Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Нейроактивные аминокислоты в генезе судорожной активности головного мозга

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Нейроактивные аминокислоты в генезе судорожной активности головного мозга"

MIHICTEPCTBO ОСВ1ТИ УКРА1НИ ХАРКШСЬКИЙ НАЦЮНАЛЬНИЙ УШВЕРСИТЕТ ím. D.H. KAPA3IHA

: cnJ ЯКИМЕНКО ТЕТЯНА1ГОР1ВНА

Cl-

sí i

УДК 612.82-009.12:547.466

НЕЙРОАКТИВН1АМ1НОКИСЛОТИ У ГЕНЕ31 СУДОМНОГ АКТИВ HOCTI ГОЛОВНОГО МОЗКУ

03.00.04 - 6ioxÍMÍa

АВТОРЕФЕРАТ дисертацй' на здобуття паукового ступени кандидата бюлопчиих наук

XapKÍB - 2000

Дисертащею е рукопис

Робота виконана в Харювському державному медичному yniBepcmeri Мш1стерства охорони здоров'я Укра'ши та в Украшському науково-дослщному шституп клшчноГ та експеримшталыкн неврологи та ncHxiaTpi'i Мш1стерства охорони здоров'я Укра'ши

Науков! KepiBHHKH: доктор мсдичних наук, професор Серпснко Микола Григорович.

доктор бюлопчних наук, професор Воробйова Тамара Михаил ¡вна,

завщувач лаборатор1сю нейроф1зюлоги" та iMyHonorii Укра'шського НД1 юишчно1 та експериментально!' невролоп!' та псииатрп МОЗ Укра'ши. Офщшт опоненти: доктор бюлопчних наук, професор Кал1ман Павло Авксеитшович, завщувач кафедрою 6ioxivti'i Харювського национального ушвсрситсту ¡м. В.Н. Каразша М1шстерства ocBira Укршни.

кандидат бюлопчних наук Гаркавснко Володимир Володимирович,

старший науковий сптробтшк вщщлу ф1зюлоги головного мозку 1нституту фгзюлогп im. акад. О.О.Богомольця HAH Укра'ши. Провщна установа: Нацюналышй медичний ушверситет ¡м. акад. О.О. Богомольца, кафедра бюоргашчно!', бюлопчноУ та фармацевтично'1 xiMii (MiHiCTepcTBO охорони здоров'я Укра'ши), м.Кш'в.

Захист вщбудеться " I S " 2000 р. о lS годиш на засщанш

спещал130ван01 вчевд'1 ради "К М.051.17 в Харювському национальному ун1верситет! ¡м. В.Н. Каразша Мнйстерства освгги Украши за адресою: 61077, м. Харюв, м. Свобода, 4, ауд. III-15.

3 дисертащао можна ознайомитися у Центральнш науковш GioJiio'reui Харювського нащонального ушверситету ¡м. В.Н. Каразша МЬйстерства освгги УкраУпи за адресою: 61077, м. Харшв, м. Свободи,4.

Автореферат розюланий ">// " ()£,. 2000 р.

Вчений сскрстар спе1нал1зовано'1 вченоУ ради кандидат бюлопчних наук,

старший науковий cniBpoöiTHHK Падалко B.I.

стандартш набори ф]рми "ЛшегзЬат", Англш.

Пороги вшшкнення судомних реакцш вивчали шляхом електричного подразнення структур головного мозку у тварин з яизьким та високим ступеней аудюгенноУ збудливостк Вживления електродт виконували з викорисганням стандартного стереотаксичного методу [БурешЯ., 1962].

Математичпу обробку отрнмаиих результат!» виконували з використанням загальновщомих в медико-бюлопчних досл!джеинях мстодш математичноУ статистики [ Славш М.Б., 1989]. Пор1вняння одержаних результапв проведено непараметричними методами, виходячи з малих об'ем1в виб1рки з використанням критерпо Манна-Ушп (випадок незалежних виб1рок). 3 метою оцшки взасмозв'язмв мок контрольованими бйшвлчниш! параметрами був застосований метод корелящйного анал1зу [1ванов Ю.1., Погорелюк 0.1. ,1990].

РЕЗУЛЬТАТЫ ВЛАСНИХ ДОСЛ1ДЖЕНБ ТА IX ОБГОВОРЕННЯ

Для визначення учаей мед1аторних амшокислот ( як збуджуючих, на приклад! глутамшовоУ та аснарапновоУ кислот, так 1 гальмтних, на при клад 1 глщину 1 таурину) в генез1 судомноУ готовносп вважали необхщшш визначення Ух вмюту, Ух взаемовщносин та злагодженосп дп з "другорядиими посеред-никами" - щншчними нуклеотидами, Ух можливо! учасп у формуванш поропв появи судомноУ активносп структур головного мозку щур1в з низьким та високим р1внем аудюгенноУ збудливосп.

Найбшып висога порош появи судомних реакцШ у тварин обох груп виявлеш в ядрах шва та блакитнуватМ плям!; патгижч! - в мигдалевидному комплекс! та чортй субстагщп (табл.1). Вггяплено 31гаження поропв виникнення судомних реакцШ в л!мб1чпих структурах головного мозку високозбудливих тварин, кр1м вентрального ппокампу, де вш був тдвищений на 6%. В структурах стовбуру головного мозку високозбудливих щур ¡в пороги появи судомних реакиш були нижчими на 15-22% вщносно групи низькозбудливих тварин.

Таким чином, в структурах мозку високозбудливих щур1в, де розташоваш основш моноамшерпчш нейрони (чорна субстанщя, блакитнувата пляма та ядра шва), порош появи судомноУ активное« знижеш. Можливо, що це зумовлено високим р1внем функцюналыгоТ активност1 цих структур голов-ного мозку, яку забезбечують не тшьки там медштори ЦНС, як моноамши, а й мед1аторш аминокислота.

При аналЫ концентрашУ глщину в структурах головного мозку щурш обох груп (табл.2) було встанов'лено, що його концентращя вище в структурах стовбура вщносно ;пмб1чних структур, що шдтверджуе ггаотезу Ф.Хухо (1990),

про те, що гл1цин виконуе роль основного галььнвного мед1атора стовбура головного мозку.

Таблиця1

Пороги появи судомних реакцШ в структурах головного мозку щур1в з низьким (гр."Н") та високим (гр."В") р1внсм аудюгенноТ збудливосп (М±т, х 10"4 А)

Структурн мозку 11 група "H" n трупа "В"

Am 12 3,91+0,23 12 3,61 ±0,20

HD 8 6,42±0,80 8 5,59±0Д6*

HV 8 5,90+0,39 8 6,30±0,26

HVM 10 8,60±0,82 8 7,44±0,57

AHL 10 8,98±0,49 8 7,61±0,27*

SN 8 4,78+0,09 6 3,76+0,09*

LC 6 10,20+0,32 6 8,73±0,52*

NR 7 10,86+0,89 6 9,04±0,13*

Примшса: *- достогиршсть pi3imu;i м1ж "Н" та "В" при Р<0,05.

Разом з там, р1вень BMitrry глщину в структурах стовбура високозбудливих тварин нижчий на 22-42%, ник у ¡шзькозбудливих. Враховуючи литературы даш про шпбкорну роль глщину в таких структурах як блакитнувата пляма та ядра шва, а також, що саме в цих структурах локшнзована бшыиа частина глщинових рецептор1в та виявлений його високоафшний захват [ Johnston J., Iversen L., 1971], можна припустити, що зниження pinna вмюту глщину сприяе розвитку процесу збудливосп в головному мозку цих тварин. Таким чином, глщин приймае безпосередню участь в генез1 судом hoi готовности головного мозку.

У високозбудливих тварин при ан<ипз1 piBra вмюту таурину (табл.2) в структурах лшб1чно1 системи був нижчим на 15-60%, нш у вщпогадних структурах низькозбудливих щур1в. Та ж тенденщя виявлена i в структурах стовбура головного мозку. Ведомо, що таурин, шпбуючи накопичення та приплив ionic кальцйо, стабшзуе збудливкть клшпшо'1 мембрани [Литвинов В.Б., 1992], тому зниження piBHfl вмкту таурину може викликати шдвищення спонтанно!" ф1зюлопчно'1 активност1. Можливо, у зв'язку з там, що таурин сприяе процесу перетворення глутамату у глутамш, Bin там самим знижуе piBCHi, BMicTy збуджуючого мед!атору.

Враховуючи вищесказане, можна прийти висновку, що зниження р1вня вмюту таурину може привести до переважання процесу збудження над гальмуваниям в ЦНС 1 сприяти розвитку судоипих ироцемв у головному мозку.

Таблиця 2

Вмют гальм1вних аминокислот (мкмоль/г) в структурах головного мозку щур1в з низьким (гр."Н") та високим (гр."В") piвпeм аудюгеннсп збудлхгаосп (М1т, п=10)

Струкгури мозку ГЛ1ЦИН ТАУРИН

Група"Н" група "В" 1рупа "Н" Група"В"

Ыеосопех 1,35+0,04 1,36+0,05 3,63+0,01 2,5610,02*

Лш 1,1410,01 1,26+0,01* 5,59+0,22 2,3810,08*

1ГО 0,91+0,06 0,8010,03* 2,1810,07 2,5110,13

НУ 0,84+0,01 0,77+0,01* 1,7910,06 2,08+0,07*

НУМ 2,96+0,12 2,7710,03 3,4610,01 2,53+0,02*

АНЬ 1,83±0,02 2,28+0,06* 2,5110,01 2,1410,03

вер!. 1,21+0,02 1,36+0,03* 3,78+0,07 2,8310,17*

БЫ 1,59±0,02 1,24+0,09* 1,55+0,02 0,62+0,01*

ьс 12,24±0,08 7,1910,38* 6,71+0,55 4,85+0,44*

ж 9,52±0,23 7,3110,09* 5,43+0,33 6,4510,21*

МШ? 3,91+0,30 2,5610,04* 2,29+0,03 2,6310,05*

СегеЬе). 2,65+0,02 1,66+0,02* 3,1510,04 4,6510,07*

Примака: *-достов1ршсть р1знши м/ж групами "Н" 1 "В" при Р<0,05.

При вивченш вмкту аспарагшово"1 кислота в структурах головного мозку шур1в обох груп, ми одержали даш (табл.3), яы св1дчать про те, що мозок високозбудливих тварин вщрЬняетъся вщ мозку низькозбудливих нижним р!внем вмкту аспарапново'1 кислота, за вийнятком вептро-мед1альлого гшоталамуса та мозочка. Це явище у високозбудливих тварин можна пояснити порушенням процеав метабол13му в розвитку гшерзбудливосп головного мозку.

Можливо, що ця амшокислота може використовуватись або на шдтримку шдвищених енергетичних витрат, характерних для процеслв збудження, або в процесах обмшу бшыв.

Таблиця 3

Вм1ст збуджуючих амшокислот (мкмоль/г) в структурах головного мозку щур iß з низьким (гр."Н") та високим (гр."В") р^внем аудюгенно! збудливосп (М±т, п=10)

Структури мозку ГЛУТАМШОВА КИСЛОТА АСПАРАПНОВА КИСЛОТА

Трупа"H" група "В" група "Н" група "В"

Neocortcx 7,83+0,30 8,15+0,14 5,56+0,03 4,14+0,14*

Am 7,74+0,14 7,26+0,68 3,86+0,23 2,69+0,19*

HD 4,99+0,17 5,71+0,16* 2,98+0,15 1,61+0,15*

HV 5,74+0,31 6,02+0,32 3,45+0,14 1,47+0,06*

HVM 7,85+0,25 8,60+0,12* 5.61+0,45 5,89+0,02

AHL 5,06+0,03 6,07±0,10* 5,86±0,03 5,47+0,26*

Sept. 6,71+0,45 3,3 8+0,06* 4,11+0,18 2.21+0,02*

SN 4,14±0,24 2,73+0,05* 3,66+0,07 2,59+0,10*

LC 15,71+0,29 7,36±0,22* 21,08+0,40 12,26+1,20*

NR 9,24+0,32 10,24+0,06 18,13+0,39 16,44±0,78

MRF 4,29+0,16 3.07+0,07* 7,08+0,21 7,02+0,22

Cerebel. 6,12+0,06 7,65±0,11* 3,17+0,05 3,6210,03

Примггка: "-доскшршсгь р1зннщ м1ж групами "Н" i "В" при Р<0,05.

Р1вень вмкту глутамшовоУ кислоти в бшьшост! вивчаемих структур головного мозку (табл.3) вищий в rpyni високозбудливих inypin, шж у rpyni низькозбудливих. Враховуючи те, що глутаматш рецептори знижують nopir появи судомно! активное™, одержат нами результата дозволяють припустити, що глутамшова кислота вщграе сугтеву роль в npoueci формування

СуДОМНО! TOTOBHOCTi.

При апалга стввщношень збуджуючих та гальипвних амшокислот в структурах головного мозку щур ¡в обох груп встановлено, що у високозбудливих тварин в неокортека, мигдалевидному комплекс!, вентро-мед1альному гшоталамуа, мозочку, чорнш субстанци ! ядрах шва коефипент сшввщношепня збуджуючих амшокислот до галглпппих вшций, иЬк у низькозбудливих.

Для виявлення бшып поглиблених cniввiднoIГIeнь иед|'аторних амшокислот у процса розвитку судомно'1 активное« нами був проведений кореляцшний аналв. За його допомогою виявлено, що в л1мб1чних структурах головного мозку високозбудливих щур1в аспарапнова та глутамшова кислоти, таурин та глщин псрсбувають у прялш; корелящйтй залежност! М1Ж собою в уах структурах, крнм вентрального гшокампу. В мигдалевидному комплекс! с.'пд вщзначити висою позитивш коефпненти кореляцп м1ж глутамшовою та аспарапиовою кислотою, а також м!ж глутам ¡новою кислотою та гальшвними амшокислотами. При цьому виявлений негативний кореляцшний звязок мгж асиартатом та гальм!вними амшокислотами.

Таким чином, як показали одержан! нами даш, збуджуюча Д1Я аспарагшово! кислоти не компенсуеться галышвною дгао таурину та глщину, що може бути одн!ею з причин зпижения порогу випикненпя судомно'1 активносп мигдалевидного комплексу.

В той же час, в структурах стовбура головного мозку виявлена така ситу-ащя, коли недостатнють галы.пвних амшокислот може призвести до зниженпя поропв виникнения судомно'1 активност! головного мозку у високозбудливих тварин. Було гцкаво вивчити роль циюнчних нуклеотпвдв (цАМФ 1 цГМФ) як "другорядних посередниюв" вивчаемих мед1атор1в.

Як показали результати наших дослщжень (табл.4), р1вш вмкту цГМФ були вищими у високозбудливих иэдпв, вшюсно низькозбудливих. Так, вмют цГМФ у блакитнуватш плам! та чоршй субстанци був пщвищений на 253% та 243% вщповщно, в прозорш перетинщ - на 172%, у дорзалыюму пиокамш - на 83%.

Стввшюшення концентрацш пАМФ та дГМФ в значнш м!р] зумовлюе функщоналышй стан систем регулящ1 в оргатзмь Найбшыпа р1знипя значень коефвденту ствв^дношения цАМФ/цГМФ м1ж двома групами щур ¡и виявлена в структурах, яю в значнШ М1р1 вщшшдають за розвиток реакцш, ям сприяють формуванню осередку тдвищено! збудливоей головного мозку - у ппокамт, мигдалевидному комплекс! та вешро-мед'юлыгому гшоталамус!. Виявлена значна р!зниця у значениях коеф!ц!енту цАМФ/цГМФ у головних норадреналш-та серотон!нерг!чних структурах мозку - блакитнуват1Й илям!, чорн!й субстанци та ядрах шва.

Таблица 4

Вкяст циюичних нуклеотищв (цАМФ.цГМФ) в структурах мозку щур1в з низьким (гр."Н") та високим (гр."В") р1внем аудшгсшго!' збудливост! (М±ш, нмоль/г тканини, п=6)

Структуры мозку цАМФ ЦГМФ

трупа "Н" Група "В" група "Н" група "В"

Меосог1ех 0,45+0,02 0,50±0,013 0,048+0,003 0,049±0,003

Аш 0,40+0,01 0,45±0,004 0.034+0,001 0,055+0,003'

НО 0,37±0,016 0,35±0,011 0,042±0,002 0,077±0,002

НУ 0,42+0,006 0,31±0,017* 0,025+0,001 0,010+0,001*

НУМ 0,62+0,028 0,59±0,025 0,032+0,001 0,052+0,006*

АНЬ 0,74±0,03 0,83±0,017* 0,044+0,003 0,055+0,003

Берг. 0,52+0,008 0,43±0,075* 0,030+0,002 0,082+0,003*

вн 0,21 ±0,018 0,28+0,034 0,022+0,001 0,075+0,003*

ьс 0.43±0,02б 0.44±0,019 0,033±0,004 0,11810,010*

ж 0,53±0,013 0,55±0,011 0,037+0,003 0,051+0,004*

МОТ 0,39±0,012 0.38±0,008 0,023±0,001 0,020±0,002

Примпка: *-достов1ршсть рцншц М1Ж трупами "Н" 5 "В" приР<0,05.

Одержат дат можуть свщчмти про те, що значне зниження концентрацй циюнчних нуклеотидт у тварин з пщвищепим р1внем аудюгеншм збудливост! головного мозку може бута пов'язане з цггенсивною Д1его (змшою концентрацй) мед1атор1в, в тому чиош 1 амшокислот, яю опосереднюють свою дю через систему цАМФ та цГМФ змшою конформацн або шдвищенням спорщненосп рецепторов, як! взаемодпоть з цими медаторами [Серпенко М.Г.,1984].

В результат проведеного пор1виялыюго анашзу концентрацй мед1аторних амшокислот 1 цишчних нуклеотщцв виявлена однонаправлешсть змши концентрацй глутамшовоТ кислота 1 цГМФ, та ппцину 1 цАМФ. Так, мозок високозбудливих тварин характеризуемся вищим вмктом глутамшово!" кислоти 1 цГМФ в неокортеш, дорзалыюму ппокамт, гшоталамуа та ядрах шва, \ одно-часно - нижчим р1внем вм!сту гащину 1 цАМФ у гшокамш, вентро-мед1альному

гшоталамуа та структурах стовбура головного мозку.

Було щкаво розглянути можлин! стввщношення поропв появи судомно! активноеп 1 р5вшв вмicтy мед1аторних амшокислот у вщповщних структурах головного мозку щур1в з низьким та високим р1внем аудюгенноТ збудливоеп. Виявлено, що в дорзальному гшокамш, латеральному та вентро-мед!альному гшоталамус1 та ядрах шва зниження поропв появи судомно!' активное« пов'язане ¡з шдвищенням р1вкя вм1сту глутамйгово!' кислош. Це свотшть про те, що пороги виникнення судомних реакщй у високозбудливих тварин як в л!мб{чних структурах, так \ в структурах стовбура головного мозку цропорщйно залежать ви шдвищеши або зниження р!вня вмгету глутаьняовоУ кислота в цих структурах. В ¡нших структурах стовбура головного мозку високозбудливих тварин як пороги появи судомно'1 активноей, так 1 р1вш вмюту мед!аторних амшокислот мають тенденщю до зниження в нор1внянш з низькозбудливими щурами.

Таким чином, стае очевидним, що шдвищений р1вень вмкту збуджуючих амшокислот та одночасно недостатшй - гальмнших е одшею з причин формування судомноГ готовности головного мозку.

ВИСНОВКИ

1.В¡дмшносп у вм1ст1 нейроактивних амшокислот в структурах головного мозку щур ¡в з р1зним р1внем аудюгениог збудливоеп свадчать про наявшеть яюсно нових стввщнотень цих амшокислот в мозку щур1в з високим ступенем збудливоеп та формуваншо ново! системи нейрох1м'1чного забезпечення нервових процеав.

2.Перевага збуджуючих аминокислот над гальм1вними у бшыносп вивчених структур головного мозку високозбудливих тварин, е одним ¡з факторт формування судомно1 активносп головного мозку.

3. В структурах локишацп основних моноамшерпчних нейрошв головного мозку ( чорнш субстанщ!", блакитнуватш плям1, ядрах шва) пороги виникнення судомних реакцш у високозбудливих тварин нижч1, йж у низькозбудливих. Це пов'язано ¿з зниженням в цих структурах гальм1вних ефегпв, яю реалоуються при учаетт мед1аторних амнгокислот.

4. Пороги виникнення судомних реакцш у високозбудливих тварин як у Л1мб1чпих структурах, так 1 в структурах стовбуру головного мозку пов'язаш з р1внем вмкту глутамшово! кислота у цих утвореннях. Збшьшення концентрацп глутамшовоУ кислота - один ¡з факторов формування пщвищено! збудливоеп головного мозку.

5. Коефщ1шт сп5вв1дношення цАМФ/цГМФ у бшыноеп вивчасмих

структур головного мозку (гшокамп, мигдал. комплекс, вентро-мед. лпоталамус, блакигна пляма, чорна субстанщя, ядра шва) у високозбудливих тварин нижчий, шж у низькозбудливих, що пов'язано з штенсивним впливом (змшою концеитрацп) мсд!атор1В, у тому числ1 вивчасмих амшокислот.

6. Встановлена залежшсть М1Ж концснтрагцсго глутамшово'Г кислоти та цГМФ, глщина та цАМФ. Це може свадчити про те, що глщин опосереднюс свою дю через активацио цАМФ, а глутамшова кислота - через цГМФ.

7. Мозок високозбудливих тварин характеризуеться шдвищеним вмктом глутамшовоТ кислоти та цГМФ 1 зниженим - глщина, таурина та цАМФ. Шдвшцений р1вень вмкту збуджуючих месенджер1в та одночасно зпижений -raльмiвIíиx, е одтею ¡з умов формувакня судомно? актквност! головного мозку.

Список праць, що »¡дображають оспоши положения диссртаци:

1 -Якименко Т.И. Соотношение возбуждающих и тормозных аминокислот в структурах головного мозга крыс с различной степенью аудиогенной возбудимости // Укра'шський вкник психоневрологи. - Харгав. -1998. -Т.6 .-Вшт. 3(18). -С. 75-76.

2. Якименко Т.И. Медиаторные аминокислоты и пороги возникновения судорожных реакций у крыс с различной степенью аудиогенной возбудимости // Експсриментальна 1 клшчна медицина. - 1999. - Т.2. - №1. - С. 75-78.

3.Якименко Т.И., Мясоедов В.В. Нейроакгавные аминокислоты и циклические нуклеотиды в генезе потенциальной судорожной готовности у крыс // Вестник проблем биологии и медицины. - 1999. - №6. -С. 47-50.

4.Якименко Т.И. Взаимосвязь содержания медиаторных аминокислот в структурах мозга с уровнем судорожной готовности у крыс //Нейрофизиология. -1999. -Т.31. -№6. -С.425-428.

5„Якименко Т.И., Сергиенко Н.Г. Содержание глицина в структурах головного мозга крыс с различным уровнем аудиогенной возбудимости // Профилактическая токсикология ксенобиотиков: Сб. науч. тр. /ХМИ/ -Харьков, 1992. -С. 56-57.

6.Сершенко Н.Г., Якименко Т.И. Содержание нейроактивных аминокислот в структурах головного мозга крыс с различной степенью аудиогенной возбудимости //Биологически активные вещества и регуляция функций организма: Сб. научн. тр. ХМИ - Харьков, 1992. - С. 18-22.

7.Якименко Т.И. Содержание нейроактившх аминокислот в структурах ствола головного мозга крыс с различным уровнем аудиогенной возбудимости // Актуальные проблемы совр. медицины. Тез. докл. научной сессии ХМИ 12-14.VI.1991. -Харьков. 1992. - С.123.

8.Сергиенко Н.Г., Якименко Т.Н. Содержание нейроактивных аминокислот и электрографически тестируемая судорожная готовность структур головного мозга крыс с различными уровнями аудиогенной возбудимости // Тез. науч. симп. - "Биохимия стресса и пути повышения эффективности лечения заболеваний стрессорной природы." -Запорожье. -1993. -С. 13-14.

9.Якименко 'ГЛ. Роль таурину у формуванш процесу шдвищено! збудливост1 головного мозку // 36. Актуальна проблема сучаснoí медицини. Тез. доповщей конферепцн, присвячсно! 190-р1ччю зас!гування ХДМУ. -Харив. -1995.-С. 51-52.

10. Якименко T.I. Нейроактивш амшокислоти у структурах головного мозку тварин з рпшш р'тнт аудюгснжм збудливосп //Прад1 VII Укр. 6íoxím. зЪду. - 4.III. - Кшв. - 1997. - С. 102.

П.Серпенко М.Г., Якименко T.I. Глщшг, гаурин та пороги судомноГ roTOBHOcTi структур головного мозку mypiB // Пращ YII Укр. 6íoxím. з'вду. -Ч.Ш. - Кшв. - 1997. - С. 73-74.

АНОТАЦ1Я

Якименко Г.1. Нейроактивш амшокислоти у rene3i судомноТ активности головного мозку.-Рукопис.

Дисертагдя на здобуття наукопого ступеня кандидата бюлопчних наук за спещальшстю 03.00.04. - 6ioxÍMÍfl, Харивський цацюнальний ушверситет ím. D.H. Каразша, Харив, 2000.

Дисертацпо ирисвячено виявленню рол i мед1аторних амшокислот (глутамшово! та acnapariHOBOi кислот, глщину та таурину), циюнчних нуклеотид1в (цАМФ, цГМФ) у розвитку судомho'í активного, вивченню íx вм1сту та поропв виникнення судомно!' реакцй у л1мб1чних структурах головного мозку mypiB з низысим та високим р!внем аудюгенноГ збудоивос-п.

Анал13 одержаних даних св!дчить про наявн1сть взаемозв'язку М1Ж особливостями стввщюшення збудливих та гаяъмЬнш амшокислот та порогом виникнення судомно! акгивпост1 структур головного мозку високозбудливих mypiB. Встановлено взаемозв'язок М1Ж концеinpaiiiсю глутамшово! кислота i цГМФ, глщину i цАМФ. Це може свщчити про те, що глщшг опосереднюе свою д)'ю через акгиващю цАМФ, а збуджуюч! амшокислоти - через цГМФ. Зроблено висновок, що тдвшцений bmíct збудливих aмiнoкиcлoт та недостатнш -гальм1вних, е одшею Í3 патолопчних ланок формування судомно!" totobhoctí головного мозку.

Ключов» слова: аудюгенна збудлившть, судомна актившсть, головний мозок, мед^аторш амшокислоти, циктчш нуклеотиди.

АННОТАЦИЯ

Якименко Т.И. Нейроактивные аминокислоты в генезе судорожной актив -ности головного мозга.- Рукопись.

Диссертация иа соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04. - биохимия, Харьковский национальнй университет им. В.Н. Каразина, Харьков, 2000.

Работа посвящена выяснению конкретных механизмов и общих закономерностей возникновения и развития судорожной активности, роли в ней медиаторных аминокислот и их соотношений с вторичными посредниками -циклическими нуклеотидами (цАМФ и цГМФ).

Состояние медиаторных процессов имеет принципиальное значение для нормального функционирования головного мозга. В этой связи представлялось важным выяснение участия медиаторных аминокислот в генезе судорожной активности, их отличия в количественном и качественном аспекте, их интимные взаимоотношения, сопряженность действия с "вторичными посредниками" -циклическими нуклеотидами, а также возможное их участие в формировании порога возникновения судорожной реакции структур головного мозга крыс с низким и высоким уровнем аудиогеняой возбудимости.

В эксперименте на животных двух типов - с низкой и высокой степенью аудиогениой возбудимости изучено содержание возбуждающих (глутаминовая, аспарагиновая кислоты) и тормозных (глицин, гаурин) аминокислот в 12 структурах головного мозга. Обнаружены отличия в их уровнях между структурами мозга, а также и между группами животных.

Показано, что отличия в содержании нейроактивных аминокислот в структурах головного мозга крыс с различной степенью аудиогенной возбудимости обуславливают особые качественные физиологически-метаболические уровни мозга с высокой и низкой степенью возбудимости. Эти уровни возбудимости тесно связаны с участием в их обеспечении вторичными посредниками.

Наличие одновременного дефицита тормозных аминокислот и повышенное содержание возбуждающей глутаминовой кислоты в большинстве изученных структур головного мозга высоковозбудимых животных, является одним из факторов формирования судорожной активности головного мозга.

В работе обнаружен повышенный уровень судорожной готовности во всех исследованных структурах лимбической системы (за исключением дорзального гиппокампа) в условиях исходно низкого содержания тормозных медиаторных аминокислот. Установлено, что пороги возникновения судорожных реакций у высоковоозбудимых крыс как в лимбических структурах, так и в структурах

ствола головного мозга связаны с высоким уровнем содержания глутаминовой кислоты в этих образованиях. Некомпенсированное увеличение концентрации глутаминовой кислоты - один из факторов формирования повышенной возбудимости головного мозга.

Обнаружено дифференцированное содержание циклических нуклеотидов (цАМФ, цГМФ) в исследуемых структурах головного мозга крыс с низкой и высокой степенью аудиогенной возбудимости. Однонаправленность и значительная степень различия в содержании цГМФ в большинстве изученных структур головного мозга крыс обеих групп может свидетельствовать о непосредственном участии этого нуклеотида в генезе судорожной готовности.

Отмечены значительные различия в величине коэффициента цАМФ/цГМФ в основных норадреналин-, серотонинсодержащих структурах мозга -голубоватом пятне,черной субстанции и ядрах шва, оказывающих диффузные восходящие и нисходящие влияния.

При сравнительном анализе содержания циклических нуклеотидов и медиаторных аминокислот выявлена тенденция к однонаправленному изменению концентрации глутаминовой кислоты и цГМФ, а также глицина и цАМФ.

Проведенные исследования свидетельствуют о том, что мозг высоковозбудимых животных характеризуется повышенным содержанием глутаминовой кислоты и цГМФ, и пониженным - глицина, таурина и цАМФ. Постулируется положение, что глицин опосредует свое действие через активацию цАМФ, а глутаминовая кислота - через цГМФ.

Полученные данные могут свидетельствовать о том, что значительное снижение уровня циклических нуклеотидов у животных с более высоким уровнем возбудимости головного мозга может быть связано с интенсивным воздействием (изменением концентрации) медиаторов, в том числе изучаемых аминокислот, реализующих свои эффекты через систему цАМФ и цГМФ изменением конформации или повышением сродства рецептора, взаимодействующего с этими медиаторами.

Сделано заключение, что повышенное содержание возбуждающих аминокислот и недостаточное - тормозных, является одним из патологических звеньев формирования судорожной активности головного мозга.

Ключевые слова: аудиогенная возбудимость, судорожная активность, головной мозг, медиаторные аминокислоты, циклические нуклеотиды.

SUMMARY

Yakymenko T.I. Neuroactive amino acids in genesis of seizury susceptibility of brain. - Manuscript.

Thesis for a candidate's degree by speciality 03.00.04- biochemistry, Kharkov National University by V.N. Karazyn, Kharkov, 2000.

The present research is dedicated to the establishment of role of neurotransmitter amino acids ( glutamic and aspartic acids, glycine and taurine), cyclic nucleotides (cAMP,cGMP) in the development of seizury susceptibility and to the investigation of neurotransmitter amino acid contents, cyclic nucleotides concentration and seizure thresholds in limbic brain structures of rats having low and high levels of audiogenic excitability.

The analisys of obtained data tells about occurence of interconnection between particularities of interrelation of exciting and inhibiting amino acids and seisury threshold of brain regions of highly excitable rats.

The interconnections between glutamic acid contents and cGMP concentration, glycine contents and cAMP concentration were found. It can suggest that glycine mediates its action via cAMP activation, but exciting amino acids - via cGMP.lt has concluded that increaced contents of exciting amino acids and decreased one of inhibitings is one of pathologic links of seizury susceptibility formation of brain.

Key worlds: audiogenic excitability, seizure susceptibility, brain, neurotransmitter amino acids, cyclic nucleotides.