3.5. Эффекторные системы дофаминовых рецепторов
В 1972 году Гриигард и соавторы в верхнем шейном ганглии млекопитающих обнаружили аденилатциклазу, активируемую дофамином. Позднее было установлено, что Д,-рецептор сопряжен с аденилатциклазой при помощи С8-белка [Balmforth A.J., Ball S.Q., Freshney R.L. et al., 1986, Vincent S.R., Drinnan S.L., Hope B.T. 1990]. Образующийся в результате активации адепилатциклазы цАМФ стимулирует протеинкиназы А и С, которые фосфорилируют альфа-субъединицу Na-K-АТФазы [Btguin P., Beggah A., Cotecchia S., Geering К. 1996]; отметим, что аналогичные процессы происходят при активации бета(2)-или альфа (1 )-адреиорецепторов и мускариновых холииоре-
цеиторов.
Д(-рецепторы имеют преимущественно постсинаптическую локализацию. Однако у крыс стимуляция Д^рецепторов мозга увеличивает выделение дофамина [Walters D.E., Howard S.G. 1990]. Выделение дофамина в хвостатом ядре также оносредуется Д,-рецепторами [Kurata K.,Shibata К. 1991]. Д,-агонисты стимулируют выделение ацетилхолина. Но оно опосредовано непрямой активацией нейрокиншювых рецепторов [Andersen P.H., Gronvald F.C., Hoh'weg R. et al., 1992]. В периферических тканях Д,-рецепторы на'даны в сердце, сосудах почек, кишечника, где они оиосредуют сосудорасширяющий эффект дофамина.
Всего клонировано четыре подтипа Д,-рецепторов. Д1А, Д1В, Д]Д и Д1С. Д1А — собственно Д^рецептор, Д1Б — Д5 рецептор. Д]Д-рецеитор состоит из 445 аминокислотных остатков. Его аффинитет к дофамипу в 10 раз выше, чем у Д,-рецепторов. Д]Д и Д1С-рецепторы сопряжены с аденилатциклазой. Их возбуждение приводит к активации фермента [Demchyshyn L.L, Sugamori K.S., Lee FJ. 1995].
Эффекторной системой, сопряженной с Д2-рецепторами является аденилатциклаза. Путем введения к ДНК Д2-рецепторов в LtK клетки мышиных фибробластов получены Д2-рецепторы, активация которых тормозила активность аденилатциклазы [Neve К.A., Henningsen R.A., Bunzow J.R., Civelli О. 1989, Ningsen R.A., Bunzow J.R., Civelli О. 1989]. В опытах на культуре клеток яичника китайского хомячка, в которых клонировали кДНК для Д2-рецепторов, дофамил ипгибировал стимулированное форсколипом накопление в клетках цАМФ [Kanteman R.J., Mahan L., Briley E.M. et al., 1991]. Активация Д2-рецепторов тормозит активность аденилатциклазы ГТФ-зависимым образом [Cooper D.M.F., Bier-Laning C.M., Halford M.K. et al., 1986]. Д2-рецеп-торы регулируют циклазную систему посредством Gi, или Gi2 белков [Izenwasser S., Cote Т.Е. 1995]. Дофамин через Д2-рецепторы повышает проницаемость клеток гипофиза для К* [Memo M., Pizzi M., Missale С. et al., 1990]. Активация Д2А-реценторов приводит к стимуляции Са-активируемых К* каналов, сопряженных с G белками, а Д2В-рецепторов—потенциалуп-равляемых К+ каналов, также сопряженных с G белками [Memo M., Pizzi M., Missale С. et al., 1990]. Дофамин ингибировал чувствительные к конотоксину Са** токи в симпатических нейронах [Aguayo L.G., Grossie J. 1994].
Уровень экспрессии мРНК Д2-рецепторов в мозге крыс неуклонно возрастает от 1 до 28 дней в онтогенезе, после чего медленно снижается до минимального уровня к 12 месяцам [Srivastava L.K., Morency M.A., Mishra R.K. 1992]. Активность Д2-рецепторов снижается при старении, что может быть связано с усилением перекисного окисления липидов [Oliveira C.R. 1987]. При этом наблюдалось снижение Втах связывания ра-диолигандов с Д2-рецептором [Lyo M., Yamasaki Т. 1993]. Длительная обработка дофаминергических рецепторов гипофиза фосфатидилсерином увеличивала их аффинность у старых крыс [Renzo G., Amoroso S., Taglialatela M. et al., 1987]. Ганг-лиозид JM может также предотвратить изменение Kd Д2-реце-пторов при введении нейротоксина МРТФ [Hadjiconstantinov M., Weihmuller F., Neff N.H. 1989], восстановить активность тирозиигидроксилазы, сниженную химическим воздействием; предотвратить истощение запасов дофамина, вызываемое фармакологическими средствами [Schneider J.S. 1992].
Д2-рецепторы отличаются более значительным резервом по сравнению с Д,-рецепторами [Nielsen E.B., Andersen P.H. 1992]. Они вступают с Д,-рецепторами в кооперативное взаимодействие с одним и тем же пулом аденилатциклазы. Стимуляция Д,-рецепторов усиливает эффект блокады Д2-рецепторов [Szmigielski A., Zalewska-Haszubska J. 1991].
Д2-рецепторы являются ауторецепторами. Агонисты нерго-лид и LY 171555 (1 и 10 мкМ) уменьшали спонтанное и стимулированное вератрином высвобождение дофамина в мозге, а антагонист сульпирид увеличивал высвобождение и тормозил влияние перголидаи LY171555 [Herdon H., Strupish J., Nahorski
S.R. 1987]. Апоморфин (108 — 10"5M) тормозил высвобождение дофамииа максимально через 60 мин. Дозы 10"4М и выше вызывали двухфазный ответ с первой короткой фазой усиления выброса дофамина [Goiny M., Guix Т., Herrera M.M., Ungerstedt M. 1989]. Угнетение выброса дофамина агониста-ми Д2-реценторов обусловлено подавлением тока Са2+ в преси-наптической мембране. Пресинантические Д2-рецепторы участвуют также в регуляции высвобождения норадреналина (НА). На срезах мозга крыс, инкубированных с [3Н]НА агонисты Д2-рецепторов В-НТ920, В-НТ958, аноморфин снижали высвобождение норадреналина, которое предотвращалось Д2-антагони-стом сульниридом [Cichini G., Placheta P., Singer E.A. 1987]. Активация пресинаптических Д2-реценторов периферических тканей, угнетая высвобождение норадреиалина, вызывает релаксацию сосудов [Ohlstein E.A., Zabko-Potapovich В. 1984], снижение АД и ЧСС [Nagahama S., Chen Y. F., Lindheimer M.D., Oparil S. 1986]. Д2-рецепторы регулируют активность тиро-зингидроксилазы и синтез дофамина на дофамин-ергических нервных окончаниях в стриатуме свинок, а у крыс в этот процесс вовлечены Д,- и Д2-рецепторы [Johnson E.A., Tsou C.E., Harrison-Shahan G., Azzaro A.J. 1992].
Согласно данным I.Yamaguchi и соавт. [Yamaguchi I., Walk S.F., Jose P.A., Felder R.A. 1996] Д,-рецепторы опосредуют ингибирование Na+/H+ обмена и активности Na+/K+-AT-Фазы, а Д2-рецепторы—стимулирование Na+/K+ обмена в нро-ксимальных канальцах клеток почек.
Хотя способность дофамина в низких концентрациях стимулировать активность аденилатциклазы в гомогенате полосатого тела крыс была обнаружена еще в 1972 г., до сих пор не известно, какую физиологическую роль играет этот эффект
дофамина.
Между способностью дофаминовых агонистов влиять на поведение и стимулировать дофаминчувствительную аденилат-циклазу корреляции не было найдено.
Дофаминергическая адеиилатциклаза обнаружена в пре- и в постсинаптических мембранах.
С помощью дофамииа, связанного с высокомолекулярными полимерами, С.Н. Кожечкин и Е.А.Кузиецова (1984) показали, что специфические рецепторы, чувствительные к дофами-иу, находятся на внешней поверхности нервных клеток.
В сопряжении дофаминовых рецепторов с аденилатцикла-зой принимают участие фосфолипиды. Об этом свидетельствуют результаты, полученные F.Srivastava и N.Johnson (1981), которые показали, что обработка отмытых мембран полосатого тела крыс фосфолипазами А2 и С предотвращает активацию аденилатциклазы дофамином. Способность дофамипа стимулировать аденилатциклазу восстанавливали азолектин, фос-фотидилхолин, но не фосфотидилинозит.
Важно, что дофамии может влиять па обмен фосфолипидов. G.Le Fur и соавт. (1981) показали, что взаимодействие дофа-мина с рецепторами лимфоцитов мышей, выявляемых но связыванию 3Н-спироперидола, сопровождается стимуляцией синтеза фосфатидил-М-монометила, М.М-диметилэтаноламипа и фосфатидилхолина. Данный эффект дофамипа был стерео-специфичеи, чувствителен к ГТФ, зависел от дозы и блокировался галоперидолом. При этом дофамин увеличивал вход Са2+ в клетки, что может быть обусловлено изменением вязкости мембраны вследствие метилироваиия фосфолииидов.
Клетки передней доли гипофиза содержат два различных типа дофаминовых рецепторов: один тип, регулирующий высвобождение пролактина, не сопряжен с адепилатциклазой, другой тип, с неизвестной функцией, сопряжен с адеиилатцикла-зой и регулируется ГТФ. Отметим, что эта роль ГТФ вообще характерна для дофамиповых рецепторов, сопряженных с адепилатциклазой (ГТФ уменьшает связывание агопистов, но не антагонистов с дофамиповыми рецепторами полосатого тела крыс).
Стимуляция Д2-дофамиповых рецепторов передней доли гипофиза крыс приводит к иигибировапию способности L-изоиро-теренола индуцировать накопление цАМФ и катехоламипстиму-лируемого увеличения активности аденилатциклазы [Munemura М., 1980], а также к подавлению стимуляции вазоактивпым непти-дом кишечника аденилатциклазы [Onali P. et al., 1981].
Можно полагать, что активация дофамиповых рецепторов передней доли гипофиза может влиять па секрецию гипофи-зариых гормонов путем подавления стимуляции различными веществами адепилатциклазы.
По данным T.E.Costa и соавт. (1983), стимуляция этих же Д2-рецепторов сопровождается снижением базалыюй и стимулируемой изопротереиолом активности аденилатциклазы. Холерный токсин увеличивал активность аденилатциклазы, снижал способность агопистов 3-адрепорецепторов увеличивать активность этого фермента, по не изменял функциональную активность Д2-рецепторов. В присутствии холерного токсина для ипгибировапия дофаминергическими агонистами активности аденилатциклазы было необходимо наличие ГТФ. Негид-ролизуемый аналог ГТФ 5-гуапилимидодифосфат без этих
агопистов ингибировал активность адепилатциклазы. Можно считать, что Д2-рецепторы сопряжены с ингибирующей гуани-лиуклеотидпой компонентой и что при стимуляции этих рецепторов происходит изменение свойств данной компоненты, в результате чего она взаимодействует с ГТФ и тем самым инги-бирует активность адеиилатциклазы (схема 7).
Дофаминсргаческий агонист (дофамин) индуцирует взаимодействие Д2-рецепторов (Д-2) с ингибирующим гуанилнуклсотидным компонентом (Ц). При этом ГТФ взаимодействует с N,, что приводит к ингибированию активности аденилатциклазы.
Исследования дофамиповых рецепторов передней доли гипофиза показали возможность их существования в двух состояниях с различным аффинитетом. A.De Lean и соавт. (1983) с помощью количественного анализа связывания антагониста дофаминовых рецепторов 3Н-снироперидола с мембранами клеток передней доли гипофиза свиней в присутствии агони-стов выявили, что он связывается с двумя формами дофаминовых рецепторов: 1) рецепторами с высоким сродством и 2) рецепторами с низким сродством. Дофаминовые рецепторы с высоким сродством к агонистам, которые составляют 50% от общего числа связывающих участков, были обнаружены в результате анализа связывания с данными мембранами агоииста 3Н-п-проиилаиоморфина. Гуаншювые нуклеотиды уменьшали способность агоиистов вытеснять 3Н-спироперидол из его связывающих участков, и снижали величину связывания с высоким сродством. Следовательно, мембраны передней доли гипофиза свиней содержат 50% дофаминовых рецепторов, имеющих высокое сродство к агонистам и низкое к антагонистам и 50% дофамиповых рецепторов, имеющих высокое сродство к антагонистам и низкое сродство к агонистам. В присутствии ГТФ форма рецепторов с высоким сродством к агонистам переходит в форму с низким сродством к агонистам, но высоким сродством к антагонистам.
N-Этилмалеимид (<100 мкМ) или нагревание мембран передней доли гипофиза свиней при 53°С в течение 4 мин приводили к уменьшению способности агоиистов конкурировать с 3Н-спироперидолом за связывание с мембранами, снижению величины связывания 3Н-н-нрониланоморфина с рецепторами, имеющими высокое сродство к агонистам и к увеличению связывания антагонистов с дофаминовыми рецепторами при низких концентрациях лигаида [Kilpatrick B.F. et al., 1983]. Данные воздействия не влияли на общее число участков, связывающих 3Н-сиироиеридол. Однако при высоких концентрациях (>1 мМ) или при нагревании мембран более 10 мин связывание лиганда с мембранами уменьшалось, по-видимому, вследствие инактивации дофаминовых рецепторов. Таким образом, N-этилмалеимид и нагревание имитируют модулирующее влияние гуанииовых нуклеотидов па взаимодействие дофамииовых рецепторов передней доли гипофиза свиней с дофаминергическими лигаидами (схема 8).
Схема 8.