и скорейшее восстановление нарушенных функций. Этот сложный процесс, направленный на сохранение гомеостаза, известен как воспаление. В настоящее время не вызывает сомнения ведущая роль воспаления в патогенезе многих заболеваний, в частности, атеросклероза (Чазов, 1982; Насонов и др., 2002). Основная функция клеток иммунной системы, участвующих в воспалителных реакциях -распознавание и элиминация разрушенных тканей и чужеродных антигенов. В то же время иммунокомпетентные клетки посредством химических сигналов передают информацию об этих процессах в ЦНС. На основании этой информации происходит организация иммунного ответа на уровне целого организма, которая включает в себя определенные изменения поведения, гормонального статуса и метаболизма. Особенно важным в этой последовательности событий является активация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (ГГН) оси и повышение уровня глюкокортикоидов в крови. Действуя как иммуносупрессоры, эти гормоны прдохраняют организм от чрезмерной активации иммунной системы, которая может привести к гибели. Концепция единой нейроиммуноэндокринной системы привлекла внимание многих ученых и позволила расширить представления о природе некоторых психических (Capuron, Dantzer, 2003; Zorrilla et al., 2001) и соматических заболеваний (Насонов, 1987, Беленков и др., 2000, Поскребышева и др., 2003). Поэтому применение комплексного подхода, позволяющего рассмотреть действие никотина на стыке нейробиологии и иммунологии, представляется актуальным.
Цель работы - изучить влияние никотина на состояние нейроиммунной системы в норме и на фоне длительного воспалительного процесса.
Задачи:
1. Подобрать экспериментальную модель длительного воспаления и охарактеризовать ее в применении к исследованиям нейро-иммуно-эндокринных взаимодействий
2. Используя эту модель изучить влияние никотина на:
системные маркеры воспаления и продукцию аутоантител (ААТ),
показатели клеточного иммунитета,
содержание биогенных аминов и их метаболитов в областях головного мозга, связанных с мотивационным поведением и регуляцией ГГН-оси
статус ГГН-оси.
3. Определить влияние потребления никотина на пролиферативную
активность Т-лимфоцитов in vitro и их чувствительность действию
глюкокортикоидных гормонов.
Динамика изменения массы тела, пищевого поведения и растворимых маркеров воспаления у крыс с моноартритом
Хотя никотин не принадлежит к числу «тяжелых» наркотических веществ, таких как героин или кокаин, длительное употребление табака приводит к формированию стойкой физической и психологической зависимости. Критерий ICD-10, предложенный ВОЗ в 1992 г. однозначно позволяет отнести никотин к группе веществ, вызывающих зависимость. Этот критерий включает: постоянный прием, развитие толерантности, абстинентный синдром и большой процент неудачных попыток бросить курить. С того момента, как никотин был идентифицирован как важнейший психотропный компонент табачного дыма, было проведено множество исследований, выявивших неЙрофармакологические, анатомические и поведенческие основы никотиновой зависимости. По своим фармакологическим свойствам никотин следует, скорее, отнести к группе психостимуляторов, куда также входят амфетамин и кокаин. Введение никотина вызывает десинхронизацию ЭЭГ, усиливает мозговое кровообращение и утилизацию глюкозы. У человека никотин способствует повышению внимания, уменьшает время реакции, улучшает время и точность моторных функций, позволяет лучше справляться с психомоторными задачами, такими, как вождение автомобиля (Henningfield, 1984). Помимо положительного психостимулирующего эффекта никотина, многие начинающие курильщики испытывают также и неприятные ощущения - тревожность, тошноту, головокружение (Pomerleau, 1995), однако впоследствие к этим эффектам развивается толерантность (Shoaib, Stolerman, 1995).
Действие никотина на организм реализуется посредством семейства ацетилхолиновых рецепторов, относящихся к N-типу (N от «nicotine», т.к. первым обнаруженным экзогенным агонистом для ацетилхолиновых рецепторов этого типа был никотин). N-XP представляет собой пентамерный рецепторный комплекс, формируемый комбинацией а и /3-субъединиц и работающий как лиганд-зависимый ионный канал. На данный момент идентифицировано 12 типов субъединиц, входящих в состав нейрональных N-XP: сй-аЮ и )32-)34 (Jones et al., 1999, Gotti et al., 1997). Также доказано существование гомомерных рецепторов, сформированных а7-с субъединицами (Woolterton et al., 2003). Функционально N-XP может существовать в трех динамических состояниях: закрытый канал, открытый канал и десенситизация (неактивное состояние, возникающее при длительной экспозиции рецептора лиганду). Связывание агониста вызывает конформационное изменение структуры рецепторного комплекса, которое позволяет прохождение катионов Na+, К+ и Са2+ через открывшийся ионный канал (Jones et al., 1999). Рецепторные комплексы, локализованные как на соме нейрона, так и на его отростках различаются между собой по электрохимическим характеристикам и способны реализовывать различные нейрофизиологические эффекты.
N-XP широко представлены в ЦНС млекопитающих. С помощью радиолигандного связывания выявлено, что они диффузно расположены во многих структурах мозга, а наибольшая плотность наблюдается в таламусе, коре и стриатуме (Paterson, Nordberg, 2000). Эти рецепторы находятся, в основном, на пресинаптических мембранах катехоламинергических, серотонинергических, ГАМК-ергических, холинергических и глутаматергических нейронов. На сегодняшний день физиологическая роль N-XP в ЦНС не ясна. Предполагается, что она заключается в обеспечении оптимального уровня возбудимости нейронов, участвующих в выполнении моторных, и особенно когнитивных задач (McGehee, Role, 1995). Так, показано, что введение никотина облегчает запоминание у грызунов (Decker et al., 1995) и приматов (Buccafusco, Jackson, 1991). У человека никотин также способствует повышению общей активности мозга, концентрации визуального внимания и восприятия, а также снижает усталость после длительной умственной нагрузки (Jones et al., 1992).
Модулируя передачу между нейронами системы положительного подкрепления, N-XP непосредственно участвуют в формировании никотиновой зависимости (Rowell et al., 1987). Многочисленные исследования доказывают то, что вентро-тегментальная область (ВТО) среднего мозга млекопитающих с нисходящими и восходящими проекциями вовлечена в процесс формирования мотивационно-значимых эффектов положительного подкрепления алкоголя, опиатов, кокаина, а также является интегративным центром в реализации психотропного действия никотина (Di Chiara and Imperato, 1988). Однако современная модель развития никотиновой зависимости у человека и экспериментальных животных предполагает участие других отделов и нейротрансмиттерньгх систем мозга. Как многие другие наркотические вещества никотин при первом употреблении вызывает помимо чувства удовольствия ряд негативных эффектов: тошноту, головокружение, сильный анксиогенный эффект (Pomerleau, 1995), к которым со временем развивается толерантность (Shoaib, Stolerman, 1995). Хотя нейробиологические механизмы развития толерантности к никотину не ясны, сам факт ее существования предполагает функциональные изменения систем как положительного, так и отрицательного подкрепления при длительном потреблении никотина. Возможно, определенную роль в этом процессе играет никотин-индуцированные десенситизация и изменение экспрессии N-XP в ЦНС. Так, с помощью авторадиографии показано, что хроническое введение никотина мышам и крысам оказывает влияние на плотность N-XP в различных участках мозга: в слоях фронтальной коры их плотность возрастает на 60%, в определенных структурах гиппокампа - более чем на 100%, в то же время в ряде ядер таламуса никотин не вызывает заметных изменений (Kellar et al., 1989; Marks et al., 1992). Положительная корелляция между количеством N-ХР и курением была также показана на гомогенатах мозга курильщиков, причем у бросивших курить плотность рецепторов восстанавливалась (Benwell et al., 1988; Breese et al., 1997).
Важным шагом в понимании механизмов формирования никотиновой зависимости явилось открытие функциональной роли дофаминергических мотивационных путей мозга. Представление о том, что дофаминергическая передача и мезолимбический путь представляют собой канал для проведения сигналов положительного подкрепления, в настоящее время существенно дополнено. Действительно, введение никотина экспериментальным животным вызывало активацию дофаминергических нейронов ВТО и усиливало высвобождение дофамина в добавочном ядре (Nisell et al., 1994, Imperato et al., 1986), в то же время блокада рецепторов дофамина (D1 и D2) снимала эффект положительного подкрепления (Corrigall et al., 1991). Избирательное разрушение дофаминергических нейронов мезолимбического и мезокортикального путей 6-гидроксидофамином также полностью снимало эффект положительного подкрепления у крыс (Corrigall et al., 1994).
Анализ содержания катехол- и индоламинов в гомогенатах мозга крыс с моноартритом
Наиболее простой моделью хронического аутоиммунного процесса является широко используемая модель адъювант-индуцированного полиартрита. Животному вводят ПАФ подкожно в область сустава задней конечности или в основание хвоста, что приводит к первичному локальному воспалению, ограниченному областью введения адъюванта, ремиссии и системной аутоиммунной реакции, когда воспалительный процесс захватывает все суставы, ушные раковины и пр. и может длиться в течение нескольких месяцев (Rainsford, 1982).
В 1993 г. Donaldson et aL, показали, что сила иммунного ответа в этой модели зависит от дозы Mycobacterium butiricum или M.tuberculosis в составе ПАФ. При введении ПАФ с низким содержанием бактерий развивается локальное воспаление сустава, не сопровождающееся снижением массы тела и активацией ГТН-оси, а ПАФы с высокой концентрацией Mycobacterium приводят к развитию генерализованного аутоиммунного полиартрита. Поставленная нами задача требовала, чтобы воспалительный процесс был достаточно мощным, чтобы вызвать активацию ГТН-оси, изменения поведения, а также повлиять на нейрохимические процессы в структурах мозга, связанных с регуляцией ГГН-оси. В тоже время мы старались избежать системного воспаления, которое осложнило бы интерпретацию данных. Для индукции полиартрита обычно используют ПАФ, где концентрация микобактерий составляет 10 мг/мл, а животное иммунизируют в одну точку. Мы использовали препарат ПАФ с невысоким содержанием микобактерий (0,3 мг/мл), но увеличили число точек иммунизации до трех (суставы задних лап и основание хвоста). При подборе оптимальной дозы ПАФ мы ориентировались на изменение массы тела, как показатель общего состояния животного, и на концентрацию плазменных маркеров воспаления СРБ и РФ.
Важное значение также играет выбор линии крыс (Muir, Dumonde, 1982). Ряд линий (например, Lewis, DA) обладает генетически обусловленной предрасположенностью к аутоиммунным процессам, и часто используются для моделирования адъювантного полиартрита и энцефаломиелита. В настоящей работе мы использовали животных линии August, которые обладают устойчивостью к этим заболеваниям.
В таблице 1 представлены данные о динамике изменения объема суставов, массы тела, пищевом и питьевом поведении. Признаки воспаления суставов задних конечностей у животных опытной группы - покраснение, отечность были четко выражены на 1-21 день после инъекции ПАФ. Поражения ушных раковин, суставов передних конечностей, т.е. генерализованную фазу заболевания мы не наблюдали, поэтому в нашем случае правомочно говорить о билатеральном моноартрите.
Снижение массы тела крыс, особенно интенсивно происходящее на 1-й неделе после инъекции ПАФ, замедлялось на 2-й неделе, а на 3-Й неделе сменялось обратным процессом. Такая динамика изменения массы тела служит дополнительным подтверждением отсутствия системной фазы воспаления, сопровождающейся дальнейшим истощением животных.
По литературным данным (Sarlis et al., 1992) аутоиммунная фаза полиартрита начинается у животных на 12-15 день после иммунизации, длится несколько недель и характеризуется повышением плазменной концентрации воспалительных маркеров - СРБ, ИЛ-6, ФНОа В нашей модели концентрация СРБ (таблица 2) достигала наивысших значений на 2-е сутки после иммунизации, а затем постепенно снижалась, достигая контрольных значений через 3 недели после начала эксперимента. Известно, что СРБ продуцируется гепатоцитами под действием ИЛ-1, ИЛ-6 и ФНОо; его концентрация в крови коррелирует с уровнем этих цитокинов, и поэтому может служить косвенным показателем ихуровня (Heinrich et al., 1990, (/ Moshage, 1997).
Обратную динамику демонстрировал показатель суточного потребления пищи. Животные с артритом потребляли достоверно меньше пищи на первой и второй неделе наблюдения, к третьей неделе этот показатель возвращался к контрольным значениям. Это свидетельствует о том, что локальное периферическое воспаление было достаточно сильным, чтобы вызвать временные изменения поведения экспериментальных животных. Иммунный ответ на внедрение болезнетворных агентов сопровождается комплексом поведенческих реакций в мотивационной сфере, известных как "sickness behavior" и включает в себя снижение аппетита, подавление социального и полового поведения (Dantzer, 2001). Основными медиаторами "sickness behavior" являются провоспалительные цитокины ШІ-1 (а и 6 ), ИЛ-6 и ФНОа, которые синтезируются нейтрофилами, моноцитами/макрофагами, активированными при контакте с инфекционным/ агентом (Dantzer, 2001). у;" Одновременный анализ изменения концентрации СРБ в крови крыс с артритом, пищевого поведения и динамики изменения массы тела позволяет высказать предположение, что в нашей модели также имеет место обусловленная провоспалительными цитокинами «поведенческая депрессия». Исчерпывающая характеристика "sickness behavior" включает проведение тестов, оценивающих социальное и половое поведение животных. Однако эти тесты не были включены в план исследования, поскольку они основываются на анализе двигательной активности, и их интерпретация в связи с особенностями нашей модели была бы затруднительной.
Дня характеристики воспалительного процесса при моноартрите мы оценивали не только концентрацию СРБ, но и содержание в крови ААТ к серотонину и уровень РФ (таблица 2).
Различная динамика изменения уровня ААТ к серотонину и РФ, вероятно, обусловлена их физиологической ролью, а также может отражать происхождение антигена. Раньше всего (уже на 2-й день) в крови повышается концентрация РФ. РФ называются принадлежащие к классу антитела к Fc-фрагментам иммуноглобулинов G, которые, согласно современным представлениям, играют важную роль в защите организма от инфекционных агентов и регуляции иммунного ответа (Teraess, Opelz, 1998). Повышенный уровень РФ отмечается у пациентов с хроническими вирусными инфекциями, например при гепатитах С, паразитарных и аутоиммунных заболеваниях, в частности при ревматоидном артрите, криоглобулинемии, синдроме Сьегрена (Newkirk, 2002). Молекулы РФ, связывая Fc-фрагменты IgG, способствуют скорейшему формированию крупных иммунных комплексов с антигеном, его опсонизации и процессингу. Кроме того, В-лимфоциты, продуцирующие РФ могут выступать как антигенпрезентирующие клетки, способствуя развитию клеточного иммунного ответа. Быстрое появление РФ в крови в ответ на введение ПАФ, вероятно, отражает факт постоянного присутствия в организме довольно большой популяции коммитированных В-клеток (1-2% от циркулирующего пула лимфоцитов), способных синтезировать РФ в ответ на проникновение в организм инфекционных агентов (Newkirk, 2002).
Влияние никотина на показатели клеточного иммунитета у крыс с моноартритом и интактных животных
Как уже говорилось выше, при интерпретации результатов, полученных на моделях хронического воспаления суставов, необходимо учитывать и болевой компонент, действующий на мозг. Однако недавно было показано, что в отличие от хронического воспаления нейрогенная хроническая боль (пережатие седалищного нерва) у крыс, не вызывает активации ГГН-оси (Bomholt et al., 2005). Кроме того, не меняется и реактивность ГГН-оси. Поэтому, можно предположить, что активация ГГН-оси при моноартрите у крыс является следствием активации иммунитета.
Длительная активация ГГН-оси приводит к ослаблению ауторегуляторного контроля уровня глюкокортикоидов в крови, осуществляемого по механизму отрицательной обратной связи. В клинических условиях и в эксперименте оценить чувствительность центральных регуляторних структур к уровню глюкокортикоидов в крови можно, введя синтетический стероид дексаметазон системно, а затем измерив концентрацию глюкокортикоидов на пике суточных колебаний, либо в условиях эксперимента после стресса. Из данных, представленных в таблице 5 следует, что у крыс с моноартритом уровень кортикостерона в крови после проведенного дексаметазонового теста был достоверно выше, чем у контрольных животных, что свидетельствует об ослаблении чувствительности центральных структур к кортикостерону. Сходные данные были продемонстрированы на модели полиартрита у крыс (Stephanou et al., 1992), а также при введении животным бактериального ЛПС и провоспалительных цитокинов (Wiedenfeld and Yirmiya, 1996).
В регуляции уровня гормонов в крови задействованы гипофиз, гипоталамус, гшшокамп, префронтальная кора (Herman et al., 1996). Предполагается, что следствием длительной активации ГТН-оси и повышения уровня глюкокортикоидов в крови является снижение плотности глюкокортикоидных рецепторов (ГР) в этих структурах (de Kloet et al., 1998). Существует два типа рецепторов, различающиеся по своему сродству к глюкокортикоидам - высокоаффинные ГР I типа и низкоаффинные ГР II типа. Аффинность рецепторов ГРЇ примерно в 10 раз выше, чем ГРП. Считается, что при базальных концентрациях гормона рецепторы I типа находятся в связанном состоянии, а гормон-рецепторные взаимодействия с ГРП происходят при повышении концентрации глюкокортикоидов в крови, например при стрессе или на пике циркадных ритмов. Существование двух типов рецепторов позволяет мозгу по-разному реагировать в зависимости от концентрации гормона. Таким образом, например, регулируется возбудимость нейронов гиппокампа. При низких концентрациях глюкокортикоидов, сила входящего кальциевого тока невысока, что обеспечивает стабильную генерацию потенциалов действия нейронами. Высокие концентрации глюкокортикоидов способствуют усилению этого тока, что приводит к повышению возбудимости нейронов и их чувствительности к серотонину. Хотя плотность ГР зависит от многих факторов, основную роль играет лигандзависимый ауторегуляторный механизм. Повышение плазменного уровня глюкокортикоидов подавляет синтез ГР на транскрипционном уровне (Rosewicz et al., 1988), а адреналэктомия, наоборот, способствует увеличению плотности ГР (O Donnell et al., 1995). В работе Mizoguchi et al., 2003 было показано, что 4-х недельный комбинированный стресс вызывает снижение экспрессии ГР в гиппокампе, префронтальной коре, но не гипоталамусе у крыс. Прямая инфузия дексаметазона в гиппокамп и префронтальную кору не вызывала понижения концентрации кортикостерона в крови у этих крыс, а при инфузии дексаметазона в область гипоталамуса супрессорный эффект был одинаковым у животных контрольной и опытной группы. Также было показано, что инъекция животным ИЛ-1 или ЛПС приводит к уменьшению аффинности гиппокампальных ГР I типа к лиганду (Schobitz et al., 1994). На основании этих данных предполагается, что снижение плотности ГР в префронтальной коре и гиппокампе является причиной снижения чувствительности механизма отрицательной обратной связи у хронически стрессированных животных.
Нами отмечено достоверное уменьшение объема гиппокампа у крыс с моноартритом по сравнению с животными контрольной группы. Как уже было сказано, гиппокамп участвует в регуляции активности ГГН-оси. Помимо изменения плотности ГР хронический стресс также вызывает уменьшение объема этой структуры (McEwen, 2000). Показано, что нейроны гиппокампа являются исключительно чувствительными к уровню циркулирующих глюкокортикоидов; как недостаточное, так и избыточное количество гормонов оказывает повреждающее действие. Так хронический стресс или введение глюкокортикоидов вызывают пластические изменения в нейронах слоев САЗ, СА1, а также зубчатой извилины, состоящие в уменьшении арборизации и атрофии дендритных деревьев нейронов (McEwen, 2000). Другим типом пластических процессов, протекающих в гишгокампе и зависящих от адекватного уровня глюкокортикоидов, является нейрогенез. Известно, что зубчатая извилина относится к тем немногим областям мозга, в которых в течение всей жизни происходит деление и дифференцировка предшественников нейронов и глиальньгх клеток (Cameron et al., 1993). Деление нейробластов происходит в зоне хилуса, затем клетки-предшественницы мигрируют в гранулярный слой, где происходит их окончательная дифференцировка. На всех этапах дифференцировки клетки экспрессируют оба типа ГР (Cameron et al., 1993). Предполагается, что глюкокортикоиды влияют на пластические процессы в гиппокампе, регулируя экспрессию NMDA-рецеііторов нейронами, а также поддерживая определенный баланс между возбуждающими и тормозными медиаторными системами (Gould et al., 1997).
Таким образом, в экспериментальной модели воспаления нами выявлены признаки длительной активации ГГН-оси, сходные с теми, что наблюдаются при хроническом стрессе, а также при депрессивных расстройствах у человека.
Влияние никотина на нейроморфологические и функциональные особенности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси у крыс с моноартритом и интактных животных
Во многих экспериментальных работах показано, что никотин является важнейшим психоактивным компонентом табачного дыма, способствующим формированию табачной зависимости. Считается, что никотин связывается с расположенными на пресинаптических терминалях центральными N-XP и таким образом модулируют выброс многих нейромедиаторов, в частности, биогенных аминов. Традиционно наибольшее внимание исследователей в этой области привлекали дофаминергические пути мезолимбической системы, пластические изменения в которых, как полагают, и приводят к формированию никотиновой и других видов наркотической зависимости (Rowell et al., 1987; Di Chiara and Imperato, 1988). Действие никотина на мозг при воспалении ранее вообще не изучалось. В таблице 8 представлены результаты определения содержания биогенных аминов и некоторых метаболитов в мозгу интактных крыс, потреблявших никотин с питьевой водой в течение 3-х недель. Содержание серотонина во всех изучаемых структурах не различалось между животными контрольной и опытной группы, но у крыс, потреблявших никотин, в гиппокампе и префронтальнои коре было отмечено достоверно меньшее содержание основного метаболита серотонина — 5ГИУК. Та же тенденция наблюдалась в гипоталамусе и стриатуме. Из этого следует, что хроническое потребление никотина, вероятно, способствует снижению метаболизма серотонина в мозгу у крыс. Тот факт, что уровень самого серотонина при этом не снижался, говорит, о возможном снижении синтеза этого медиатора. Эти данные совпадают с немногочисленными клиническими наблюдениями. Benwell et al., 1990 при постмортальном анализе мозга курильщиков обнаружили пониженное содержание серотонина в гиппокампе и 5ГИУК в гиппокампе и ядре шва. Одновременно наблюдалось увеличение плотности 5НТЧА-рецепторов в гиппокампе. В другой работе (Malone et al., 2003) было продемонстрировано пониженное содержание 5ГИУК в цереброспинальной жидкости курильщиков, причем этот показатель был обратно пропорционален количеству выкуриваемых сигарет в день. Такая же зависимость наблюдалась и в фенфлюраминовом тесте, что является дополнительным подтверждением снижения активности серотонинергической системы мозга у курильщиков. Экспериментальные данные весьма противоречивы. Например, было показано снижение синтеза серотонина в синаптосомах, выделенных из гиппокампа крыс после хронического введения никотина; это эффект был обусловлен уменьшением числа переносчиков L-триптофана (Benwell et al., 1982). С другой стороны работе Suemaru et al., 1992 не было обнаружено изменений в активности серотонинергической системы у крыс, подвергавшихся действию табачного дыма. По другим данным (Kirch et al., 1987) уровень 5ГИУК не меняется, а содержание серотонина повышается в гипоталамусе и снижается во фронтальной коре крыс после длительной инфузии никотина. Острое введение никотина, согласно большинству литературных данных, вызывает усиление метаболизма серотонина в различных участках мозга (Singer et al, 2004). По-видимому, противоречия объясняются различными методическими подходами: выбором дозы и способом введения никотина.
В настоящей работе было обнаружено влияние никотина на метаболизм катехоламинов - норадреналина и дофамина. В стриатуме крыс, потреблявших никотин, содержание норадреналина и основного метаболита дофамина - ДОФУК, было достоверно ниже, чем у животных контрольной группы.
Снижение содержания метаболита при нормальной концентрации дофамина, так же как и в случае с серотонином, может свидетельствовать о подавлении метаболизма и синтеза медиатора. Объяснить причину изменения концентрации норадреналина сложнее, т.к. мы не измеряли содержание его основного метаболита- З-метокси-4-гидроксифенилгликоля. В работе Kirch et а1.Д987 также было обнаружено снижение уровня ДОФУК в стриатуме при неизменном уровне дофамина, и уменьшение содержания норадреналина во фронтальной коре крыс после инфузии никотина. По І данным Suemaru et aL, 1992, у крыс, подвергавшихся воздействию табачного дыма в течение 21 дня, содержание норадреналина в таламусе, гипоталамусе, мосте и стволе мозга также падает. Большинство же исследователей «острых» эффектов никотина, а также клинические данные, полученные с применением томографии (Brody, 2005) свидетельствует об усилении активности катехоламинергических систем мозга, что отражает психостимулирующее действие никотина на ЦНС (Singer et al., 2004).
В ряде исследований с использованием острого и хронического введения никотина животным обнаружена стимуляция экспрессии фермента лимитирующей стадии синтеза катехоламинов - тирозингидроксилазы (Sun et al., 2004, Smith et al, 1991, Serova, Sabban, 2002). Клинических данных о содержании и активности тирозингидроксилазы у курильщиков гораздо меньше. По данным Klimek et al., 2001, полученным при постмортальном исследовании мозга, у курильщиков уровень этого фермента в голубом пятне был гораздо ниже, чем у некурящих. Geracioti et al., 1999 оценивали концентрацию другого метаболита дофамина - ГВК в цереброспинальной жидкости курящих и некурящих и обнаружили, что в группе курильщиков содержание этого метаболита существенно снижено. Авторы делают вывод о возможном снижении метаболизма дофамина у курящих вследствие снижения активности моноаминооксидазы типа В - ключевого фермента, осуществляющего катаболизм катехоламинов в мозгу. При помощи позитронно-эмиссионной томографии было обнаружено, что у курильщиков снижена активность этих ферментных систем (Flower et al., 2003). Наблюдаемое нами снижение концентрации ДОФУК у крыс, потреблявших никотин, может быть связано именно с дефицитом моноаминооксидазной активности.
Нельзя исключать возможность и того, что некоторые из наблюдаемых нами признаков угнетения метаболизма катехол- и индоламинов мозга являются ранними признаками синдрома отмены -животных забивали в светлое время суток, т.е. в период покоя. С другой стороны, показано, что одним из таких признаков является выраженное уменьшение концентрации дофамина в стриатуме (Rahman et al., 2004), чего не наблюдалось в наших условиях.
