
Журнал неврологии и психиатрии / 2008 / NEV_2008_09_13
.pdf
Активность дофаминергической системы мозга при введении экзогенного ДОФА
Е.Л. ДОВЕДОВА
Brain dopaminergic activity in response to exogenous DOPA
E.L. DOVEDOVA
Российский центр неврологии РАМН, Москва
Фармакологическая индукция стереотипных поведен- |
ную активность выражали в изменении экстинции E335 íà |
||
ческих реакций нашла применение в моделировании пси- |
|
1 мг белка за 60 мин. |
|
хопатологических нарушений [11, 14]. Это относится и к |
Содержание L-ДОФА определяли спектрофотометриче- |
||
применению L-ДОФА (диоксифенилаланина), который яв- |
ским методом по Shiman [22]. Оптическую плотность про- |
||
ляется предшественником дофамина (ДА). |
дукта измеряли при Е510 нм на 1 мг белка фракции. Актив- |
||
Целью настоящей работы было выяснение особенно- |
ность МАО Б определяли спектрофотометрическим мето- |
||
стей обмена нейромедиаторов в мозге по показателям ак- |
дом по Горкину и соавт. [6]. Ферментативную активность |
||
тивности ферментов дофаминергической системы у разных |
|
выражали в изменении экстинции Е450 на 1 мг белка за 60 |
|
генетических линий крыс — Вистар и Август под влиянием |
ìèí. |
||
экзогенного ДОФА (препарата мадопар-125). |
Статистическую обработку данных проводили при по- |
||
Известно, что линии крыс различаются по ряду физио- |
мощи непараметрического критерия U Манна-Уитни. Раз- |
||
логических и поведенческих характеристик. Крысам линии |
|
личия между выборками считались достоверными при р<0,05. |
|
Август в большей мере свойственны реакции страха, и их |
|
||
мозг менее устойчив к стрессорным повреждениям [5, 12]. |
Результаты и обсуждение |
||
На биохимическом уровне эти различия были выявлены при |
|
||
сравнении изменений ряда показателей обмена нейроме- |
Из данных, приведенных в таблице (в условных едини- |
||
диаторов под влиянием амфетамина in vivo [9]. |
|||
цах Е/мг белка), видно, что введение препарата мадопар- |
|||
|
|
||
Материал и методы |
|
125 интактным крысам линии Вистар через 60 мин приво- |
|
|
дит к изменению исследуемых показателей в структурах |
||
|
|
мозга: в коре больших полушарий отмечена тенденция |
|
Эксперименты проводили на 36 половозрелых крысах- |
|
(р>0,05) к снижению активности ТирГД с 1,46 до 1,32 (90,4% |
|
самцах линий Вистар (300—340 г) и Август (200—250 г), |
от контроля) (см. рисунок); в хвостатом ядре — статистиче- |
||
разделенных на 2 группы: 1-ю группу (контрольную) со- |
ски достоверное (р<0,05) подавление активности фермента |
||
ставили интактные крысы указанных линий (по 9 крыс), |
|
с 1,88 до 131 (69,7% от контроля). |
|
которым вводили изотонический NaCl; 2-ю (основную) — |
Снижение активности ТирГД на основе субстратного |
||
животные (по 9 каждой линии), которым однократно вво- |
ингибирования, видимо, может быть связано с повышен- |
||
дили препарат мадопар-125 в дозе, соответствующей 50 мг/ |
ным поступлением в мозг ДОФА при введении мадопара- |
||
1 кг массы тела L-ДОФА. Во всех случаях применяли внут- |
125. |
||
рибрюшинное введение препарата; через 60 мин животных |
Содержание эндогенного ДОФА в мозге крыс линии |
||
использовали в опыте. |
Вистар в коре повышается: 0,56 в контроле, 0,60 при введе- |
||
Крыс декапитировали под легким эфирным наркозом |
нии препарата, это нарастание недостоверно (р>0,05) и |
||
(все процедуры проходили согласно требованиям, предъяв- |
составляет 107% от контроля, принятого за 100%; в хвоста- |
||
ляемым к работе с животными); мозг извлекали на холоде и |
том ядре мозга этот показатель более выражен: 0,33 в кон- |
||
промывали в 0,32 М сахарозы. Ткань мозга из области мо- |
троле, 0,49 в опыте, нарастание содержания ДОФА стати- |
||
торной коры и хвостатого ядра гомогенизировали при 4° С |
стически достоверно (р<0,05) и составляет 126% от контро- |
||
в среде выделения (0,32М сахароза; 0,001М ЭДТА; 0,01М |
ля (см. рисунок). |
||
Трис-HCl буфер рН 7,4). Из 10% гомогената методом диф- |
Активность МАО Б в обоих исследованных образова- |
||
ференциального центрифугирования по Бизольду [2] уда- |
ниях мозга крыс линии Вистар статистически достоверно |
||
ляли фракции ядер при 1000Чg (10 мин) и изолировали суб- |
(р<0,05) нарастает: в коре с 0,36 до 0,41 (113,9% от контро- |
||
клеточные фракции при 10 000Чg (20 мин) для определе- |
ля); в хвостатом ядре с 0,33 до 0,49 (148,5% от контроля). |
||
ния активности моноаминоксидаз (МАО Б) при 20 000Чg |
Эти данные свидетельствуют о повышенной утилизации |
||
(15 мин), определения тирозингидроксилазы (ТирГД) и |
медиатора под влиянием экзогенного ДОФА. |
||
содержания ДОФА. Белок фракций определяли по методу |
У крыс линии Август в тех же условиях эксперимента |
||
Лоури и выражали в мг/г ткани. |
|
все показатели активности исследуемых ферментов в мозге |
|
Активность ТирГД определяли спектрофотометрическим |
менее выражены. Как видно из таблицы, активность ТирГД |
||
методом по Минеевой-Вялых [13]. В качестве субстрата ис- |
практически не меняется в коре: 1,06 — контроль, 1,14 — |
||
пользовали раствор L-тирозина. Об активности судили по |
опыт и хвостатом ядре: 1,93 — контроль, 2,01 — опыт, что |
||
приросту оптической плотности при 335 нм. Ферментатив- |
составляет 107,5 и 104,0% соответственно (см. рисунок). |
||
|
|
Содержание эндогенного ДОФА при введении мадопа- |
|
|
|
ра-125 также сохраняется нормальным: в коре: 0,62 — кон- |
|
|
|
троль, 0,60 — опыт; в хвостатом ядре: 0,48 — контроль, |
|
© Е.Л. Доведова, 2008 |
|
0,51— îïûò. |
|
|
В отношении МАО Б в мозге крыс линии Август на- |
||
|
|
||
Zh Nevrol Psikhiatr Im SS Korsakova 2008;108:9:73—75 |
блюдается тенденция (р>0,05) нарастания активности фер- |
||
|
ЖУРНАЛ НЕВРОЛОГИИ И ПСИХИАТРИИ, 9, 2008 |
73 |

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Содержание и активность (в |
E335/мг белка/60 мин) изученных |
ферментов в коре |
головного мозга и хвостатом ядре |
у крыс линий Вистар и Август |
|
|
|
|
|
|
|
Структура |
ТирГД |
ÄÎÔÀ |
ÌÀÎ Á |
|
|
|
|
|
Линия Вистар |
|
|
Kîðà |
|
|
|
1-ÿ |
1,46±0,23 |
0,56±0,18 |
0,36±0,05 |
2-ÿ |
1,32±0,19 |
0,60±0,16 |
0,41±0,10 |
Хвостатое ядро |
|
|
|
1-ÿ |
1,88±0,25 |
0,47±0,10 |
0,33±0,07 |
2-ÿ |
1,31±0,16 |
0,60±0,15 |
0,49±0,04 |
|
Линия Август |
|
|
Kîðà |
|
|
|
1-ÿ |
1,06±0,14 |
0,62±0,13 |
0,42±0,07 |
2-ÿ |
1,14±0,13 |
0,60±0,05 |
0,45±0,11 |
Хвостатое ядро |
|
|
|
1-ÿ |
1,93±0,30 |
0,48±0,10 |
0,34±0,06 |
2-ÿ |
2,01±0,26 |
0,51±0,27 |
0,39±0,05 |
|
|
|
|
мента. В коре: 0,42 — контроль, 0,45 — опыт; в хвостатом ядре — 0,34 контроль, 0,39 — опыт. Это увеличение активности МАО Б составляет 107,0 и 114,7% соответственно и статистически недостоверно (см. рисунок).
Как видно из таблицы, сдвиги ферментной активности неодинаковы в исследуемых образованиях мозга линейных крыс. В хвостатых ядрах мозга они более выражены, чем в корковых структурах, для крыс Вистар эти изменения статистически достоверны (р<0,05).
Показана реципрокность ответной реакции ферментов синтеза и утилизации дофамина в ответ на введение экзогенного ДОФА: снижение ТирГД и нарастание МАО Б отмечены в мозге крыс Вистар, однако у крыс Август наблюдается лишь тенденция этих изменений.
Таким образом, можно говорить о влиянии ДОФА на все звенья дофаминергической системы, неодинаково и специфично выраженное для отдельных ферментов метаболизма дофамина. Отмечена неодинаковая ответная реакция на воздействие у крыс функционально различных линий Вистар и Август.
Принято считать, что ДОФА вызывает определенную реципрокность изменений нейромедиаторных систем: усиливает активацию дофаминергической медиации и подавляет серотонинергическую и холинергическую медиацию [3, 7, 9]. Лекарственные вещества, в том числе и L-ДОФА, могут действовать на все звенья дофаминовой передачи: синтез, резервирование, высвобождение медиатора из пузырьков, взаимодействие медиатора и рецептора, обратный захват его пресинаптической мембраной, инактивацию медиатора (активность МАО). Как правило, эффект препарата оказывается сложным и состоит из совокупностей влияния на разные звения синаптической передачи. Одной из таких точек приложения является тирозингидроксилаза.
При сверхчувствительности пресинаптических рецепторов ТирГД инактивируется [16]. Возможно, этот эффект имеет место, как показано в настоящей работе на крысах линии Вистар при введении мадопара.
Интенсивность метаболизма L-ДОФА выражается в отношении ДА/ДОФА, т.е. в скорости синтеза медиатора под влиянием эндогенного (или экзогенного) L-ДОФА. При этом
лимитирующей, по-видимому, является скорость реакции декарбоксилирования L-ДОФА с образованием ДА [17].
Полученная в работе значительная активация МАО Б в субфракциях хвостатого ядра мозга может указывать на гиперактивность дофаминергической системы в целом [18]. Это подтверждается и данными литературы. Помимо активации МАО Б, обратный захват (reuptake) играет роль физиологического механизма, регулирующего функцию передачи нервного импульса [19, 21].
На основании электрофизиологических показателей в экспериментах на собаках было сделано заключение, что вмешательство в дофаминовый обмен затрагивает баланс сенсорного и моторного режима интеграции (психомоторное возбуждение), которые становятся конкурентными при афферентной перегрузке базальных ганглиев мозга с помощью L-ДОФА. Предполагается, что этот механизм лежит в основе расстройств двигательной и психической деятельности [15]. У крыс введение ДОФА, ДА приводит к увеличе- нию чувства страха, эмоционального состояния [5, 20]. По-
Изменение показателей в % активности дофаминергической |
системы под влиянием экзогенного ДОФА у крыс линии |
Вистар (А) и Август (Б). |
По оси абсцисс — группы крыс; по оси ординат — проценты; гори- |
зонтальная линия — 100% (контроль); 1 — кора больших полуша- |
рий головного мозга, 2 — хвостатое ядро. |
74 |
ЖУРНАЛ НЕВРОЛОГИИ И ПСИХИАТРИИ, 9, 2008 |

|
ВЛИЯНИЕ ДОФА НА МОЗГ |
казано, что краткосрочная нагрузка мадопаром приводит к |
дофаминергической системы индивидуальны и неодинако- |
нарушению поведения интактных животных, выражающе- |
вы в исследуемых образованиях мозга; в хвостатом ядре эти |
муся в угнетении исследовательской и эмоционально-пове- |
изменения более выражены. |
денческой активности [4]. |
В работе показаны различия реакции крыс линий Вис- |
Обнаруженные нами отличия в реакции показателей |
тар и Август на воздействие экзогенным ДОФА. Незначи- |
метаболизма ДА на введение экзогенного ДОФА у крыс раз- |
тельные изменения ферментативных систем в мозге крыс |
ных линий согласуются с имеющимися в литературе сведе- |
линии Август свидетельствуют об их метаболической слабо- |
ниями об индивидуальных особенностях ответа моноами- |
ñòè. |
нергических систем на стресс, выявленных как у живот- |
Таким образом, выявлена определенная корреляция |
ных, так и у людей [8]. |
между интенсивностью метаболизма ДА по активности фер- |
По клиническим данным, гиперактивность дофамино- |
ментов синтеза и утилизации этого медиатора при нагрузке |
вой передачи при введении L-ДОФА в свою очередь спо- |
экзогенным ДОФА и уровнем поведенческих реакций у раз- |
собствует развитию поздней дискинезии, которую можно |
личных линий крыс, что, по-видимому, является отраже- |
устранить веществами (резерпин), истощающими запас пре- |
нием пластических перестроек мозга в ответ на внешние |
синаптического медиатора или приводящими к блокаде син- |
воздействия и обусловлено структурно-функциональными |
теза ДА [1]. Наблюдаемые сдвиги в активности показателей |
особенностями ЦНС. |
ЛИТЕРАТУРА
1.Арушанян Э.Б. О нейролептическом паркинсонизме и поздней дискинезии и методах (фармакологическом паркинсонизме и поздней дискинезии и методах) фармакологической коррекции этих патологических состояний. Журн невропатол и психиатр 1985; 85: 2: 269—277.
2.Бизольд Д. Биохимия и функция нервной системы. Л: Наука 1967; 115—121.
3.Боголепов Н.Н., Доведова Е.Л., Герштейн Л.М. Морфохимическая пластичность мозга: эффект пептида дельта-сна на фоне введения L-ДОФА. Нейрохимия 2004; 21: 2: 147—151.
4.Бондаренко Н.А., Мирошниченко И.И., Кудрин B.C. Влияние диоксифенилаланина на поведение крыс и метаболизм КА мозга крыс с различным уровнем эмоционально-поведенческой реактивности. Бюл экспер биол и мед 1988; 56: 8: 168—170.
5.Горбунова А.В. БА ретикулярной формации среднего мозга крыс и устойчивость к эмоциональному стрессу. Нейрохимия 2005; 22: 2: 107—114.
6.Горкин В.З., Веревкина А.В., Гриднева Л.И. Методы исследования активности и специфического торможения моноаминоксидаз митохондрий. Современные методы в биохимии. М: Медицина 1968; 2: 155—177.
7.Громова Е.А. В кн.: Катехоламинергические нейроны. М 1979; 97—105.
8.Гуревич К.Г. Индивидуальные особенности реакции катехоламинергической системы на стресс. Нейрохимия 2002; 19: 2: 93— 97.
9.Доведова Е.Л., Герштейн Л.М. Нейрохимическая пластичность мозга в условиях экспериментальной патологии. В кн.: Успехи функциональной нейрохимии. Ст-Петербург 2003; 153—161.
10.Доведова Е.Л., Хрусталев Д.А. Сравнительная характеристика ферментных систем обмена биогенных аминов в мозге крыс Вистар и Август при различных сроках воздействия амфетамина in vivo. Нейрохимия 2007; 24: 2: 150—155.
11.Крыжановский Г.Н. Детерминантные структуры в патологии нервной системы. М 1980; 358.
12.Меринг Т.А. Условно-рефлекторная деятельность эмоционально реактивных крыс в процессе старения. Журн высш нервн деят 1988; 38: 3: 550—552.
13.Минеева-Вялых М.Ф. Метод прямого спектрофотометрического определения скорости тирозингидроксилазной реакции. Вопр мед химии 1976; 22: 2: 274—279.
14.Подольский И.Я. Нейромедиаторные механизмы памяти и обу- чения. Пущино 1985; 269—277.
15.Попова Н.С., Качалова Л.М. Функциональное взаимодействие структур мозга: принципы, варианты, моделирование. М 2001; 180.
16.Ñho S., Duchemin A.M., Neff N.H., Hadjiconstantinou M. Tyrosine hydroxylase, aromatic L-amino acid decarboxylase and dopamine metabolism after chronic treatment with dopaminergic drugs. J Brain Res 1999; 5: 830: 237—245.
17.Cumming P., Kuwabara H., Ase A. Regulation of DOÐÀ decarboxylase activity in brain of living rat. J Neurochem 1995; 65: 3: 1381—1390.
18.Di Monte D.A., De Lanney L.E., Irwin I. et al. Monoamine oxidase depedent metabolism of dopamine in the striatum and substancia nigra of L-DOPA-treated monkeys. J Brain Res 1996; 28: 738: 53—59.
19.Gnanalingham K.K., Robertson R.G. The effects of cronic continuous versus intermittent levodopa treatments on striatal and extrasriatal
D1 and D2 dopamine receptors and dopamine uptake sites in the 6- hydroxydopamine lesioed ran an autoradiographic study. J Brain Res 1994; 21: 640: 1—2: 185—194.
20.Nakazato Ò., Akivama A. Behavioral activity and stereotypy in rats induced by L-DOPA metabolites: a possible role in the adverse effects of chronic L-DOPA treatment of Parkinson, s disease. J Brain Res 2002; 15: 930: 1—2: 134—142.
21.Opacka-Juffry J., Ashworth S., Ahier R.G., Hume S.P. Modulatory ef-
fects of L-DOPA on D2 dopamine receptors in rat striatum, measured using in vivo microdialysis and PET. J Neural Transm 1998; 105: 4—5: 349—364.
22.Shiman R., Akino M., Kaufman S. Solubilization and Partial Purification of Tyrozine Hydroxylase from Bovine Adrenal Medulla. J Biol Chem 1971; 246: 1330—1341.
ЖУРНАЛ НЕВРОЛОГИИ И ПСИХИАТРИИ, 9, 2008 |
75 |