Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
22
Добавлен:
15.09.2017
Размер:
185.47 Кб
Скачать

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

Соседние файлы в папке 2008