Материалы медицинских конференций

Главная / Материалы медицинских конференций / 2003 / VII Междисциплинарная конференция по биологической психиатрии «Cтресс и поведение»

Нейрохимические механизмы антистрессорного действия пептида, вызывающего дельта-сон

К.В.Судаков (1998) показал, что первичные изменения в организме при стрессорных нагрузках происходят в центральной нервной системе – лимбико-ретикулярных структурах мозга. В данных условиях происходит изменение чувствительности нейронов к нейромедиаторам и нейропептидам (Юматов Е.А., Быкова Е.В., 1987; Юматов Е.А., Кияткин Е.А., 1983). Уже в считанные минуты после стрессорного воздействия в гипоталамусе и лимбических структурах мозга усиливается экспрессия протоонкогенов – ранних генов (Анохин К.В. и др., 1993; Senba E. et al., 1994). Индукция ранних генов в гипоталамусе в последнее время рассматривается как показатель неспецифической активации нервных клеток и считается основой для формирования застойных возбуждений, которые приводят к психосоматическим заболеваниям. Babaei P. et al. (2000) показано, что крысы с различной индивидуальной устойчивостью к эмоциональному стрессу отличаются количеством нейронов, экспрессирующих ген с-Fos, в лимбико-ретикулярных структурах мозга и коре. Пептид, вызывающий дельта-сон (ПВДС) - регуляторный олигопептид, обладающий антистрессорными свойствами (Судаков К.В., 1998). Установлено, в частности, что введение ПВДС приводит к увеличению уровня уровня норадреналина к гипоталамусе крыс (Коплик Е.В., Хованская Т.П. и др., 1992; Юматов Е.А., Скоцеляс Ю.Г. и др., 1980). Однако, конкретные нейрорегуляторные механизмы действия ПВДС на различные структуры мозга детально не изучены. С одной стороны, можно предполагать непосредственное влияние ПВДС на геном нейронов, путем его непосредственного воздействия на белковые нейрональные транскрипционные факторы (AP-1 и др.). С другой стороны, можно думать об участии ПВДС в механизмах синаптической передачи. E.K.Michaelis (1998) показано, что в условиях психо-эмоционального стресса в мозге увеличивается влияние возбуждающих нейротрансмиттеров, в частности глутамата, которые стимулируют экспрессию ранних генов в нейронах (Cole A.J. et al., 1998). Пептид, вызывающий дельта-сон, как известно, имеет в своем аминокислотном составе концевую глутаминовую кислоту, поэтому можно гипотетически предполагать, что он может взаимодействовать с глутаматными NMDA-рецепторами (Пиотровский Л.Б., 1992). В связи с этим, планируется изучение реакций нейронов различных лимбических структур мозга на микроионофоретическое подведение ПВДС и глутамата у крыс перенесших психо-эмоциональное напряжение. Предполагается исследование эффекта ПВДС на чувствительность нервных клеток различных эмоциогенных структур мозга к глутамату. Кроме того, планируется определить, как влияет блокатор глутаматных NMDA-рецепторов дизоцилпин (МК-801) на активность отдельных нейронов различных структур мозга при микроионофоретическом подведении ПВДС у крыс с прогностически высокой и низкой устойчивостью к эмоциональному стрессу. Предлагается провести оценку влияния ПВДС на экспрессию раннего гена с-Fos в эмоциогенных лимбико-ретикулярных структурах мозга у крыс с различной прогностической устойчивостью к эмоциональному стрессу. Предполагается, также, выяснить механизмы действия пептида, вызывающего дельта сон, при его микроионофоретическом подведении к отдельным нейронам лимбико-ретикулярных структур мозга крыс с различной устойчивостью к эмоциональному стрессу. С целью изучить влияние ПВДС на синтез белковых транскрипционных факторов в настоящем исследовании планируется провести эксперименты по количественной оценке экспрессии гена с-Fos при введении ПВДС на фоне предварительного использования блокатора белкового синтеза циклогексемида.

Методика. В работе были использованы 160 крыс самцов линий Ваг, Фишер и Вистар, массой 280-320г в весенне–летний период. В исследовании была применена методика исследования поведения крыс в открытом поле для оценки прогностической устойчивости крыс к эмоциональному стрессу (Коплик Е.В., Судаков К.В. и др. 2001). Для исследования влияния ПВДС на экспрессию раннего гена с-Fos в структурах мозга было проведено иммуногистохимическое исследование, направленное на идентификацию клеток, содержащих белок Fos - продукт экспрессии раннего гена с-fos. Автоматизированный подсчет и выделение Fos-позитивных клеток на срезах мозга осуществляли при помощи компьютерной программы для обработки изображений Image-Pro Plus. В отдельной серии изучали влияние введения в боковые желудочки мозга блокатора NMDA-рецепторов дизоцилпина и блокатора синтеза белка на рибосомах - циклогексемида на эффекты подавления пептидом дельта-сна экспрессии гена с-Fos в паравентрикулярном гипоталамусе у крыс. Для выяснения участия NMDA-рецепторов в механизмах действия ПВДС на экспрессию раннего гена c-Fos в специальных опытах было проведено исследование эффектов микроионофоретического подведения ПВДС, глутамата и антагониста NMDA-рецепторов дизоцилпина на импульсную нейрональную активность.

Результаты и обсуждение. Предварительное введение ПВДС ослабляет индуцированную эмоциональным стрессом экспрессию гена с-Fos особенно выражено у прогностически предрасположенных к эмоциональному стрессу крыс в паравентрикулярных ядрах гипоталамуса. Это отражает снижение возбуждения нейронов, ответственных за синтез кортикотропин рилизинг фактора, и, следовательно, подавление активности гипоталамо-гипофизарно-надпочениковой оси.

Проведенные нами опыты свидетельствуют о том, что блокирующее действие ПВДС на экспрессию ранних генов в паравентрикулярных ядрах гипоталамуса подавляется при введении в боковые желудочки мозга антагониста NMDA-рецепторов дизоцилпина и блокатора белкового синтеза циклогексимида. Известно, что соединения пептидной природы с концевыми возбуждающими аминокислотами, например глутаминовой, способны ингибировать некоторые эффекты возбуждающих аминокислот и действовать как антиконвульсанты (Пиотровский Л.Б., 1992). Можно думать, что ПВДС, имеющий в своем составе концевую глутаминовую аминокислоту, взаимодействует с рецепторами возбуждающих аминокислот, в результате чего проявляется его ингибирующее экспрессию гена с-Fos действие.

Поскольку введение циклогексемида блокировало эффект ПВДС, это позволяет предполагать участие в механизмах действия ПВДС процесса синтеза белка на рибосомах и продукции ряда белковых транскрипционных факторов, например протеина АP-1. Таким образом, эффект ПВДС также может быть связан с его влиянием на каскад вторичных посредников от мембранных рецепторов возбуждающих аминокислот к ядерному аппарату клетки (Yonedo Y. еt al., 2001). Проведенные нами микроионофоретические исследования показали, что подведение ПВДС вызывает преимущественно активацию нейронов в различных отделах мозга, особенно в дорсальном гиппокампе и таламической области. Отметим, что именно в данных структурах мозга отмечается максимальная плотность NMDA-рецепторов.

Известно, что микроионофоретическое подведение блокатора NMDA-рецепторов - МК-801 предотвращает активацию нейронов глутаматом (Jones M.W. et al., 2001; Michaelis E.K., 1998). При микроионофоретическом подведении ПВДС на фоне предварительного микроионофореза МК-801 активация нейронов, как показали наши опыты, отсутствовала или сменялась подавлением частоты импульсации. Все это указывает на то, что ПВДС действует на NMDA-рецепторы нейронов изученных нами структур мозга.

Выводы. Показано, что при обычных условиях содержания у прогностически устойчивых к эмоциональному стрессу крыс внутрибрюшинное введение ПВДС вызывает индукцию экспрессии раннего гена с-Fos. Полученные данные впервые показали, что введение ПВДС способствует уменьшению стресс-индуцированной экспрессии раннего гена с-Fos в структурах мозга у крыс с различной прогностической устойчивостью к эмоциональному стрессу. Введение МК-801 в боковые желудочки мозга предотвращает торможение стресс-индуцированной экспрессии раннего гена с-Fos ПВДСом у крыс с различной устойчивостью к эмоциональному стрессу. Таким образом, нейрональные эффекты ПВДС связаны с его непосредственным действием на глутаматные NMDA-рецепторы. Внутрижелудочковое введение циклогексемида предотвращает торможение экспрессии раннего гена с-Fos ПВДСом в паравентрикулярном гипоталамусе у крыс. Таким образом, нейрональные эффекты ПВДС связаны также с влиянием на белковые транскрипционные факторы, управляющие экспрессией различных генов. Микроионофоретическое подведение ПВДС вызывает усиление импульсной активности отдельных нейронов эмоциогенных структур и особенно, дорсального гиппокампа, в котором отмечается наибольшая плотность NMDA-рецепторов. Микроионофоретическое подведение блокатора глутаматных NMDA-рецепторов дизоцилпина (MK-801) подавляет эффекты ПВДС на импульсную активность отдельных нейронов эмоциогенных структур мозга. В условиях эмоционального стресса ПВДС действует как блокатор глутаматных рецепторов и предотвращает явления глутаматной токсичности.