Введение к работе
2,0 ^ *э"
Актуальность проблемы. Актуальной задачей современной физиологии является выяснение роли физиологически активных веществ в регуляции функционального состояния ЦНС и обеспечении устойчивого функционирования при измененных состояниях организма. Одними из важнейших биорегуляторов являются опиоидные пептиды, играющие особую роль в поддержании гомеостаза. Эта группа веществ участвует практически во всех физиологических процессах (Климов,1 1983, 1986; Ашмарин, Каменская, 1988; Соколова, 1988; Ерошенко, Лукьянова, 1989; Громов, 1992; Угрюмов, 1999). Исключительно эффективно их модулирующее воздействие на функциональное состояние ЦНС, на показатели ВИД, в частности, на такие важнейшие показатели состояния ЦНС, как уровень тревожности, моторная активность, исследовательская активность (Ашмарин, 1988, 1991; Бахарев, 1989). Роль этих веществ в системе регуляции, как правило, повышается при измененных состояниях организма: стрессе, ишемии, фармакологическом, токсическом или ином воздействии (Громов, 1992; Лишманов и др., 1997), гипоксии. Многие опиоидные пептиды, в особенности энкефалины, активно изучаются как фармакологические средства (Орлов и др., 1987; Брагин, Яснецов, 1991; Ашмарин и др., 1992; Ашмарин, 1997; Антонова и др., 1996; Волков и др., 1996, Слепушкин, 1997). Энкефалины присутствуют почти во всех структурах мозга млекопитающих. Их распределение неравномерно и специфично: наибольшая концентрация энкефалинов и энкефалинсодержащих волокон обнаружена в области полосатого тела и гипоталамуса. Эти клеточные группы, представленные небольшими би- и мультиполярными клетками, дают начало развитой системе волокон и терминалей, образующих энкефа-линергические пути. Энкефалины участвуют в обеспечении регуляции эндокринных функций, различных сенсорных процессов, поведенческой и вегетативной интеграции. Во многом это связано с их способностью специфически модифицировать обмен всех медиаторов. Особенно тесное взаимодействие в центральной и периферической нервной системе характерно для эн-кефалинергических и катехоламинергических структур. Катехоламинергиче-ские структуры богато иннервированы эндопиоидергическими терминалями, прилежащими к катехоламинергическим нейронам и волокнам, причем во многих случаях опиатные рецепторы локализуются пресинаптически на катехоламинергических терминалях. Разные опиатные лиганды по-разному могут влиять на активность одной и той же медиаторной системы, в результате чего эндопиодная система сложно и далеко не однозначно воздействует на обмен основных медиаторов мозга и их освобождение.
Еще один важный аспект проявления активности эндопиоидов в организме - возможность модуляции регуляторных эффектов пептидов эндогенными гуморальными агентами. Большой интерес в этой связи вызывает возможность использования линейных полиэлектролитов - полиаминов, глико-заминогликанов и т. п., способных к комплексообразованию и стабилизации конформации ряда энзимов, информонов. рецепторов, к, ?ем самым, моди-
Г рОС НАЦИОНАЛЬНА» | БИБЛИОТЕКА I
фикации эффектов биорегуляторов (Вакуров, 1998; Гладилин, Левашов, 1996; Кудряшова, Гладилин. Левашов, 2002). Среди линейных анионных полимеров, потенциальных модифицирующих эффекты белково-пептидных биорегуляторов, чрезвычайно активно изучается такой гликозаминогликан, как гепарин (Кудряшов, 1975; Ляпина и др., 1989; Yang et al, 1991; Wang et al, 1996; Olianas, Onali, 1997; Galeotti etal, 2003). Гепарин имеет сильный отрицательный заряд из-за большого числа ковалентно связанных сульфатных группировок и карбоксильных кислотных групп, которые делают гепарин сильной органической кислотой и очень эффективным комплексообразова-телем (raurent, 1977). Установлена способность гепарина влиять на проявление эффектов многих РП и гормонов: АКТГ, ТРГ, ЛГ, паратгормона, инсулина, брадикинина, опиоидных пептидов (Ляпина, 1987; Кондашевская, Ляпина, 1998). Гепарин как ингибитор рецепторов инозитол-трисфосфата подавляет неконкурентным способом связывание с с-рецептором опиоидов 3H+-N-аллилнорметазоцина в микросомальной фракции мозга и мембран печени крыс (Tsao, Su, 1996). Гепарин уменьшает фосфорилирование дельта-опиоидных рецепторов, соединенных с G-белком, и, как следствие, снижает гипосенсибилизацию, вызванную специфическим опиоидным агонистом эторфином и Б-А1а2,-0-Ьеи5-энкефалином (БАГ)ГЕ) (Hasbi et al, 1998; Morikawa et al, 1998). Гепарин может участвовать в структурно-функциональном объединении различных биологически активных веществ пептидной природы с образованием сложных регуляторных комплексов. Так, бета-эндорфин (1-31) способен связываться с различными компонентами плазмы и сыворотки крови человека в присутствии гепарина, например с S-белком плазмы.
Исходя из вышесказанного, можно предположить, что модулирующие влияния на функциональное состояние ЦНС и устойчивость к экстремальным влияниям посредством опиоидов пептидной природы во многом определяется эффективностью воздействия на медиаторные процессы в нервной системе и вовлеченностью модифицирующих эндогенных гуморальных агентов. Ввиду достаточно быстрого распада естественных опиоидов в организме и наличия множества различных подтипов рецепторов к этим веществам, наиболее рациональным представляется использование высокостабильных синтетических аналогов эндопиоидов с высоким сродством к определенным подтипам рецепторов. Мы остановили наш выбор на даларгине - препарате отечественного производства. Даларгин представляет собой стабилизированный структурный аналог лей-энкефалина в виде фрагмента продинорфина. В даларгине произведена замена глицина на D-аланин, а к С-терминальной части молекулы энкефалина добавлен аргинин. Даларгик имеет высокую аффинность к 5-рецепторам и меньшую - к д-рецепторам (Зайцев и др., 1993). Очень высокая концентрация 8-рецепторов в головном мозге наблюдается в лимбической системе мозга (Сергеев, Шимановский, 1987). Доказано, что корково-лимбико-ретикулярные связи лежат в основе многих аспектов эмоционального поведения, и нейрохимические механизмы этих связей во многом опосреДукітся через энкефалины (Казаков, Кравцов и др., 1990). Велика
роль этих связей и во влиянии высших отделов ЦНС на висцеральные функции, особенно при экстремальных состояниях. Даларгин предлагается к использованию как антигипоксант (Орлов и др., 1987; Брагин, Яснецов, 1991; Ашмарин и др., 1992; Ашмарин, 1997; Антонова и др., 1996; Волков и др., 1996, Слепушкин, 1997).
Цель и задачи исследования. Целью работы было изучение нейро-тропных свойств даларгина и его влияния на устойчивость к гипоксии как при самостоятельном введении, так и на фоне фармакологических агентов, влияющих на гепариновый статус организма и функционирование катехола-минергической нейротрансмиссии в ЦНС.
Для достижения поставленной цели ставились следующие задачи:
Исследовать способность даларгина влиять на поведение мышей при внутрибрюшинном введении в дозах 0.5, 1.0 и 3.0 мг/кг в тесте открытое поле (ОП).
Исследовать способность даларгина влиять на устойчивость животных к гипоксии в модели острой гипобарической гипоксии (ОГБГ) при тех же значениях доз.
Изучить специфичность выявленных эффектов даларгина с помощью высокоселективного блокатора опиоидных рецепторов налоксона.
Исследовать возможное участие гепарина в проявлении изучаемых эффектов даларгина, используя различные дозы экзогенного гепарина и блокатор эндогенного гепарина протаминсульфат.
Изучить влияние даларгина на устойчивость мышей к гипоксии на разных этапах нейролепсии, вызванной производным фенотиазина аминазином.
Научная новизна исследования. Доказана способность даларгина влиять на процессы ВИД при периферическом введении. Установлена способность даларгина нормализовать поведение при использовании в дозе, существенно меньшей дозы, проявляющей антиноцицептивный эффект. Выявлена и охарактеризована одинаковая зависимость нейротропных и ан-тигипоксических эффектов даларгина от используемых доз. Впервые выявлена чувствительность нейротропных и антигипоксических эффектов даларгина к изменению гепаринового статуса. Показано диаметрально противоположное воздействие аминазина на устойчивость к гипоксии на различных стадиях его влияния на активность ЦНС. Впервые выявлена способность даларгина корректировать прогипоксическое влияние аминазина на этапе его возбуждающего ЦНС действия, и оказывать негативное влияние на процесс постгипоксического восстановления организма при предгипок-сическом введении даларгина в условиях выраженной нейролепсии.
Практическая и теоретическая значимость работы. Диссертационная работа является одной из первых работ, посвященных сопоставлению нейротропных и антигипоксических эффектов синтетического опио-идного пептида и особенностей их проявления при изменении гепаринового статуса организма и активности катехоламинергических медиаторных систем ЦНС. Полученные данные расширяют представления о роли энке-
фалинов в регуляции поведения и устойчивости к гипоксии. Полученная информация позволяет рассматривать даларгин, активно используемый в терапии заболеваний желудочно-кишечного тракта, как перспективное средство против эмоциональных расстройств и гипоксии. Получены конкретные значения доз, проявляющих и не проявляющих выявленные эффекты. Доза, проявляющая нейротропный и антигипоксический эффект, существенно ниже проявляющей антиноцицептивную активность. Выявлены принципиально новые аспекты участия гепарина в регуляции поведения и проявлении эффектов опиоидного биорегулятора при гипоксии, отмечены негативные моменты в действии гепарина в плане влияния на устойчивость к гипоксии. Охарактеризовано влияние на устойчивость к гипоксии широко используемого в клинике нейролептика аминазина на разных этапах его влияния на ЦНС, показана возможность коррекции даларгином негативного влияния нейролепсии на ранних этапах действия аминазина. Отмечена возможность негативного развития постгипоксического процесса при сочетанном использовании даларгина и аминазина при гипоксии на этапе выраженного торможения активности ЦНС. Учитывая широчайшее применение гепарина и нейролептиков в самых разных разделах практической медицины — хирургии, анестезиологии, кардиологии, неврологии -полученная информация о значении даларгина как потенциального корректора измененных состояний организма позволяет предполагать возможность использования этих сведений в клинической практике. Основные положения, выносимые на защиту:
Даларгин увеличивает исследовательскую активность и снижает тревожность при внутрибрюшинном введении и увеличивает устойчивость к гипоксии, в одном и том же диапазоне доз.
Гепарин увеличивает исследовательскую активность и снижает тревожность при внутрибрюшинном введении и способствует повышению устойчивости к гипоксии.
Проявления нейротропного и антигипоксического действия даларгина чувствительны к изменениям гепаринового статуса организма.
Нейролепсия, вызываемая аминазином, сопровождается фазным изменением устойчивости к гипоксии: на этапе возбуждения ЦНС повышается чувствительность к гипоксии, а на этапе угнетения активности ЦНС увеличивается устойчивость к кислородной недостаточности.
Даларгин корректирует прогипоксантный эффект аминазина на этапе возбуждения ЦНС нейролептиком, но ухудшает процесс постгипоксического восстановления при введении на этапе угнетающего влияния аминазина в условиях гипоксии.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на 8-ой Нижегородской сессии молодых ученых (естественнонаучные дисциплины) "Голубая Ока", 20 - 25 апреля 2003 г., Нижний Новгород, 2003 г., где отмечены дипломом первой степени; Пироговской студенческой научной конференции Студенческого научного общества Российского государственного медицинского университета, Москва, 2003 г.; \Ш межаународ-
ной конференции "Центральные и периферические механизмы
вегетативной нервной системы", Донецк, 2003 г.; Ш Всероссийской конференции с международным участием "Механизмы функционирования висцеральных систем", Санкт-Петербург, 29 сент. - I окт. 2003 г.; 6-ой и 7-ой пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука 21-го века», Пущино, 2002 и 2003 п\
По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе две в центральной печати.
Структура и объем диссертации. Материал диссертации изложен на 130 страницах машинописного текста, иллюстрирован 30 рисунками. Работа состоит из введения, обзора литературы, характеристики материала и методов исследования, глав результатов исследования и обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, содержащего 130 источников, из которых 60 на русском и 70 на иностранных языках.
