Введение к работе
Актуальность проблемы. Давно установлено, что в определении поведения человека и животных огромную роль играет врожденная безусловнорефлекторная основа, ее пищевые, оборонительные, половые, исследовательские и прочие компоненты. В их число входит материнско-детское взаимодействие. Многочисленные исследования показали, что в обеспечении этого типа поведения задействованы такие структуры как преоптические и супраоптические области гипоталамуса, nucleus accumbens, ventral tegmental area, миндалевидный комплекс, вомеро-назальный орган (Walsh at al., 1996). Нейрохимическую основу материнско-детских взаимоотношений обеспечивают окситоцин, вазопрессин, катехоламины, эндогенные опиоидные пептиды. Все они являются ключевыми субстратами в проявлении привязанности самок к детенышам и детенышей к тем, кто проявляет о них заботу (Nelson, Panksepp, 1998). Так, снижение высокого уровня мозгового Р-эндорфина в околородовой период требуется для включения материнского поведения, морфин блокирует это включение; он же нарушает сложившееся материнское поведение и агрессию у кормящих самок (Rosenblatt et al., 1988). Введение Р-эндорфина в желудочки мозга прерывает нормальное материнское поведение (Felicio at al., 1991). Byrnes с соавторами (2000) выявили у самок крыс рост общей продолжительности кормления и нахождения в гнезде после центрального и периферического введения налоксона. В случае новорожденных морфин увеличивает время, проведенное около самки, а блокаторы опиоидных рецепторов вызывают противоположный эффект (Agmo et al., 1997). Они же нарушают формирование предпочтения детенышем запаха матери (Roth, Sullivan, 2003).
Существует представление, что кроме эндогенных опиоидов, на поведение детенышей и самок способны влиять опиоидные пептиды пищевого происхождения. В первую очередь это относится к фрагментам р-казеина молока р-казоморфинам. Показано, что р-казоморфины, образуясь в просвете кишечника при переваривании молока, могут затем всасываться в кровь новорожденных и воздействовать на опиоидные рецепторы различных типов (Teschemacher et al., 1997). При этом регистрируются как немедленные («острые») изменения поведения, так и отставленные эффекты, сохраняющиеся даже у взрослых животных (Маклакова, 1996; Дубынин, 2001). Большинство из них имеет анксиолитическую, снижающую уровень тревожности направленность. С другой стороны, имеются данные о присутствии р-казоморфинов в плазме крови и спинномозговой жидкости женщин, страдающих послеродовым психозом (Lindstrom et al., 1984; Renlund et al., 1993). В целом воздействие Р-казоморфинов на поведение детенышей млекопитающих, по-видимому, может считаться нормальным, желательным и даже необходимым. В то же время для кормящих самок пептиды данной группы рассматриваются в качестве патогенного фактора. Очевидна необходимость и актуальность
{ РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ і БИБЛИОТЕКА I
прямой экспериментальной проверки справедливости этих представлений, которая и была предпринята в нашей работе.
Цель и задачи исследования. Целью представленной диссертационной работы явилось исследование поведенческих эффектов р-казоморфинов при системном (внутрибрюшинном) введении кормящим самкам и детенышам белых крыс. В работе были поставлены следующие конкретные задачи:
определить характер влияния основного представителя группы Р-казоморфинов гептапептида Р-казоморфина-7 (YPFPGPI) на материнское поведение белых крыс при однократном введении; сравнить эффекты гептапептида с влиянием на материнское поведение морфина, налоксона, а также укороченных с N-конца пентапептида PFPGP и тетрапептида FPGP;
выявить возможность и характер влияния р-казоморфина-7 на материнские реакции белых крыс при хроническом введении в возрасте 1-14 и 21-34 дней (поведение самок анализировалось после первых и вторых родов);
изучить изменения «детского» (зависящего от самки) поведения детенышей белых крыс под влиянием однократного введения Р" казоморфина-7; сравнить эффекты гептапептида с влиянием на детское поведение морфина, налоксона, а также пентапептидов PFPGP, YPFPG и тетрапептида FPGP (возраст детенышей составлял 10 и 17 дней);
исследовать возможность и сроки проявления влияния Р-казоморфина-7 на двигательную активность, тревожность и депрессивные составляющие поведения детенышей белых крыс (возраст 21-49 дней); сравнить эффекты гептапептида с влиянием на поведение детенышей пентапептидов PFPGP, YPFPG и тетрапептида FPGP.
Каждому из разделов работы предшествовал анализ литературы, выбор и отработка соответствующих методических подходов. Сравнение эффектов р-казоморфина-7 с действием его укороченных с С- и N-концов аналогов, а также морфина и налоксона проводилось с целью анализа механизмов влияния р-казоморфинов на параметры материнско-детского взаимодействия (оценка выраженности опиоидной составляющей этих влияний).
Научная новизна. Опиоидные фрагменты белков пищевого происхождения (не только Р-казоморфины, но и экзорфины, геморфины, рубисколины) являются мало изученной группой регуляторных пептидов. В связи с этим практически все полученные нами результаты обладают высоким уровнем новизны и не имеют аналогов в литературе. Это относится как к оценке способности Р-казоморфинов влиять на выраженность родительской мотивации, так и к их воздействию на параметры детского (зависящего от матери) поведения. В представленной
работе впервые исследована и подтверждена важная роль В-казоморфинов в регуляции такого важнейшего аспекта внутривидового поведения, как материнско-детские взаимоотношения. Кроме того, анксиолитические свойства Р-казоморфинов, ранее показанные для взрослых животных, а также при хронической инъекции новорожденным, подтверждены нами и при однократном введении детенышам; определены сроки проявления этой составляющей активности р-казоморфинов в онтогенезе белых крыс. То же справедливо по отношению к эффектам Р-казоморфинов, снижающим депрессивные проявления поведения.
Положения, выносимые на защиту. Полученные результаты показывают, что физиологическая роль казеинов молока не ограничивается доставкой аминокислот, необходимых для построения организма. Содержащие Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-ііоследовательность (а в ряде случаев - ее укороченные с N-конца участки) фрагменты казеинов В-казоморфины при попадании в организм новорожденных и взрослых млекопитающих способны оказывать значимое нейротропное (изменяющее поведение) действие. В случае детенышей наиболее выраженной составляющей такого действия является усиление зависимых от матери реакций, проявляющееся в наиболее ранние сроки (уже в возрасте 10 дней) и при введении относительно низкой дозы препаратов. Позже регистрируются анксиолитические эффекты Р-казоморфинов (28 дней) и их способность снижать депрессивные проявления поведения (35 дней). Подавляющее большинство наблюдаемых на фоне применения исследованных препаратов изменений поведения детенышей могут быть охарактеризованы как адаптивно благоприятные. В случае кормящих самок продемонстрировано, что инъекция р-казоморфинов приводит к снижению уровня материнской мотивации. Обнаруженные изменения, будучи достоверными, по выраженности уступают эффектам на порядок меньшей дозы морфина. Тем не менее, мы считаем, что опиоидные фрагменты казеинов молока могут рассматриваться как фактор, способный содействовать развитию нарушений материнского поведения. Это заключение подтверждается анализом последствий хронического введения Р-казоморфина-7 в раннем постнатальном периоде (1-14 и, особенно, 21-34 дни жизни): ослабление родительских реакций наблюдалось у самок не только после первых, но и после вторых родов.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты позволяют значительно расширить представления о физиологической роли р-казоморфинов, подтвердить и конкретизировать целый ряд имевшихся в этом отношении гипотез. В случае детенышей крыс нами проанализирована ситуация, в которой находится нервная система каждого новорожденного, питающегося молоком с опиоид-содержащими казеинами (что справедливо и в отношении человека).
Показано, что входящие в питание пептидные опиоидные компоненты являются физиологически значимыми факторами, от наличия либо отсутствия которых зависит реализация многих важнейших (в смысле выживания и полноценного развития) реакций детеныша. В первую очередь это относится к проявлениям зависимого от матери поведения, а также к уровню тревожности. Результаты наших исследований свидетельствуют о важности присутствия в заменителях женского молока р-казоморфинов и позволяют прогнозировать последствия казоморфиновой депривации. С другой стороны, деградация белков молока может происходить прямо в молочной железе кормящей самки. В результате этого Р-казоморфины получают возможность воздействовать на нервную систему матери. Не исключено, что такое действие является не только патогенетическим фактором, но может играть адаптивно благоприятную роль, ограничивая избыточные проявления материнского поведения. Интересными представляются также перспективы клинического применения налоксона как препарата, повышающего уровень родительской мотивации.
Апробация работы. Апробация результатов представленного диссертационного исследования успешно прошла на Международной конференции "Роль нейромедиаторов и регуляторных пептидов в процессах жизнедеятельности" (Минск, 1999), 2-м Российском конгрессе по патофизиологии (Москва, 2000), 5-й конференции Европейского общества нейропсихофармакологов (Санкт-Петербург, 2000); 30-м совещании по проблемам ВНД (Санкт-Петербург, 2000); 18-м съезде Общества физиологов им. И.П. Павлова (Казань, 2001), 3-м съезде биохимического общества (Санкт-Петербург, 2002), 2-м съезде Российского научного общества фармакологов (Москва, 2003), Российском симпозиуме по химии и биологии пептидов (Москва, 2003), а также на ряде заседаний кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ.
Структура и объем работы. Диссертационая работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов исследования, их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 182 страницах, содержит 21 рисунок и 42 таблицы. Список литературы включает 265 источников, из них 30 отечественных.
