Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль ГАМК в механизмах действия этанола в мозге
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия
Автореферат диссертации по теме "Роль ГАМК в механизмах действия этанола в мозге"
НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ РАДИОБИОЛОГИИ
РГб од
ДК577Л58:577.175.82:616,89-008.441ЛЗ I 3 ^Др ^ЭД
КАНУННИКОВА Нина Павловна РОЛЬ ГАМК В МЕХАНИЗМАХ ДЕЙСТВИЯ ЭТАНОЛА В МОЗГЕ 03.00.04 - биохимии
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Минск-2000
Работа выполнена в Институте биохимии Национальной Академии нау* Беларуси
Научный консультант -
доктор биологических наук, профессор Мойсеенок А.Г.
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, с.н.с. Ещенко Н.Д. доктор биологических наук, профессор Чиркин А.А. доктор медицинских наук, профессор Кухта В.К.
Оппонирующая организация - Научно-исследовательский институ наркологии Министерства здравоохранения Российской Федерации
Защита состоится " „¿¿¿Ь/^уьиЯ . 2000 года в /3 часо на заседании совета по защите диссертаций Д 01.35.01 при Институте ра днобиологии НАН Беларуси (220141, Минск, ул.Академика Купревича, 2 тел.264-46-72)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института радио биологии HAH Беларуси.
Автореферат разослан'/€Cp&ßfvG -Ui> 2000 г.
Ученый секретарь
совета по защите диссертаций,
кандидат биологических наук
А.М.Ходосовская
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1. Актуальность темы диссертации. В отличие от других биоло-мески активных соединений, вызывающих зависимость, для этанола гизвестен специфический или ведущий механизм действия. В частно-ги, не выявлены специфическая медиаторная система и соответствую-(ие рецепторы. Известно, что этанол действует в ЦПС: 1) путем воздей-гвия на различные нейромедиаторные системы (Tabakoff, Hoffman, 1980; e\vari,Sytinsky,]983); 2) на метаболизм нейронов и образование энергии ittleton,Little, 1994; Airaksinen, Peura, 1987; Deitrich et al., 1989); 3) через ембранные эффекты (Goldstein, Chin, 1981). Это является причиной ногообразия биохимических .маркеров алкогольной зависимости и ток-юности, обусловливает комплексный характер нарушений нейрональ-ых систем, затрудняет поиски ключевых реакций и/или факторов, регу-ирующих отношение к потреблению этанола и чувствительность к нему, также поиски средств коррекции биохимических и неврологических арушений, индуцированных этанолом.
С тех пор, как была установлена роль ГАМК как основного медиа-эра торможения в мозге, влияние этанола на ГАМК-проведение изуча-эсь достаточно подробно (И.А.Сытинский, 1980; Hunt, 1983; Kulonen, 983; Deitrich et al.. 1989). Была предложена гипотеза о том, что этанол отенцирует Г АМК-ергическое.проведение нервного импульса посредст-эм изменения активности компонентов ГАМК-бензодиазепин-хлор-онофорного комплекса. Однако попытки поиска антиалкогольных эедств среди препаратов, действующих на активность этого комплекса, собенно таких, которые были бы эффективны, но не токсичны в услови-к длительных курсов лечения, оказались мало результативными О.В.Буров, Н.В.Ведерникова, 1985; Myers, 1994; Kreek, Koob, 1998).
В то же время до настоящего времени мало изученным при алко-эльной интоксикации является собственно метаболизм ГАМК, хотя АМК-шунт метаболизма глутамата (составляющий в отдельных струк-урах мозга от 30 до 66% общего субстратного потока глутамата) 5shchenko et al.,1998; Hassel et al.,1998) может служить дополнительным егулятором основного энергетического обмена в мозге и донором субгратов в цикл Кребса при экстремальных ситуациях, в том числе при ал-оголыюй интоксикации (В.А.Розанов,1989; Page et al.,1989: Waagepeter-;n et al., 1999). В регуляции активности ГАМК-шунта принимает уча-гие образование ГАМК в реакции декарбоксилирования глутамата и ее ыход из пресинаптических образований, а также доступность субстрата а последующих этапах ГАМК-шунта. Большое значение в механизмах
действия этанола также, очевидно, имеет ГОМК, которая образуется при восстановлении ЯПА с помощью ЯПА-Р и играет важную роль в регуляции функциональной активности ЦНС (Cash, 1994; Mamelak, 1989).
В эффектах этанола на мембраны важны не столько изменения общей "текучести" мембран, сколько изменения чувствительности к агони-стам отдельных специфических белков и рецепторов в мембране (Goldstein, Chin, 1981; Suzdak et al., 1986; Kreek, Koob, 1998; Mehta, Ticku, 1989). Характерной особенностью мембранотропных эффектов этанола является их универсальный характер в отношении клеточных и субклеточных мембран - мембран нейронов, митохондриальных мембран, мембран нервных окончаний (Ю.В.Буров, Н.Н.Ведерникова, 1985). При этом необходимо отметить, что два основных фермента деградации ГАМК - ГАМК-Т и ЯПА-ДГ- локализуются в мембранах митохондрий, и их активность в значительной мере определяется их состоянием (Zhuk, Zinkovsky, 1999). Важной чертой мембранотропных эффектов этанола является то, что они проявляются в концентрациях, которые обнаруживаются в крови при алкогольной интоксикации(А.И.Успенскнй,1984; Littleton,Little, 1994).
Таким образом, изучение различных параметров ГАМК-системы в условиях алкогольной интоксикации является необходимым для выяснения механизмов действия этанола в мозге. Однако до настоящего времени вопросы воздействия этанола на такие мембраносвязанные процессы как активность ферментов метаболизма ГАМК, ее синаптический транспорт (захват), а также особенности этих процессов в структурах мозга изучены недостаточно. Мало данных о различиях транспорта ГАМК и ее метаболизме у животных с разным отношением к потреблению этанола и разной чувствительностью к нему.
Особую актуальность изучение изменений транспорта и метаболизма ГАМК при хронической алкогольной интоксикации (ХАИ) и алкогольной абстиненции приобретает в связи с тем, что в последние годы для лечения этих состояний успешно используются некоторые препараты, которые оказывают воздействие на ферменты метаболизма ГАМК, влияют на метаболизм родственных ей нейроактивных аминокислот (Б.Ф.Дорофеев и др., 1994; К.С.Раевский, В.П.Георгиев, 1986). С этой точки зрения поиск новых средств метаболической терапии для корреги-рования и предупреждения нарушений, вызываемых алкоголем, среди препаратов, влияющих на катаболизм ГАМК, представляется весьма перспективным.
2. Связь работы с крупными научными программами, темами. Работа выполнялась на протяжении 1981-98 годов в рамках научно иссле-
овательских тем "Изучение биохимических механизмов патогенеза ал-оголизма и последствий алкогольных интоксикаций. Создание новых ечебных и профилактических препаратов на основе природных соеди-ений"; "Нейрохимические и молекулярно-генетические исследования ндогенных факторов формирования зависимости от этанола"; "Роль аль-егадов, их продуктов и предшественников в регуляции метаболического омеостаза" (№ гос.регистрации 01.86.0022836); "Применение отдельных итаминов и их сочетаний для коррекции метаболических нарушений, ызываемых алкогольной интоксикацией" (№ гос.регистрации 1830066926); "Метаболические предпосылки и последствия потреблена этанола" (№ гос.регистрации 0182.2042449) в соответствии с респуб-иканской комплексной программой "Фундаментальные исследования, ля медицины".
3. Но б и задачи исследования. Цель настоящего исследования за-лгочалась в изучении роли системы ГАМК в реакции ЦНС на этанол как юлекулярной основы алкогольной болезни.
В соответствии с указанной целью определены следующие задачи:
- исследовать транспорт ГАМК через синаптические мембраны, ак-ивность ферментов метаболизма ГАМК, ее содержание, содержание ругих нейроактивных аминокислот в структурах мозга при различных пособах и различной длительности воздействия этанола, а также при тмене этанола после хронической алкогольной интоксикации;
- сравнить показатели транспорта и катаболизма ГАМК в структурах юзга крыс с разным отношением к потреблению этанола и с разной чув-твительностьш к его снотворному эффекту до и после алкогольной на-рузки, однократной или длительной;
- оценить ГАМК-ергические механизмы действия некоторых нейро-ктивных соединений на фоне этанола и изучить их влияние на нарушена катаболизма ГАМК при хронической алкогольной интоксикации и оследующей отмене этанола; выявить новые возможности их применена как средств лечения алкогольной интоксикации и абстиненции.
4. Объект и предмет исследования. Объектом исследования были елые беспородные крысы-самцы, полученные из питомника РАМН Рос-ии или выведенные в виварии Института биохимии НАНБ. Предмет ис-ледования - показатели активности ферментов биосинтеза и катаболизма "АМК и ее транспорта через пресинаптические мембраны, а также со-.ержание аминокислот в структурах мозга крыс при действии этанола.
5. Гипотеза. Выдвинуто предположение, что изменения ГАМК-ргической системы и ее метаболизма являются одним из ведущим меха-¡измов развития расстройств в ЦНС,' вызываемых введением этанола. К
числу биохимических маркеров алкогольных повреждений следует относить показатели активности ГАМК-медиаторной системы и активности ГАМК-шунта.
Активность метаболизма ГАМК лежит в основе отношения особей к потреблению этанола и чувствительности к его снотворному эффекту.
Наличие нарушений метаболизма ГЛМК при алкогольной интоксикации обосновывает новый подход к патогенетической (метаболической) терапии алкоголизма и абстиненции с помощью препаратов, оказывающих воздействие на ГАМК-шунт.
6. Методология и методы проведенного исследования. Для решения поставленных задач использован комплексный подход, основанный на одновременном изучении ряда показателей, характеризующих различные аспекты метаболизма ГАМК, а также функциональную активность пейромедиагорной ГАМК-системы в структурах мозга. С этой целью в отдельных структурах мозга были изучены показатели транспорта ГАМК через синаптические мембраны, активность ферментов ее синтеза и катаболизма и содержание ГАМК и других нейроактивных аминокислот.
7. Научная новизна и значимость полученных результатов. Впервые проведено исследование различных компонентов ГАМК-ергической системы в структурах мозга при всех экспериментальных способах алкогольной интоксикации, что позволило оценить и медиаторную активность ГАМК, и ее участие в регуляции метаболических процессов в мозге при действии этанола. Принципиально новым является сопряжение характеристики ГАМК-системы с поведенческими симптомами при алкогольной интоксикации.
Впервые определена роль ГАМК-шунта как необходимого компонента процессов развития толерантности и физической зависимости от этанола, его участие в проявлении синдрома отмены этанола.
Установлено, что ГАМК-система является составным элементом механизмов, определяющих чувствительность животных к снотворном) эффекту алкоголя, а также алкогольную мотивацию.
Впервые проведен сравнительный анализ эффектов этанола ш ГАМК-систему в структурах мозга, что позволило выявить особенност: воздействия этанола в зависимости от функциональной роли ГАМК в отдельных структурах и вклад этих воздействий в формирование реакцш на этанол, в том числе и на поведенческом уровне.
Проведены доклинические испытания ряда препаратов, оказываю щих воздействие на метаболизм ГАМК, как средств лечения алкогольно? интоксикации. Часть препаратов - вальпроат, глутамин, пантогам, амино кислотные смеси - уже применяются в клинике, другие - пансульфогам
амма-бутиролактон, этаноламин, фосфоэтаноламин - находятся в стадии •кспериментальной разработки.
Установлены нейрохимические основы механизмов их действия и [аны обоснования применения изученных препаратов как средств металлической терапии алкогольной интоксикации.
8. Практическая (экономическая, социальная) значимость Полуниных результатов.
1. Определены молекулярные основы метаболической терапии алко-ольной болезни через воздействие на ГАМК-систему мозга, исходя из ¡его для коррекции этанол-индуцированиых нарушений ГАМК-системы •ледует применять препараты, влияющие на метаболизм ГАМК: структурные аналоги ГАМК, производные ГАМК с витаминами и другие ве-цсства, близкие по структуре к эндогенным соединениям. Рекомендуется фименение этих соединений в условиях длительной терапии алкоголизма и абстинентных состояний.
2. Описана гетерогенность популяции по отношению к активности "АМК-системы у животных с разной алкогольной мотивацией и чувствительностью к снотворному эффекту этанола. Показано сохранение этих различий после длительной алкогольной нагрузки, что свидетельствует )б устойчивости этого признака и необходимости дифференцированного юдхода к прогнозированию последствий потребления алкоголя с учетом >собенностей метаболизма ГАМК.
3. Обосновано проведение длительных поддерживающих курсов ле-(ения алкогольной болезни с помощью препаратов, близких по структуре с естественным метаболитам ГАМК-системы' и оказывающих выражение воздействие на активность ГАМК-шуита. Определена экономическая хелесообразность применения препаратов данной группы.
9. Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
1. В механизмах действия этанола в мозге необходимыми компонентами являются его воздействие на медиаторную активность ГАМК, а также на ГАМК-шунт путей образования энергии в мозге.
2. Механизмы функционирования ГАМК-системы при алкоголь-ной (нюксикации зависят от структуры мозга, длительности воздействия ал-соголя, чувствительности организма к его снотворному эффекту, наличия шкогольной мотивации.
3. Адаптация организма к этанолу сопровождается ослаблением степени воздействия алкоголя на метаболизм ГАМК и сокращением длительности этанол-индуцированного сна. При хронической алкогольной штоксикации и физической зависимости от этанола происходит метабо-шческая адаптация ГАМК-системы к его присутствию, которая является
основой нейрохимических и поведенческих проявлений синдрома отмены этанола.
4. Активность ГАМК-шунта в определенных структурах мозга играет существенную роль в определении чувствительности животных к наркотическому эффекту этанола, тогда как в механизмах, определяющих алкогольную мотивацию, роль ГАМК-шунта менее значима.
5. Соединения, близкие к ГАМК по структуре (гамма-бутиролактон, глутамин, иаитогам, пансульфогам), а также влияющие на ферменты ее метаболизма (вальпроат, этаноламин, фосфоэтаноламин), в условиях in vivo успешно устраняют нарушения катаболизма ГАМК, развивающиеся при воздействии этанола, что является обоснованием необходимости применения данных соединений для метаболической терапии алкогольной интоксикации.
10. Личный вклад соискателя. Результаты получены лично соискателем или под се руководством аспиранткой А.Г.Вшшцкой, или же совместно с сотрудниками Института биохимии Е.М.Дорошенко и Е.Г. Шалавиной. Их участие отражено в совместных публикациях. Вклад соискателя заключался в определении направления и постановке конкретных. задач исследования, разработке методик эксперимента и условий моделирования экспериментальных ситуаций, непосредственном участии в выполнении измерений, проведении анализа, обобщении и трактовке полученных результатов.
11. Апробация основных результатов диссертации проведена на следующих научных конференциях и симпозиумах:
- Всесоюзном симпозиуме "Биохимия алкоголизма" (Гродно, Беларусь, 1980); Всесоюзном симпозиуме "Фармакология производных ГАМК" (Тарту, Эстония, 1983); 13-й конференции международной Ассоциации судебной медицины (Дюссельдорф, Германия, 1993); 39-м Конгрессе по предупреждению и лечению алкоголизма и лекарственной зависимости (Триест, Италия, 1995); 3-м Конгрессе Европейского общества по биомедицинским исследованиям алкоголизма (ESBRA) (Осло, Норвегия, 1991), 4-м Конгрессе ESBRA (Генуя, Италия, 1993); 5-м Конгрессе ESBRA (Штутгарт, Германия, 1995); 6-м Конгрессе ESBRA (Стокгольм, Швеция, 1997); Совместном западно-восточном симпозиуме ESBRA (Гродно, Беларусь, 1998); 7-м Конгрессе ISBRA (Квинсленд, Австралия, 1994); 9-м Конгрессе IS BRA (Копенгаген, Дания, 1998); Международной конференции "Аминокислоты и их производные" (Гродно, Беларусь. 1996); 12-й Общей конференции Европейского нейрохимического общества (Санкт-Петербург, 1998), Российской конференции "Пантогам. Ней-робутал" (Москва, Россия, 1998).
12. Опубликовапность результатов. По материалам диссертации опубликовано 60 работ, в том числе 1 глава в совместно написанной монографии и 27 статей ( из них 18 - в рецензируемых научных журналах, 6 - депонированных и 3 - в сборниках научных работ). Общий объем опубликованных материалов - 240 страниц.
13. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, 4 глав описания результатов собственных исследований, обобщения полученных результатов, заключения и библиографии (472 источника, в том числе 110 белорусско- и русскоязычных источника и 362 англоязычных источника). Работа изложена на 190 страницах машинописного текста, включая 37 страниц списка литературы. В тексте диссертации представлено 13 рисунков и 40 таблиц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Использованные животные и экспериментальные модели. Эксперименты поставлены на белых беспородных крысах-самцах, находившихся на стандартном рационе вивария, сбалансированном по основным пищевым компонентам.
Острая алкогольная интоксикация достигалась введением этанола в/бр в дозе 1/2 LDso (3,5 г/кг, 25% раствор); это вызывало у крыс сон, сопровождающийся прекращением двигательной активности и принятием животными бокового положения.
С целью снижения чувствительности и развития толерантности к наркотическому действию этанола крысам ежедневно в течение 10 дней вводили в/бр этанол в дозе 3,5 г/кг. В процессе эксперимента происходило уменьшение продолжительности этанол-индуцироваиного сна, что и оценивалось как признак развивающейся толерантности к алкоголю. Де-капитацию животных проводили после пробуждения животных.
Эксперименты с хронической алкогольной интоксикацией и последующей отменой этанола проводили на крысах, которые получали в течение 3-х или 6 месяцев растворы этанола (10-20%) в качестве единственного источника питья (Ю.В.Буров, Н.Н.Ведерникова, 1985). Изучение биохимических показателей проводили или непосредственно на фоне алкоголя, или через 12 ч после отмены этанола, т.е. в наиболее оптимальный период для развития синдрома отмены этанола. Коррекцию синдрома отмены проводили введением ГАМК-ершческих препаратов за 1 ч до
декапитации животных в дозах, вызывающих изменения ГАМК-ергической системы.
Для установления различий в предпочтении потребления этанола или воды животных трижды, по двое суток, с интервалом в 10 дней тестировали в условиях свободного выбора между 15% раствором этанола и водой. На основании результатов трех тестирований выделяли группы животных с высоким и низким уровнем потребления этанола (ПЭ и ПВ) (Ю.М.Островский и др., 1976).
Отбор животных с различной чувствительностью к наркотическому эффекту алкоголя проводили по длительности сна (бокового положения) у них после введения 3,5 г/кг этанола в/бр (Ю.В.Буров, 1979). Длительность сна у короткоспящих (КС) крыс составила менее 90 минуг, у долго-спящих (ДС) - более 160 минут. Стрессорную реакцию вызывали путем иммобилизации животных в течение 45 мин.
В качестве модификаторов1 фармакологических и метаболических эффектов этанола изучены следующие соединения: вальпроат натрия, этаноламин (ЭА), фосфоэтаноламин (ФЭА), гамма-бутиролактон (ГБЛ), глугамин, бикукуллин, фармакопейные смеси аминокислот - альвезин (14 аминокислот, Германия), левамин (18 аминокислот, Финляндия) и полиамин (13 аминокислот, Беларусь), а также пантогам и пансульфогам (Россия). Препараты вводили в/бр в дозах, вызывающих изменения ГАМК-ергической системы, за 30 - 60 мин до декапитации.
После декапитации животных выделяли структуры головного мозга (большие полушария, базальные ганглии, ствол мозга, мозжечок) при 4°С в течение 2 мин. Для определения аминокислот ткань после выделения немедленно замораживали в жидком азоте.
Изучение захвата 14С-ГАМК. Синаптосомы из структур мозга выделяли по методу Hajos (1975). Гомогенат ткани мозга (0,32 М сахароза, 10 мМ трис HCl и 0,5 мМ ЭДТА, pH 7,4) центрифугировали при 0-4°С при 5000 g 10 мин, осадок отбрасывали, а супернатант подвергали центрифугированию при 11 000 g в течение 20 мин. Полученный осадок использовали в качестве препарата синаптосом.
Пробы, содержавшие среду инкубации (мМ): NaCl - 120, KCl - 4, MgCb - 2,5, трис-буфер - 12, глюкоза - 10, pH 7,4, а также суспензию синаптосом (0,4-0,6 мг белка), преинкубировали 5 мин при 27°С, добавляли 14С-ГАМК (436 МБк/ммоль, ВНР) и 4 мин инкубировали при 27°С, затем фильтровали через стекловолокнистые фильтры GF/F. Подсчет радиоактивности на фильтрах проводили на жидкостном сцинтилляционном счетчике Mark-Ii (США). Контрольные пробы содержали радионуклид и 1 мМ немеченой ГАМК. Для определения кинетических параметров про-
lecca захвата ГАМК обработку полученных данных проводили с помощью линейного регрессионного анализа графиков Эди-Хофсти.
Определение активности ГАМК-аминотрансферазы (ГАМК-Т, (-аминобутират-2-оксоглутарат-аминотрансфераза, НФ 2.6.1.19) прово-шли флуориметрическим методом (DeBoer,Bruinvels, 1977), используя ;опряженную ферментативную систему, в которой ГАМК превращается в TITA, окисляющийся затем в сукцииат в присутствии НАД+ при дейст-ши ЯПА-ДГ, присутствующей в препаратах гомогената мозга. Пробы, содержавшие 50 мМ пирофосфатный буфер, pH 8,5, 3 мМ ГАМК, 2,0 мМ 2-кетоглутаровую кислоту, 20 мМ 2-меркаптоэтанол, 1 мМ НАД+ и гомогената, инкубировали при 37°С 2 ч. При последующем прогревании ин-<убационной смеси, содержащей 0,35 М фосфатный буфер при 60°С в присутствии 7,5 М NaOII и 0,02% II2O2 происходило образоватше флуоресцирующего продукта из образовавшегося в ходе реакции НАДН, измерение которого производили при длинах волн возбуждения 370 нм и поглощения 455 нм. Для определения активности дегидрогеназы ЯПА [ЯПА-ДГ, янтарный полуальдегид: НАД+оксидоредуктаза, НФ 1.2.1.24) использовали тот же метод образования флуоресцирующего продукта. Образование НАДН происходило п ходе инкубации проб в присутствии ЯПА и НАД+ в качестве субстратов.
Активность редуктазы ЯПА (ЯПА-Р). Для оценки активности ферментативного восстановления ЯПА нами проводилось изучение скорости реакции неспецифической ЯПА-Р (НФ 1.1.1.2), которая проявляет высокую чувствительность к действию нейротропных препаратов (Whittle, Turner,1981; Cromlish, Flynn, 1985). В качестве источника фермента использовали супернатант, полученный после центрифугирования (0-4°С, 25000 g) гомошната, приготовленного из ткани мозга на 10 мМ Na-фосфатном буфере pH 7,0, содержащем 0,5 мМ 2-меркаптоэтанола. Субстратом для реакции служил препарат ЯПА ("Sigma", США). Об активности фермента судили по уменьшению поглощения НАДФ-Н при 340 нм во время инкубации проб при 37°С в течение первых 5 мин реакции.
Активность ГДК (L-глугамат-карбоксилиазы, НФ 4.1.1.15) в мозге определяли флуориметрическим методом (Lowe, Robins, Eyerman, 1959), регистрируя концентрацию ГАМК, образующейся при инкубации ткани с глутами новой кислотой в качестве субстрата.
Гомогенат ткани (0,3 мМ ПЛФ, 1:10, в/о) центрифугировали при 11000 g 10 мин на холоду. 100 мкл супернатанта добавляли к 100 мкл субстратно-буферной смеси (1 мл 100 мМ L-глутамата на 0,5 М натрий-фосфатном буфере, pH 6,4; 100 мкл 20 мМ ПЛФ; 100 мкл 4% тритона Х-
100 и 800 мкл 0,2 М натрий-фосфатного буфера, рН 6,4), разведенной перед использованием в 2,5 раза, инкубировали при 37°С 30 минут, после чего добавляли 100 мкл 0,4М хлорной кислоты, 200 мкл 14 мМ нингид-рина, приготовленного на 0,5 М карбонатном буфере, рН 9,9-10,0 и центрифугировали 10 мин при 3000 об/мин. К 200 мкл супернатанта добавляли 100 мкл того же раствора нингидрина и инкубировали 30 мин при 60°С. После добавления в пробы 4 мл медно-винкокислого реактива измеряли флуоресценцию (возбуждение 365 нм, поглощение 470 нм). Активность ГДК выражали в нмоль ГАМК/мг белка х ч инкубации.
Определение содержания аминокислот производили с помощью ВЭЖХ на хроматографе Waters (Waters Assoc., США) по методу, усовершенствованному Дорошенко Е.М. и соавторами (1995). Гомогенат, приготовленный на 0,2 М НСЮ4, содержащий в качестве внутреннего стандарта 25 гпМ норлейцина или со-аминоизовалериановой кислоты, центрифугировали при 15000g и супернатант фильтровали через мембранные фильтры Millex (Millipore, США) с размером пор 0,45 мкм. Определение проводили с предколоночной дериватизацией аминокислот 0,4% о-фталевым альдегидом и 0,4% 2-меркаптоэтанолом в 0,4 М натрий-боратном буфере (рН 9,4), последующим обращенно-фазным разделением образующихся продуктов и. их флуоресцентным детектированием (возбуждение 338 нм, поглощение 425 нм).
Содержание белка в пробах измеряли по методу Hartree(1972). Результаты экспериментов выражали в виде среднего значения и стандартной ошибки средней величины (х ±Sx). Достоверность различий оценивали при помощи i-критерия Сгьюдента. Корреляционный анализ между показателями проводили путем вычисления коэффициента корреляции Пирсона, значимость которого оценивали с помощью i-критерия Стыо-дента.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГАМК-СИСТЕМЫ В МОЗГЕ ПРИ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ
Влияние острой алкогольной интоксикации. Введение этанола в дозе 3,5 г/кг вызывает развитие бокового положения и сон у большинства крыс. При этом через 30 мин не наблюдается достоверных изменений активности ГАМК-Т и ЯПА-Р в структурах мозга, тогда как активность ЯПА-ДГ значительно снижена в стволе, мозжечке и базальных ганглиях (табл.1). Эффект этанола проявляется более заметно на активности ЯПА-ДГ, которая более прочно, чем ГАМК-Т, связана с внутренней митохонд-
риальной мембраной (В.А.Розанов, 1988), возможно, вследствие мембра-нотропных эффектов этанола.
Таблица 1
Влияние этанола (3,5 г/кг, в/бр, 30 мин) на захват 14С-ГАМК (пмоль/мг белка х мин) синаптосомами и активность ферментов метаболизма ГАМК (нмоль/мг белка х ч) в структурах мозга крыс (п=6;
* - р<0,05)
Структуры Показатели Контроль Этанол
Захват иС-ГАМК 65,5±5,7 76,9±5,1
Базальные ГАМК-Т 257±21 309+60
ганглии ЯПА-ДГ 698±31 385±64*
ЯПА-Р 116+7 122±7
ГДК 10,50±1,08 8,58±0,77
Большие Захват 14С-ГАМК 58,6±9,4 163,9±16,2*
полушария ГАМК-Т 153+53 149+16
ЯПА-ДГ 443+72 310+41
ЯПА-Р 182+7 218±18
ГДК 5,30±0,32 9,31+0,26*
Ствол Захват 14С-ГАМК 102,7+9,2* 158,7±18,7*
ГАМК-Т 260+25 252+42,
ЯПА-ДГ 658+48 287+44*
ЯПА-Р 130+14 118±4
ГАМК-Т 314+17 272+15
Мозжечок ЯПА-ДГ 894+12 488+78*
ЯПА-Р 206+12 233+26
Захват иС-ГАМК увеличивается в больших полушариях и стволе, но не в базальных ганглиях. Активность ГДК достоверно увеличивается в стволе мозга. Изучение содержания аминокислот в данной модели показало отсутствие достоверных изменений их уровней во всех исследованных структурах мозга.
Изучение эффектов этанола in vitro показало, что в присутствии 250 мМ алкоголя данный показатель возрастает в синаптосомах, выделенных из ствола мозга крыс на 71% (р<0,01), в то время как на препаратах из других структур этанол практически не оказывает влияния на захват 14С-ГАМК. Анализ захвата ГАМК согласно Эди-Хофсти позволяет выявить влияние этанола более детально (табл.2). В присутствии этанола (250 мМ) происходит изменение и сродства переносчика к медиатору, и максимальной скорости захвата, причем эти изменения разные по степени и
направленности в синаптосомах, выделенных из отдельных структур мозга.
Таблица 2
Влияние этанола in vitro (250 мМ) на показатели захвата 14С-ГАМК
синаптосомами (п=б; *-р<0,05)
Структуры мозга Км мкМ) V (пмоль/мг белка х мин)
Контроль Этанол Контроль Этанол
Базалъные ганглии 6,86±0,26 11,15±0,52* 147,8±9,9 180,7±3,6*
Большие полушария 20,80±0,85 7,81±0,73* 528,4±37,9 240,7±40,2*
Ствол 11,00±1,76 20,62±2,68* 265,3±82,3 423,1±104,1
Следовательно, этанол действует как модификатор системы транспорта ГАМК через синаптические мембраны, и разница его эффектов в разных структурах мозга может быть обусловлена неоднородностью состава нейрональных мембран в них. Изменение захвата ГАМК под действием этанола, согласно с анализом по Эди-Хофсти, свидетельствует в пользу неконкурентного, неспецифического характера влияния на этот процесс, который осуществляется, возможно, посредством изменения микроокружения переносчика ГАМК через нейрональную мембрану.
Показатели ГАМК-шунта при снижении чувствительности к снотворному действию этанола. Однократное введение этанола крысам в дозе 3,5 г/кг (в/бр) вызывает у них сон, длящийся в среднем 2 ч. После повторных инъекций этанола продолжительность сна у крыс сокращается, и после 4 инъекций этанола в течение 4-х дней среднее время сна составило 80-90 мин, после 7 инъекций - 50-60 мин и после 10 инъекций -40-50 мин. Декапитацию животных производили в момент их пробуждения. После первой инъекции этанола обнаруживается угнетение ферментов ГАМК-шунта (р<0,01) во всех изученных структурах мозга (рис.1).
Уровень ГАМК снижается в мозжечке и стволе мозга (р<0,05), глу-тамата - в базальных ганглиях и стволе (р<0,01), тогда как уровень других аминокислот практически не меняется во всех изученных структурах мозга. По мере увеличения числа инъекций наблюдалось линейное ослабление изменений активности фермеров катаболизма ГАМК, вызванных этанолом, во всех изученных структурах мозга. Так, в первый день эксперимента активность ГАМК-Т, ЯПА-ДГ и ЯПА-Р уменьшалась на 5070% (р<0,001) по сравнению с контролем, тогда как после 4-7 инъекций этанола эти показатели уменьшались лишь на 10-15%. Изменения содержания ГАМК в мозжечке нивелировались по мере увеличения числа инъ-
гкций этанола Эти данные свидетельствуют об участии реакций катабо-пизма ГАМК в мозге в ходе
7СДО * цно гк/\г
9 10 11 12
Рис.1. Активность ферментов катаболизма ГАМК в стволе.мозга крыс после повторных введений этанола (3,5 г/кг, в/бр).
развития толерантности к этанолу. По-видимому, эти эффекты связаны с изменениями состояния нейрональных и митохондриальных мембран (Littleton, Little, 1994). Они согласуются с данными, полученными на мембранах этанол-толерантных животных, резистентных к эффектам этанола в мембранах (Rottenberg at al., 1981).
Можно полагать, что повторные инъекции этанола приводят к увеличению стабильности плазматических и, вероятно, митохондриальных мембран, что может быть причиной ослабления изменений ферментов катаболизма ГАМК, связанных с мембранами. На наш взгляд, степень ослабления чувствительности ГАМК-метаболизирующих ферментов к этанолу может быть показателем толерантности к нему.
Показатели ГАМК-системы при хронической алкогольной интоксикации (ХАИ) и отмене этанола. Трехмесячная алкогольная интоксикация животных приводит к активации ГДК в базальных ганглиях, стволе и мозжечке, активации ГАМК-Т в стволе мозга, но угнетению ЯПА-ДГ в больших полушариях, стволе и мозжечке, а также угнетению ЯПА-Р в больших полушариях (табл.3).
Это, по всей вероятности, свидетельствует о нарушении соотношений в работе ГАМК-метаболизирующих ферментов и об ослаблении по-
о
ступления сукцината в цикл Кребса на фоне длительного присутствия этанола.
Таблица 3
Активность ферментов метаболизма ГАМК (нмоль/мг белка х ч) в структурах мозга крыс во время ХАИ и через 12 часов после отмены этанола
(п=6; *-р<0,05 по сравнению с контролем; **-р<0,05 по сравнению сХАИ)
Структуры мозга Показатели Контроль ХАИ Отмена этанола
Базальные ганглии ГАМК-Т 242 ± 13 205 ± 18 229 ± 16
ЯПА-ДГ 732 ± 35 818 ± 55 1043 ±70*'**
ЯПА-Р 232 ± 35 229 ± 24 156 ± 17*'**
гдк 10,1 ± 1,5 24,6± 1,8* —
Ствол ГАМК-Т 275 ± 18 396 ±21* 335 ± 24
ЯПА-ДГ 980 ± 60 504 ± 46* 718 ±32*'**
ЯПА-Р 265 ± 26 230 ± 13 179 ± 12*'**
ГДК 26,2 ± 1,9 35,0 ±3,6* —
Большие полушария ГАМК-Т 184 ± 11 195 ± 15 218 ±34
ЯПА-ДГ 983 ± 85 643 ± 40* 564 ±25*
ЯПА-Р 241 ±14 193±14* 211±10*
гдк 34,2 ± 3,0 42,2±5,6 —
Мозжечок ГАМК-Т 158 ± 11 166 ± 17 207 ± 12*'**
ЯПА-ДГ 689 ± 15 503 ± 29* 653 ±45**
ЯПА-Р 263 ± 20 265 ± 22 271 ± 19
ГДК 7,4 ± 1,4 17,1 ±1,4* —
Уровень ГАМК понижается в базальных ганглиях (на 35%), тогда как содержание других аминокислот достоверно не изменяется. Понижение уровня ГАМК в базальных ганглиях, активация синтеза при одновременном уменьшении образования сукцината в большинстве изученных структур и угнетении образования ГОМК в больших полушариях указывают, очевидно, на ослабление метаболической активности ГАМК-шунта и усиление тормозного действия ГАМК на фоне ХАИ.
Во время проявления симптомов отмены алкоголя обнаруживается активация ЯПА-ДГ в стволе, активация ЯПА-ДГ до уровня контроля в мозжечке и активация выше значений контроля и на фоне ХАИ - в базальных ганглиях. Активность ГАМК-Т, увеличенная на фоне ХАИ в стволе мозга, во время отмены этанола снижается, но значительно увеличивается в мозжечке. Одновременно происходит угнетение способности к образованию ГОМК в базальных ганглиях, стволе и больших полуша-
риях. Содержание ГАМК в базальных ганглиях возвращается к исходному уровню. Указанные изменения отражают усиление образования сук-цината по ГАМК-шунту после удаления из тканей этанола, т.е. активацию окислительной ветви метаболизма ГАМК и ослабление ее восстановительного пути. Развивающийся при этом недостаток ГОМК может вносить дополнительный вклад в развитие симптомов гипервозбудимости, развивающейся при отмене этанола.
Изучение показателей ГАМК-системы на фоне алкогольной интоксикации, обусловленной принудительным потреблением этанола с жидкой диетой в течение месяца, показало, что, как и при кратковременном воздействии, этанол активирует захват ГАМК в стволе (на 39%) и базальных ганглиях (на 145%) (табл.4). Эффект активации наблюдается и через 14 ч после отмены этанола с возвращением этого показателя к исходным значениям через 48 ч после его удаления. Что касается активности ферментов ГАМК-шунта, то в наших экспериментах обнаружено угнетение ГАМК-Т в больших полушариях и ее активация в стволе мозга на фоне ХАИ (табл.4). Отмена этанола сопровождается медленным, в течение 2 сут, снижением активности ГАМК-Т до уровня контроля в стволе, тогда как в больших полушариях фермент постепенно активируется. Активно-стьЯПА-Р в больших полушариях мозга достоверно снижается только через 2 сут после отмены этанола, тогда как в стволе мозга ослабление образования ГОМК наблюдается через 14 ч после отмены.
Таблица 4
Влияние ХАИ и последующей отмены этанола (ОЭ) на захват (пмоль/мг белка х мин) и катаболизм ГАМК (нмоль/мг белка х ч)в мозге крыс (п=5;
* р<0,05 по сравнению с контролем; ** - р<0,05 по сравнению с ХАИ)
Показатели Контроль ХАИ ОЭ 14 ч ОЭ 48 ч
Большие полушария
Захват 236±15 266±16 356+36*,** 281+29
ГАМК-Т 353±10 281+7* 372+6** 417±7*'**
ЯПА-Р 306+26 264±34 264+10 217+13*
Ствол мозга
Захват 188+47 372±56* 282+22*,** 180+26**
ГАМК-Т 520±4 728±13* 676+8*'** 577+6**
ЯПА-Р 310±16 297+24 221+13* 287+11
Мозжечок
Захват 49±7 35±3 —
Базальные ганглии
Захват 138+15 349±12* -
Эти данные подтверждают снижение метаболической активности ГАМК-шунта и усиление тормозной активности ГАМК в большинстве структур мозга на фоне ХАИ. Последующая отмена этанола способствует активации окислительного, но усилению восстановительного пути катаболизма ГАМК.
ВЛИЯНИЕ ЭТАНОЛА НА ПОКАЗАТЕЛИ ГАМК-СИСТЕМЫ У ЖИВОТНЫХ С РАЗЛИЧНЫМ ОТНОШЕНИЕМ К ПОТРЕБЛЕНИЮ ЭТАНОЛА И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬЮ К ЕГО НАРКОТИЧЕСКОМУ
ДЕЙСТВИЮ
Захват ГАМК в мозге крыс с разным предпочтением потребления этанола. Изучение показателей захвата ГАМК в структурах мозга крыс, предпочитающих потреблять этанол (ПЭ) или воду (ПВ) показало, что у ПЭ-животных захват ГАМК менее активный, а в больших полушариях - более активный, чем у ПВ-крыс (табл.5).
Таблица5
Влияние этанола (250 мМ) на захват "С-ГАМК (пмоль/мг белка х мин) синаптосомами из мозга крыс ПЭ- и ПВ-групп (п=6; * - р <0,05 по
сравнению с контролем; ** - р<0,05 при сравнении ПЭ и ПВ групп)
Структура ПЭ ПВ
мозга Контроль Этанол Контроль Этанол
Базальные ганглии 24,7±1,8 25,0±0,7 37,8±1,2** 40.0±0,8**
Большие 90,7±4,7 60,8±4,0* 60,4±2,7** 48,8+4,5*'**
полушария
Внесение этанола в среду инкубации (250 мМ) не оказало влияния на захват метки в синаптосомах из базальных ганглиев, но подавило этот процесс в синаптосомах из больших полушариев мозга крыс обеих изученных групп. Угнетающий эффект этанола более выражен у ПЭ-животных. При этом характер соотношения этого процесса между ПЭ- и ПВ-группами сохраняется.
Влияние этанола на транспорт и катаболизм ГАМК в мозге крыс с разной чувствительностью к алкоголю. Изучение захвата 14С-ГАМК в структурах мозга длительноспящих (ДС) и короткоспящих (КС) крыс показало (табл.6), что у интактных животных показатели захвата медиатора сходны у ДС и КС животных в базальных ганглиях, тогда как в больших полушариях мозга у ДС животных захват 14С-ГАМК больше, чем у КС. Введение этанола не вызывает достоверных изменений этого показателя в группе КС крыс, тогда как в ДС группе захват 14С-ГАМК увеличивается в базальных ганглиях, но уменьшается в больших полушариях, в результате чего в обеих структурах транспорт ГАМК оказывается
эолее активным у ДС-животных. Выявлена более высокая активность ГАМК-Т в группе ДС-животных в больших полушариях, а также в стволе мозга по сравнению с группой КС-крыс.
Таблица б
Захват 14С-ГАМК (пмоль/мг белка х мин) и активность ферментов ГАМК-шунта (нмоль/мг белка х ч) в структурах мозга ДС и КС-крыс по-:ле введения этанола (3,5 г/кг, в/бр, 1 час) (п=6; * - р<0,05 по сравнению с
контролем; ** - р<0,05 при сравнении ДС- и КС-групп)
Структура Показа- Долгоспящие Короткоспящие
тели контроль этанол контроль этанол
Базачьные гапглии • Захват 33,9±2,7 56,7±4,8* 44,8±4,9 43,6±2,7
ЯПА-Р 208=Ы 8 229±10 177±15 203±15
Большие полушария Захват 92,9±7,3 61,5±5,0* 53,7±4,4** 46,0±5,1**
ГАМК-Т 334± 10 262± 8* 238± 8** 203± 5*'**
ЯПА-Р 190± 16 196± 19 211± 22 223± 7
Ствол ГАМК-Т 553± 15 539± 16 448± 5** 532± 16
ЯПА-Р 188± 18 200± 17 190±9 207±7
Активность ЯПА-Р у этих групп животных практически не различается во всех изученных структурах. Введение этанола приводит к уменьшению активности ГАМК-Т в больших полушариях у обеих групп животных, в результате чего более высокая способность к переаминйрова-пию ГАМК у ДС-крыс сохраняется.
Таким образом, наиболее яркие различия показателей транспорта и катаболизма ГАМК у ДС и КС-крыс наблюдаются в больших полушариях и стволе. При этом ДС-животные, характеризующиеся большей чувствительностью к снотворному эффекту этанола, обладают и более высокой способностью к транспорту и катаболизму ГАМК (большие полушария, ствол), и более выраженным угнетением данных показателей на введение этанола (большие полушария).
Активность ГЛМК-системы в мозге крыс с разным предпочтением этанола и чувствительностью к нему. Был проведен сравнительный анализ данных показателей у крыс, отобранных из общей популяции в группы долго- или короткоспящих особей (ДС или КС), а также предпочитающих этанол (ПЭ) или воду (ПВ) особей. Проведенный отбор животных позволил выявить наличие ПЭ-особей и среди КС-, и среди ДС-крыс, что свидетельствует в пользу исходной гетерогенности алкогольной мотивации у животных. ПВ-крысы также были выявлены и в КС-, и в ДС-группах, однако количество ДС-ПВ-крыс оказалось недостаточным, чтобы сформировать из них группу для биохимического анализа.
Исследования групп КС-ПЭ-, КС-ПВ- и ДС-ПЭ-крыс показало наличие определенных биохимических различий между ними (табл.7).
Таблица 7
Захват 14С-ГАМК (пмоль/мг белка х мин) и активность ферментов ГАМК-шунта (нмоль/мг белка х ч) в мозге крыс с разным предпочтением _этанола и чувствительностью к нему (п=6, * - р<0,05)_
Структура Показатели КС-ПЭ КС-ПВ дс-пэ
Большие полушария Захват 125,2 ±15,8 173,2 ± 13,4* 237,4 ±41,9*
ГАМК-Т 660+10 560+40* 720±10
ЯПА-Р 186±18 190±78 180±6
Ствол Захват 108,6±11,8 175,6±19,6* 126,1±13,9
ГАМК-Т 700±50 780+20 970+50*
ЯПА-Р 183±6 178±5 189±11
Более выраженные различия в показателях транспорта и катаболизма ГАМК отмечаются у животных с разной чувствительностью к снотворному действию этанола, чем у животных с разным отношением к его потреблению (сравнение показателей в ДС-ПЭ-группе и групп КС-ПЭ и КС-ПВ). По-видимому, это может быть следствием более важной роли ГАМК в процессах, определяющих чувствительность ЦНС к наркотическому действию алкоголя, чем в процессах, определяющих мотивацию особей к его потреблению .
Транспорт и катаболизм ГАМК в структурах мозга крыс, предпочитающих воду или этанол, на фоне стресса. Нами были изучены захват ГАМК синаптосомами и активность ЯПА-Р в структурах мозга крыс, различающихся отношением к потреблению растворов этанола, на фоне иммобилизационного стресса.
При изучении захвата 14С-ГАМК у ПВ- и ПЭ-животных, а также у животных промежуточной группы установлено сходство этих показателей в базальных ганглиях мозга у них на фоне стресса. В больших полушариях мозга ПВ-крыс, находящихся в состоянии стресса, активность захвата !4С-ГАМК значительно меньше (на 50%), чем у ПЭ-особей (51,61±8,3 и 104,88±23,32 соответственно) при промежуточных значениях этого показателя в прожуточной группе (81,61±32,51).
Что касается активности ЯГ1А-редуктазы, то при отсутствии достоверных различий данного показателя в базальных ганглиях, в больших полушариях мозга наблюдается следующее: на фоне стресса и у ПВ-, и у ПЭ- животных активность восстановления ЯПА ниже (320±26 и 430±45 нмоль/мг белка х ч), чем у промежуточных животных (550±50), причем самая низкая активность этой реакции .отмечается у ПВ-животных.
Полученные нами результаты подтверждают данные о наличии существенных различий в функциональной активности ГАМК-системы у животных с разным отношением к потреблению этанола, причем эти различия достаточно устойчивы и сохраняются и на фоне стресса. В больших полушариях мозга ПЭ-животных наблюдается более высокая способность к образованию ГОМК и более активный транспорт ГАМК через синаптические мембраны, как это было показано и на интактных животных данных групп.
Показатели ГАМК-шунта в мозге крыс, предпочитающих воду или этанол, в отдаленные сроки после его отмены. 6-месячное потребление крысами раствора этанола в качестве единственного источника питья и последующая его отмена не привели к нивелированию различий в показателях ГАМК-шунта в структурах мозга крыс, изначально различавшихся в предпочтении потребления этанола. Нами обнаружены глубокие нарушения системы ГАМК мозга при ХАИ и после отмены этанола и у ГТВ-, и у ПЭ-животных по сравнению с контрольной группой (рис.2).
вАВА-Т Э8А-ОН БЭЛ-И
*
- к контролю
130 -
110 +
100 90 80 70 60 50
1Г
и-
Л
11
Ш
Рис.2 Ферменты ГАМК-шунта в стволе мозга в разные сроки после отмены этанола у ПЭ- и ПВ-животных (* - р<0,05).
Наиболее выраженные различия между ПЭ и ПВ животными после длительного потребления растворов этанола наблюдаются в отношении ЯПА-ДГ.
На фоне ХАИ в мозжечке и стволе мозга ПВ-крыс отмечается значительно меньшая активность ГАМК-шунта, тогда как у ПЭ-крыс активность этих ферментов ближе к контрольным значениям. В то же время в
базальных ганглиях ПЭ-животных на фоне ХАИ наблюдается более активный катаболизм ГАМК не только по пути образования сукцината, но и по пути образования ГОМК, что может быть показателем более высокого тонуса медиаторной функции ГАМК в этой структуре мозга. Стойкое угнетение ЯПА-ДГ-реакции в мозжечке подтверждает особенно сильное нарушение этанолом энергетического обмена (И.А.Сытинский, 1980; В.А.Розанов, 1989). Это проявляется особенно ярко в краткие сроки лишения животных этанола, когда в обеих экспериментальных группах метаболизм ГАМК, осуществляемый по восстановительному пути, более активен, чем у контрольных животных, тогда как способность к образованию янтарной кислоты у них снижена.
Необходимо также отметить, что длительное потребление алкоголя и последующая его отмена (особенно в ранние сроки) нарушают взаимоотношения между уровнем ГАМК и ферментами ее деградации, существующими в норме. Так, у контрольных животных, коэффициент корреляции, как правило, больше 0,75 в соотношениях ГАМК/ЯПА-Р, ЯПА-Р/ГАМК-Т, ГАМК/ГАМК-Т во всех исследованных структурах мозга. На фоне действия этанола количество таких связей уменьшается, равно как исчезают достоверные значения корреляции в краткие сроки после отмены этанола. Восстановление количества достоверных корреляционных связей наблюдается лишь через 30 сут после отмены этанола, когда показатели метаболизма ГАМК наиболее близки к значениям в контрольной группе.
Через 7 дней и в последующие сроки после отмены этанола, как правило, наблюдается отрицательная корреляционная связь между активностью ЯПА-Р и ЯПА-ДГ, что может служить подтверждением предположения о разбалансировке окислительно-восстановительного равновесия: соотношения окисляющих и восстанавливающих эквивалентов НАД и НАДН (необходимых для функционирования ЯПА-ДГ) и НАДФ и НАДФН (необходимых для проявления активности ЯПА-Р) (Ю.М. Островский и др., 1988; Т.В.Чернобровкина, 1992).
Ферменты ГАМК-шунта после ХАИ и в краткие сроки отмены этанола у животных с разной чувствительностью к алкоголю. В следующем эксперименте мы исследовали сохранение различий в активности ферментов ГАМК-шунта между животными с разной чувствительностью к снотворному эффекту этанола в ближайшие сроки отмены этанола после длительного его потребления (в течение 3 месяцев). Наиболее заметные различия в активности ферментов ГАМК-шунта наблюдаются в отношении ЯПА-ДГ, особенно в стволе и мозжечке (табл.8). После отмены этанола более выраженное снижение фермента у КС-животных при-
водит к тому, что его активность у этих животных становится меньше, чем у ДС-крыс. Более заметно угнетающее влияние этанола у КС-крыс проявляется и на активности ГЛМК-Т в больших полушариях.
Таблица 8
Активность ферментов ГАМК-шунта (нмоль/мг белка х ч) в структурах
мозга ДС- и КС-крыс после ХАИ и отмены этанола (п=6;
* - р< 0,05 при сравнении с контролем; _** - р< 0,05 при сравнении ДС- и КС-групп)
Группы Группы ГАМК-Т ЯПА-ДГ ЯПА-Р
Большие полушария
ХАИ КС 350+70 1420+230 740+60
ДС 390+70 940+120 790+80
Отмена 24 ч КС 250+30* 390+70* 920+60
ДС 290+20 830+90** 820+50
Отмена 48 ч КС 240+10* 440+100* 740+60
, ДС 280+20* 510+70* 800+40
Ствол
ХАИ КС 410+50 760+20. 830+70
ДС 360+60 360+60** 920+50
Отмена 24 ч КС 440+30 430+80* 1020+80*
ДС 570+50* 590+60* 820+40
Отмена 48 ч КС 360+30 500+100* 970+110
ДС 410+30 580+40* 1010+40
Мозжечок
ХАИ КС 460+60 840+110 930+70
ДС 360+50 590+50** 840+60
Отмена 24 ч КС 350+30* 390+40* 1000+30
ДС 410+20 390+80 860+70**
Отмена 48 ч КС 290+20* 390+60* 890+20
ДС 350+30 570+40** 990+80
Полученные данные, очевидно, подтверждают важную роль окислительного этапа катаболизма ГАМК, особенно в стволе и мозжечке, в чувствительности организма к снотворному эффекту этанола, однако на фоне ХАИ катаболизм ГАМК у ДС-животных оказался менее акгивен, чем у КС-крыс, тогда как у интактных животных данных групп мы обнаружили более высокую способность к транспорту (захвату) и переаминированию ГАМК. Эго может быть следствием исходно более высокой чувствительности ДС-животных к действию этанола, что и обусловило более низкую активность ЯПА-ДГ на фоне ХАИ у ДС-крыс. Однако отмена этанола вы-
явила наличие глубоких изменений катаболизма ГАМК и у КС-крыс, что проявилось в более выраженном угнетении ЯПА-ДГ во всех изученных структурах после удаления этанола.
Особенности транспорта и катаболизма ГАМК в мозге крыс с разной чувствительностью к этанолу в условиях интенсивной алкогольной нагрузки. В следующем эксперименте нами были изучены показатели ГАМК-системы у ДС- и КС-крыс после внутрижелудочного и ингаляционного воздействия этанола. Предварительно отобранным по вышеуказанной методике в группы ДС- и КС-животным в течение 70 дней вводили ежедневно внутрижелудочно с помощью зонда этанол (1,75 г/кг). За 20 дней до забоя пероральное введение было прекращено, и животных подвергали в затравочной камере периодическому (по 4 ч в день 5 дней в неделю) ингаляционному воздействию паров этанола на уровне принятой в настоящее время предельно допустимой концентрации для производственных помещений (1000 мг/м3 воздуха). Изучение захвата ИС-ГАМК синаптосомами в больших полушариях и стволе мозга ДС и КС-крыс, подвергнутых интенсивной и длительной алкогольной нагрузке , показало сохранение различий как в кинетических параметрах захвата ГАМК (табл.9), так и в активности ЯПА-Р: в больших полушариях мозга ДС-животных активность этого фермента на 43%, а в стволе - на 105% меньше, чем у КС-животных (р<0,05).
Таблица 9
Захват 14С-ГАМК (Км -мкМ; V - пмоль/мг белка х мин) в структурах мозга крыс после перорально-ингаляционной алкогольной
нагрузки (п=6; * - р<0,05)
Структуры Параметры ДС КС
Большие полушария Км 0,77±0,22* 3,06±0,19
V 42,17±24,99* 142,53±19,32
Ствол Км 1,01±0,16* 5,45±0,44
V 117,04±28,49 181,35±31,38
Базальные ганглии Км 1,02±0,09* 4,12±0,90
V 51,24±10,25* 451,02±215,2
Так как у ДС-животных максимальная скорость захвата ГАМК меньше, а сродство, по всей видимости, больше, чем у КС-особей, можно предположить, что система обратного захвата медиатора у ДС-крыс рассчитана на меньшее количество медиатора, выделяющегося в синаптиче-скую щель. Данные о - том, что активность у ЯПА-редуктазы у ДС-животных меньше, чем у КС-, также свидетельствуют в пользу того, что меньшее количество ГАМК выделяется у ДС-крыс в синаптическую
щель, меньше образуется Я11А и, соответственно, ГОМК, т.е., по-видимому, у низкотолерантных животных после интенсивного и длительного воздействия этанола ГАМК-система менее активна.
МОДИФИКАЦИЯ ЭФФЕКТОВ ЭТАНОЛА ГАМК-ЕРГИЧЕСКИМИ
СОЕДИНЕНИЯМИ
При изучении влияния глутамина (350 мг/кг, 30 мин, в/бр) показано отсутствие заметных изменений активиости ГАМК-Т и ЯПА-ДГ в стволе и мозжечке. В больших полушариях наблюдается снижение активности ГАМК-Т на 35% при отсутствии изменений ЯПА-ДГ реакции. В базальных ганглиях происходит значительная активация ЯПА-ДГ (на 88%). Совместное введение глутамина и этанола приводит к уменьшению наркотического эффекта этанола. При этом сохраняется угнетение обоих ферментов распада ГАМК в больших полушариях, как и при действии одного этанола, угнетение ГАМК-Т в стволе, и активация ЯПА-ДГ в базальных ганглиях. Следовательно, и этанол, и глутамин вызывают угнетение окислительного пути метаболизма ГАМК в больших полушариях, которое сохраняется при комбинации этих препаратов. В то же время в базальных ганглиях, по нашим данным, глутамин усиливает превращение ЯПА в янтарную кислоту, способствуя таким образом функционированию ЦТК.'
Гамма-бутиролактон (ГБЛ) является циклизованной формой ГОМК и способен превращаться в нее при введении in vivo. Это соединение обладает сильным седативньш действием при введении животным в дозе 250 мг/кг, в/бр. После введения крысам указанной дозы ГБЛ через 45 мин наблюдается снижение активности ГАМК-Т в больших полушариях и мозжечке (на 22 и 25% соответственно, р<0,05), а ЯПА-ДГ - в мозжечке (на 57%). Введение этанола через 15 мин после инъекции ГБЛ приводит к усилению седативных эффектов обоих препаратов и выражается в увеличении продолжительности алкоголь-индуцируемого сна. В то же время активность ферментов окислительной деградации ГАМК при совместном применении ГБЛ и этанола ближе к контрольным значениям, чем при раздельном введении этих соединений, за исключением активности ЯПА-ДГ в базальных ганглиях (на 29% меньше) и ГАМК-Т - в больших полушариях(на 22% меньше), где они остаются ниже контрольного уровня. По-видимому, в части структур мозга взаимодействие ГБЛ и этанола осуществляется на уровне ГАМК-системы мозга, тогда как в структурах с активной дофаминергической системой (базальные ганглии) взаимодействия ГБЛ и этанола более сложны и Moiyr быть опосредованы через дофаминсргическую систему.
Вальпроат натрия (н-дипропилацетат натрия), предложенный вначале как ингибитор ГАМК-Т, обладает седативным эффектом на ЦНС и вызывает небольшие изменения уровня ГАМК в мозге лабораторных животных. В наших экспериментах показано его ингибирующее влияние в ткани мозга крыс in vitro (10 мМ) на активность не только ГАМК-Т, но и ЯПА-ДГ и ЯПА-Р (на 31, 56 и 81% соответственно). В условиях применения in vivo доза вальпроата 400 мг/кг (в/бр) способна снимать судороги в экспериментальных моделях на животных, не оказывая токсического воздействия на организм. Установлено, что через 30 мин после введения вальпроат приводит к достоверному уменьшению активности ЯПА-ДГ в стволе и мозжечке, уменьшению активности ГАМК-Т в мозжечке и небольшому' ее активированию в стволе и базальных ганглиях, но не изменяет активность ЯПА-Р (табл. 10).
Таблица 10
Влияние вальпроата натрия (400 мг/кг, в/бр, 30 мин) и этанола (3,5 г/кг, в/бр, 45 мин) на активность ферментов ГАМК-шунта
(нмоль/мг белка х ч) в структурах мозга (п-б; * - р<0,05'
Группы Показатели Большие полушария Ствол Мозжечок Базальные ганглии
Контроль ГАМК-Т 153±53 260±25 314±17 257±21
ЯПА-ДГ 443±72 658±48 894±12 698±31
ЯПА-Р 121±5 130±14 120±8 116±7
Вальпроат ГАМК-Т 222±39 332±15* 239±15* 353±30*
ЯПА-ДГ 387±48 361±29* 398±25* 647±46
ЯПА-Р 98±9 121±7 140±4 97±7
Этанол ГАМК-Т 149±16 252±42 272±15 309+60
ЯПА-ДГ 310±41 287±44* 488±78* 385±64*
ЯПА-Р 99±4* 118±4 150±4* 122±7
Вальпроат +этанол ГАМК-Т 151±13 240±29 318±29 298±24
ЯПА-ДГ 438±66 531±40 577±42* 749±63
ЯПА-Р 109±7 104±7 139±7 94±4*
Введение вальпроата через 15 мин на фоне действия этанола приводит к ослаблению наркотического действия последнего и вызывает пробуждение подопытных животных. При этом вальпроат приводит к нормализации активности ГАМК-Т и ЯПА-ДГ во всех изученных структурах мозга за исключением мозжечка, где активность ЯПА-ДГ остается ниже контроля. По-видимому, восстановление вальпроатом активности ГАМК-Т и ЯПА-ДГ происходит вследствие стабилизации митохондриальных мембран, которые ранее были модифицированы этанолом. Нормализация работы ГАМК-Т и ЯПА-ДГ приводит к ускорению оборота медиатора и
ослабляет индуцированное этанолом ГАМК-ергическое торможение. Такое взаимоисключающее действие двух препаратов на систему ГЛМК наиболее выраженно проявляется в стволе и базальных ганглиях мозга.
Перспективной группой для поиска новых противоалкогольных средств являются естественные метаболиты и продукты обмена аминокислот мозга. Таким биологически активным природным соединением является этаиоламик (ЭА) как вероятный продукт обмена глицина, се-рина и таурина, а также фосфоэтаноламин (ФЭА). По химическому строению ЭА и ФЭА напоминают хорошо изученный ингибитор ГАМК-Т - этаноламин-о-сульфат (Palfreyman el al., 1981). ЭА и ФЭА in vitro (1-10 мМ) обладают выраженным ингибирующим действием на активность всех изученных нами ферментов в ткани мозга крыс (от 56 до 27% угнетения). При введении ЭА (100 мг/'кг, 30 мин, в/бр) или ФЭА (230 мг/кг, в/бр) препараты достоверно снижают активность ГАМК-Т и ЯПА-ДГ в стволе мозга (в среднем на 32-47%), в то время как в больших полушариях, мозжечке и базальных ганглиях достоверных изменений не наблюдается. Совместное введение ЭА и этанола или ФЭА и этанола приводит к возвращению активности ГАМК-Т и ЯПА-ДГ к контрольному уровню в больших полушариях, мозжечке и, особенно-, в стволе мозга, где оба препарата отдельно весьма выраженно ингибируют оба фермента. Сопоставление эффектов ЭА и ФЭА на фоне острой алкогольной интоксикации указывает на ряд общих черт их действия в различных структурах мозга. По-видимому, в обоих случаях имеет место действие ЭА, который может образовываться из ФЭА под действием ФЭА-лиазы, чрезвычайно активной в мозге.
Исходя из способности пантоильных производных проникать через гемато-энцефалический барьер, большой интерес в качестве нейротроп-ных соединений - возможных регуляторов эффектов этанола в мозге представляют производное пантоата и ГАМК - паптогам (гомопантоте-новая кислота) и производное пантоата и гомотаурина - пансульфогам (пантоилгомотаурин). Установлено, что через 1 ч после в/бр введения пантогама (200 мг/кг) или пансульфогама (120 мг/кг) наблюдается активация ГАМК-Т в базальных ганглиях (на 50 и 43% соответственно) и мозжечке крыс (на 48 и 25%), тогда как активность ЯПА-ДГ значительно снижается в больших полушариях и базальных ганглиях мозга на фоне практически неизменной активности ЯПА-Р и содержания аминокислот во всех изученных структурах мозга.
В условиях in vitro пантогам (1 мМ) и пансульфогам (1 мМ) достоверно и значительно (на 60-90%) уменьшают количество меченой 14С-ГАМК, захватываемой синаптосомами во всех исследованных структурах
мозга крыс, причем этот эффект сохраняется и в присутствии этанола. По-видимому, пантогам и пансульфогам конкурируют с ГАМК за места транспорта в мембранах, тем самым способствуя ее накоплению в синап-тической щели, что приводит к активации ГАМК-Т, особенно выраженной в тех структурах (мозжечок, базальные ганглии), в которых эта система наиболее активна. В то же время активность фермента, регулирующего включение ГАМК в цикл Кребса, снижается в больших полушариях и базальных ганглиях, что может быть связано с уменьшением потребности в ГАМК как энергетического субстрата в их присутствии.
Влияние бикукуллина и этанола. Как известно, бикукуллин является классическим блокатором ГАМКА-рецепторов (Кипуата, 1994). В дозе 4 мг/кг он вызывает судороги у большинства животных. При введении бикукуллина на фоне этанола судорог у крыс мы не наблюдали, но происходило быстрое восстановление двигательной активности до нормального уровня. Нами не обнаружено достоверных изменений активности ГАМК-метаболизирующих ферментов отдельных структурах мозга. В то же время при действии этого препарата отмечается снижение уровня глу-тамина (на 25%) в больших полушариях и повышение уровня глутамата (на 53%), глутамина (на 36%), таурина (на 60%), ГАМК (на 48%) и этано-ламина (на 72%) в стволе мозга.
Изучение корреляционных связей между возбуждающими и тормозными аминокислотами в больших полушариях показало наличие дополнительной корреляции (г>0,75) между уровнями глутамата и таурина, а также глутамата и ГАМК при действии бикукуллина. В стволе мозга дополнительная корреляция (г>0,75) отмечалась между уровнями глутамата и ГАМК на фоне комбинации этанола с бикукуллином, но не при действии этих препаратов по отдельности.
По-видимому, в механизмах действия бикукуллина преобладающее значение имеет его специфическое воздействие на соответствующие ре-цепторные структуры, тогда как у этанола основным является неспецифическое воздействие на нейрональные мембраны. Такое комплексное воздействие вызывает нарушение транспорта и компартментализации отдельных аминокислот, а это, в свою очередь, может изменить соотношение между нейроактивными аминокислотами.
КОРРЕКЦИЯ ИЗМЕНЕНИЙ ФЕРМЕНТОВ ГАМК-ШУНТА И СОДЕРЖАНИЯ АМИНОКИСЛОТ ПРИ ОТМЕНЕ ЭТАНОЛА С ПОМОЩЬЮ ГАМК-ЕРГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ
Исходя из развития гипервозбудимости ЦНС при синдроме отмены этанола, важную роль в котором играет функциональное ослабление
ГАМК-шунта (В.А.Розанов, 1989), поиск средств патогенетической терапии алкогольного абстинентного состояния, мы считаем целесообразным проводить среди ГАМК-ергических веществ, усиливающих функциональную активность ГАМК-шунта в мозге.
Влияние глутамина. Глутамин как лечебное средство заслуживает особого внимания, так как в патогенезе алкоголизма весьма существенная роль отводится нарушениям в обмене аминокислот и тесно связанных с последними нейромедиаторов (Ю.В.Буров, Н.Н.Ведерникова, 1985). Мы изучали влияние потребления крысами раствора глутамина (0,75%) в течение 12 ч после отмены этанола (примерно 250 мг/кг за данный промежуток времени). Обнаружено отсутствие поведенческих симптомов отмены на фоне глутамина. При этом изменения активности ферментов в больших полушариях и базальных ганглиях, менее выражены, чем на фоне отмены, однако ни в одной структуре мозга активность ЯПА-ДГ не возвращается к уровню контроля так же, как и активность ЯПА-Р в базальных ганглиях и больших полушариях.
Влияние гамма-бутиролактона. Введение крысам ГБЛ (250 мг/кг, в/бр, 1 ч) на фоне отмены этанола приводит к развитию в мозге сильных тормозных процессов и проявлению общего-седативного эффекта препарата. При этом в больших полушариях и стволе ГБЛ способствует снижению ранее увеличенной активности ГАМК-Т ниже контрольного уровня и активирует ее в мозжечке. Активность ЯПА-ДГ снижается по сравнению с состоянием отмены в стволе и мозжечке, но становится ближе к контрольным значениям в базальных ганглиях и больших полушариях. Активность ЯПА-Р в базальных ганг лиях и стволе мозга также возвращается к контрольному уровню при действии ГБЛ. Содержание аминокислот в данной модели достоверно не изменяется. Следовательно, при действии ГБЛ на фоне отмены этанола угнетение окислительного пути деградации ГАМК еще более усугубляется в стволе мозга и мозжечке, но ослабляется в базальных ганглиях и больших полушариях. Влияние вальироата натрия. Вальпроат натрия широко применяется в клинике как активный антиконвульсант для лечения алкогольной абстиненции и некоторых неврологических синдромов. Нами установлено, что через 1 час после введения вальпроата натрия (400 мг/кг, в/бр) на фоне отмены этанола (табл.11) наблюдается достоверное уменьшение активности ГАМК-Т в мозжечке и стволе мозга и возвращение активности фермента к уровню интактного контроля. Активность ЯПА-ДГ при действии вальпроата ближе к уровню интактного контроля в больших полушариях и базальных ганглиях, ниже него - в стволе мозга и выше - в мозжечке.
Таблигщ 11
Влияние вальпроата натрия на активность ферментов ГАМК-шунта (нмоль/мг белка х ч) в мозге крыс после отмены этанола (ОЭ)(п=9; * -р<0,05 по сравнению с контролем; ** - р<0,05 по сравнению с ОЭ)
Показатели Контроль ОЭ ОЭ \ вальпроат
Базалъные ганглии ГАМК-Т 242 ± 13 229 ±16 254 ± 17
ЯПА-ДГ 732 ± 35 1043 ± 70* 991± 55*
ЯПА-Р 232 ± 20 156±17* 201 ± 24**
Ствол ГАМК-Т 275 ± 18 335 ± 24 264 ± 33**
ЯПА-ДГ 980 ± 60 718 ±32* 484 ± 32*'**
ЯПА-Р 265 ± 26 179±12* 223 ± 28
Большие полушария ГАМК-Т 184 ±11 218 ±34 171 ±22
ЯПА-ДГ 983 ± 85 564 ±25* 820 ±38**
ЯПА-Р 241 ± 14 211 ±10 206 ± 13
Мозжечок ГАМК-Т 158 ±11 207 ± 12* 176 ±13
ЯПА-ДГ 689 ±15 653 ± 45 818 ±41*'**
ЯПА-Р 263 ± 20 271 ± 19 248 ± 19
В базальных ганглиях и стволе наблюдается ослабление изменений активности ЯПА-Р, вызванные отменой этанола, при действии вальпроата. Сравнение данных показателей с состоянием отмены свидетельствует об ослаблении нарушений ферментов катаболизма ГАМК под влиянием вальпроата в больших полушариях, базальных ганглиях и мозжечке, тогда как в стволе мозга окислительный путь катаболизма ГАМК еще более - заторможен, что может способствовать повышению уровня ГАМК в данной структуре мозга и усилению в ней процессов торможения.
Влияние этаноламина и фосфоэтаноламина. Введение ЭА (100 мг/кг) или ФЭА (230 мг/кг) в/бр, через 11ч после отмены этанола приводит к улучшению общего состояния животных и вызывает достоверные сдвиги в активности ГАМК-Т и ЯПА-ДГ с возвращением к уровню контроля их активности во всех изученных структурах мозга. Активность же ЯПА-Р в базальных ганглиях, больших полушариях и стволе (при действии этаноламина) не достигала значений контроля. Содержание аминокислот практически не изменялось.
Влияние пантогама и пансульфогама. Введение пантогама (200 мг/кг, в/бр) или пансульфогама (120 мг/кг, в/бр) на фоне отмены этанола также способствует ослаблению поведенческих проявлений этого состояния и сопровождается уменьшением большинства обнаруженных нами сдвигов уровней аминокислот и активности ферментов метаболизма ГАМК, особенно наглядно проявляющимся в базальных ганглиях, моз-
жечке и больших полушариях, то есть п тех структурах, в которых действие этих препаратов проявляется наиболее отчетливо и в опытах на ин-тактных животных(табл.12). Следовательно, пантогам и пансульфогам способствуют нормализации катаболизма ГАМК при отмене этанола, что является важным звеном их антиалкогольного действия и обоснованием применения этих препаратов при данной патологии.
Таблица 12
Влияние пантогама (200 мг/кг, в/бр, 1 ч) и пансульфогама (120 мг/кг, в/бр, 1 ч) на активность ферментов ГАМК-шунта (нмоль/мг белка х ч) в структурах мозга крыс на фоне отмены этанола (ОЭ) (п=6; * - р<0,05 по
сравнению с контролем; ** - р<0,05 по сравнению с ОЭ)
Показа- Контроль Оптепа ОЭ+ ОЭ+
тели этанола пантогам пансульфогам
Большие полушария
ГАМК-Т 229+24 150±7* 133+16* 278+17
ЯПА-ДГ 557+24 534±68 449±49 704+51*
ЯПА-Р 388±22 461±36 514±53 450+20
Ствол мозга
ГАМК-Т 211+16 254±18* 276±26* 220+17
ЯПА-ДГ 661±44 778±46 897±28*,** 673+53
ЯПА-Р 519±23 469±35 518±27 549+50
Базальные ганглии
ГАМК-Т 375±9 ' 181+13* 273±21*,** 384+6
ЯПА-ДГ 987+65 708+45* 989+51** 1109+105
ЯПА-Р 430+17 404±10 453±11** 404+26
Мозжечок
ГАМК-Т 270±9 138±16* 183±9*,** 110+23*
ЯПА-ДГ 732+29 662+38 688±49 712+36
ЯПА-Р 499±10 629+56* 661±71* 546+24
Влияние аминокислотных смесей. Хроническое потребление этанола ведет к нарушению процессов всасывания аминокислот в желудочно-кишечном тракте, нарушению их собственного метаболизма. Эти данные, а также более высокая потребность в белке у больных алкоголизмом дают основания для применения аминокислотных смесей для лечения алкогольной интоксикации (Ю.М.Островский, С.Ю.Островский, 1995).
Введение аминозолей - левамин, полиамин, альвезин - (15 мл/кг, в/бр) уже через час приводит к нормализации поведения крыс и уменьшению признаков гипервозбудимости на фоне отмены этанола.
□ ГАМК-Т ШЯПА-ДГ 1ЯПА-Р
Рис.3 Ферменты катаболизма ГАМК в стволе мозга после отмены этанола
(ОЭ, 12 ч) и введения аминокислотных смесей (15 мл/кг, в/бр, 1 час) 1 - конгроль; 2 - ОЭ; 3 - ОЭ+альвезин; 4- ОЭ+левамин; 5 - ОЭ+полиамин; * - р<0,05 по сравнению с контролем; # - р<0,05 по сравнению с ОЭ
Введение аминокислотных смесей сопровождается уменьшением изменений активности ГАМК-Т и ЯПА-ДГ, а также сдвигов содержания аминокислот, которые развивались вследствие длительного потребления этанола и его отмены (рис.3). Следует отметить, что все изученные нами показатели наиболее близки к контролю именно на фоне воздействия полиамина.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Нейротропные эффекты этанола опосредованы не только через изменения нейромедиаторной активности ГАМК, но также и через изменения метаболизма ГАМК в структурах мозга. Чувствительными к воздействию алкоголя являются катаболизм ГАМК, транспорт ГАМК через си-наптические мембраны, биосинтез ГАМК и ГОМК. Этанол слабо влияет на уровни ГАМК и других аминокислот, но заметно изменяет взаимоотношения между ними [7, 9, 15,24, 59].
2. Кратковременный наркотический эффект этанола сопровождается активацией синтеза и транспорта ГАМК, угнетением катаболизма ГАМК, а также изменением взаимоотношений между отдельными аминокислотами, что свидетельствует об усилении тормозного влияния ГАМК и ослаблении метаболической активности ГАМК-шунта; В стволе и мозжечке алкоголь преимущественно влияет на процессы образования энергии, тогда как в базальных ганглиях более выражено воздействие этанола на ме-диаторную активность ГАМК. В больших полушариях наиболее выра-
женным оказывается усиление образования нейромодулятора ГОМК [1, 2,31,36].
3. При повторных введениях этанола происходит адаптация ГАМК-системы к его воздействию, которая проявляется в ослаблении этанол-индуцированного угнетения катаболизма ГАМК, сопряженного с уменьшением длительности нарушений двигательной активности. При хронической алкогольной интоксикации, сопровождающейся развитием физической зависимости, наблюдается угнетение активности ГАМК-шунта и усиление тормозного действия ГАМК в стволе, мозжечке и больших полушариях. После удаления этанола в период проявления симптомов абстиненции происходит усиление тормозного влияния ГАМК и метаболической активности ГАМК-шунта; по мере исчезновения явлений абстиненции данные показатели возвращаются к значениям в контроле [13, 22, 42, 43, 44, 45, 46, 49, 54, 57].
4. ГАМК-система играет первостепенную роль в определении чувствительности к наркотическому эффекту этанола, тогда как в механизмах, опосредующих мотивацию потребления алкоголя, ее участие менее значимо. При этом у предпочитающих воду животных этанол оказывает угнетающее действие на активность ГАМК-шунта (ствол, мозжечок), а у предпочитающих этанол наблюдаются изменения медиаторной ГАМК-системы (базальные ганглии). Животные, чувствительные к снотворному эффекту этанола, обладают более высокой активностью транспорта и катаболизма ГАМК и выраженным угнетением этих показателей на фоне этанола, чем короткоспящие животные, менее чувствительные к алкоголю [5, 6, 8, 10,11, 12, 14, 17, 19, 20, 29, 30, 35, 36, 37, 39].
5. ГАМК-ергические препараты, ее аналоги или предшественники (глутамин, гамма-бутиролакгон, пантогам, пансульфогам, смеси аминокислот), соединения, регулирующие активность ферментов ГАМК-шунта (вальпроат натрия, этаноламин, фосфоэтаноламин), в условиях in vivo ослабляют поведенческие эффекты этанола и уменьшают индуцированные им нарушения метаболизма ГАМК [3, 16, 18, 21, 23, 25, 33, 34, 38, 47, 48, 51,55, 58,60].
6. Наиболее эффективными средствами, уменьшающими нарушения метаболизма ГАМК при действии этанола, являются вальпроат натрия, этаноламин, фосфоэтаноламин, пантогам, пансульфогам, а из изученных аминокислотных смесей - полиамин. Следовательно, данные препараты необходимо использовать в комплексной метаболической терапии больных алкоголизмом для снятия алкогольной интоксикации и абстинентного синдрома [4,26, 27,28, 32, 40,41,46, 50, 52, 53, 56].
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Balakleevsky AI., Bobrova N.P., Schevtchenko N.V. Régulation of GABA metabolism in différent brain structures by cholinergic and adrenergic drugs //Ann.Ist.Super. Sanita.- 1978,- V.14.- P.133-138.
2. Оксибутират натрия и пиридоксальзависимые ферменты системы, участвующей в метаболизме гамма-аминомасляной и глутаминовой кислоты / В.В.Спас, Н.П.Боброва, В.Г.Ковальчук, М.Н.Садовник // Анестезиол. и реаниматол. - 1980. - № 3,- С.28-30.
3.ГАМК-ергические препараты как регуляторы обмена ней-ромедиаторов в мозге / А.И.Балаклеевский, НП.Боброва, Т.В. Козловская и др. // Нервн. и гуморальн. механизмы регуляции функций в норме и патологии. Сб.ст.-Минск: Наука и техника, 1980.-С. 20-30.
4. Боброва Н.П., Ковальчук В.Г., Чумакова О.В. Влияние хронической алкогольной интоксикации, отмены этанола и коррекции абстиненции глутамином и рибофлавином на медиаторные системы ГАМК и ацетилхолина в мозге крыс // Вопр. мед.химии.-1982,- Т.28,вып.1,-С.103-106.
5. Боброва Н.П. Предпочтение этанола и нейромедиаторные системы мозга И Этанол и обмен веществ - Минск: Наука и техника, 1982,- С. 104-117.
6. Канунникова Н.П., Ковальчук В.Г. Сравнительная активность системы ГАМК в мозге крыс с различным отношением к этанолу // Весщ АН БССР. Сер.^ял.навук,- 1984,- № 1,- С. 72-74.
7. Канунникова Н.П. Этанол и обратный захват ГАМК синаптосомами из мозга крыс П Весщ АН БССР. Сер.б1ял.навук- 1985,- № 5,- С. 93-96.
8. Канунникова Н.П., Ковальчук В.Г. Особенности функционирования систем дофамина и ГАМК в мозге животных с различной продолжительностью этанолового сна // Вопр. мед.химии,- 1986.- Т.32,-№ 3,- С. 52-55.
9. Канунникова Н.П. Влияние этанола на восстановление янтарного полуальдегида в некоторых структурах мозга крыс // Нейрохимия-1986,-Т.5, №4,-С. 370-376.
Ю.Канунникова Н.П., Пронько П.С., Тарасов Ю.А. Транспорт и метаболизм ГАМК в структурах мозга интактных и стрессированных крыс с различным отношением к потреблению этанола И Becni АН БССР. Сер. б1ял. навук,-1987. - № 4,- С. 84-87.
11 .Канунникова Н.П., Чумакова О.В., Машанова В.В. Активность ГАМК-системы в мозге животных, различающихся потреблением этанола и
длительностью этанолового сна / АН БССР. Институт биохимии. -Гродно, 1987. - 10 с. - Becni АН БССР.Сер.б1ял.навук, Минск. - Деп. в ВИНИТИ 20.05.87,- № 3565-В87.
12.Канунникова Н.П. Активность неспецифической редуктазы янтарного полуальдегида в структурах мозга долго и короткоспящих крыс // Фармакол. и токсикол. - 1987,- Т.50, № 6,- С. 26-30.
13.Канунникова Н.П., Гриневич В.П., Машанова В.В. Транспорт и метаболизм ГАМК в мозге крыс при хронической интоксикации этанолом и последующей отмене / Ред. ж. Фармакол. и токсикол. - М., 1988. - 9 с. - Деп. в ВИНИТИ 23.06.88,- № 4949-В88.
14.Канунникова H.H., Омельянчик М.С. Особенности транспорта и метаболизма ГАМК в мозге крыс с различной чувствительностью к этанолу в условиях длительной алкоголизации / АН БССР. Институт биохимии. - Гродно, 1989. - 15 е.- Деп. в ВИНИТИ 30.06.89. - № 4347-В89.
[5.Канунникова ГШ. К вопросу о механизме действия этанола на ГАМК-сцстему мозга / АН БССР. Институт биохимии - Гродно, 1989. - 9с. -Деп. в ВИГЩТИ 30.06.89 - № 4348-В89.
[б.Канунникова Н.П. Влияние этанола, гамма-бутиролактона и гамма-оксимасляной кислоты на транспорт и катаболизм ГАМК в структурах мозга крыс / АН БССР. Институт биохимии - Гродно, 1990,- 15 с. -Деп. в ВИНИТИ 11.12:90,-N6187-B90.
17.Канунникова Н.П., Сатановская В.И. Активность альдегиддегид-рогеназы, ГАМК-аминотрансферазы и редуктазы янтарного полуальдегида в мозге крыс с различным отношением к этанолу и толерантностью к нему // Экспер. и клин.фармакол.-1992. Т.55, №6,- С.54-56.
18.Уплыу этанолу i б ¡ку кулигу на колькасць свабодных амшакюлот i актыунасць ГАМК-метабалпугочых ферментау у структурах мозгу пацукоу / Н.П.Кануншкава, Г.Г.Вшщкая, Я.М.Дарашэнка, А.Г. Шалавша // Весщ АН Беларусь Сер. б1ял. HaByK.-1993.-N 1.-С. 90-95.
,9.Канунникова Н.П. Влияние этанола на захват ГАМК синаптосомами мозга крыс с различной толерантностью к алкоголю / АН БССР. Институт биохимии - Гродно, 1993,- 8 с. - Деп. в ВИНИТИ 21.04.93,-N 1056-В93.
Ю.Метаболизм и содержание ГАМК и ее предшественников в базальных ганглиях и мозжечке крыс в разные сроки после отмены этанола / А.Г.Виницкая, Н.П.Канунникова, Е.М.Дорошенко, С.М.Зиматкин / АН БССР. Институт биохимии,- Гродно, 1993. - 12 с. - Деп. в ВИНИТИ 23.07.93,-N2120-B93.
21.Канунникова Н.П. ГАМК-ергические аспекты действия 1,2,3,4-ТГИХ в мозге // Becni АН Беларусь Сер.б1ял.навук,-1996,- N 3,- с. 79-82.
22.Brain GABA metabolism after chronic ethanol consumption and withdrawal in rats / N.P.Kanunnikova, A.G.Vinitskaya, Ye.M.Doroshenko, S.M.Zimatkin II Addiction Biol.-1997,- V.2, N1.- P. 57-66.
23.Кануншкава Н.П., Сатаноуская В.Г. Метаболизм этанола и активность ГАМК-системы у крыс с разной толерантностью к алкоголю при действии ГБЛ // Becni АН БеларусГСер.б1ял.навук. - 1997,- N2.- С. 8083.
24.Канунникова Н.П. Механизмы действия и роль ГОМК в мозге // Нейрохимия,- 1997,- Т. 14, N 4,- С. 344-354.
25.ГАМК-ергические механизмы действия пантогама в мозге / Н.П. Канунникова, А.Г.Виницкая, Е.М.Дорошенко, А.Г.Мойсеенок // Ноотропные препараты. Пантогам. Нейробутал: Сб.ст- М.: ООО "Лекарь", 1998,- С. 98-102.
26.Канунникова Н.П., Виницкая А.Г., Дорошенко Е.М. Влияние пантогама на метаболизм ГАМК при хронической алкогольной интоксикации // Там же. - С. 103-106.
27.1nfluence of valproic acid on GABA metabolism and amino acid levels in rat brain areas during alcohol withdrawal / N.P.Kanunnikova, Ye.M. Doroshenko, A.G.Vinitskaya, F.Poldrugo // J. Alcoholism.- 1998. -Vol.34, N 1-2,- P.25-32.
28.Карэкцыя амшаюслотам1 парушэнняу метабалгзму ГАМК у мазгу пацукоу над час адмены этанолу / Н.П.Кануншкава, Г.Г.Вшщкая, Я.М. Дарашэнка i шш. // Becni HAH Беларусь Сер.б1ял.навук,- 1999 - N1. -С.73-77.
29.Боброва Н.П. Влияние этанола на захват ГАМК синаптосомами из мозга крыс, предпочитающих воду или этанол // Биохимия алкоголизма. I Всесоюзн.(У1 Гродн.) симп.: Тез. докл. - Минск, 1980. - С. 24.
30.Комплексный биохимический анализ состояния нейромедиаторных и нейрогормональных систем мозга при однократном и хроническом введении этанола / А.И.Балаклеевский, И.В.Маслова, Е.В.Старцева и др. // Алкогольная интоксикация и зависимость. Механизмы развития, диагностика, лечение: Сб. ст. - Минск: Беларусь, 1988. - С. 9-36.
31.Bobrova N.P., Chumakova O.V., Kovalchok V.G. Some indices of activities of acetylcholine and GABA systems in rat brain synaptosomes after long- and short-term action of ethanol // 33rd Int. Congr. on Alcoholism and Drug Dependence: Abstr.- Tangier, Morocco, 1982,- 147P.
32.Применение глутамина для коррекции нарушений метаболизма этанола, систем ГАМК и ацетилхолина у крыс в период отмены после хро-
нической алкогольной интоксикации / Н.П.Боброва, М.Н. Садовник, В.И.Сатановская и др. // Научно-практ. конф. "Связь науки с практикой - важн. фактор повышения эффективн. обществ, производства": Тез. докл.-Гродно, 1982,-С. 109-110.
33.Боброва Н.П., Шевченко Н.В., Балаклеевский А.И. Некоторые механизмы регуляции обмена и синаптосомального транспорта ГАМК в мозге ГАМК-ергическими препаратами // Всесоюзн. симп. "Фармакология произв.ГАМК": Тез. докл.- Тарту, 1983,- С. 157-158.
34.Боброва Н.П., Шевченко Н.В., Копелевич В.М. ГАМК-амино-трансфераза мозга как объект действия нейрогропных препаратов и индекс активности ГАМК-ергических структур // Там же.-С. 159-160.
35.Kanunnikova N.P., Satanovskaya V.I. Effect of acetaldehyde and SSA metabolism in the brain of rats with different tolerance to and preference for alcohol // Alcohol and Alcoholism. 2rd Congr. ESBRA: Abstr.- 1989,-V.24.-N4.-P. 378.
36.Kanunnikova N.P. On the participation of the GABA system in realization of the soporific action of ethanol // ESN. 8th Gen.Meeting: Abstr.- 1990 -V.131.- P.18.5.
37.Kanunnikova N.P. Uptake of GABA and formation of GABA in the brain of rats with different sensitivity to ethanol subjected to long-term alcohol intoxication // Alcoholism. Clin.Exp.Res. 5th Congr.ISBRA: Abstr.- 1990,-V.16.-P.246.
38.Kanunnikova N.P., Shalavina E.G. Influence of valproate and ethanol on GABA degradation enzymes in rat brain // Alcohol and Alcoholism. 3rd Congr.ESBRA: Abstr.-1991.- V.26, N 2,- P.248.
39.Comparative activities of brain GABA shunt enzymes in short- or long-sleep rats after chronic ethanol treatment and withdrawal / N.P. Ka-nunnikova, A.G.Vinitskaya, E.G.Shalavina, L.R.Bardina // Biol. Psychiatiy.-1991,-V.29.-11 S.-P-13-05.-P.491S-492S.
lO.Kanunnikova N.P., Zimatkin S.M., Doroshenko Ye.M. Influence of some aminoacid compositions on the formation of biogenic transmitter aminoacid pools in rat brain during alcohol withdrawal // Alcoholism. J. on Alcoholism and Related Addictions.- 1993,- Y.29. Suppl.l.- P.16.
\\.Kanunnikova N.P., Vinitskaya A.G., Doroshenko Ye.M. Influence ofGBL and sodium valproate on GABA metabolism in rat brain during alcohol withdrawal//Ibid.-P.33.
12.Influence of pantogam and pansulfogam on GABA and other transmitter AA in rat brain during alcohol withdrawal / N.P.Kanunnikova, Ye.M. Doroshenko, A.G.Vinitskaya et al. // Alcohol and Alcoholism. 4th Congr. ESBRA: Abstr.- 1993,- V.28.- N 2,- P. 226.
43.Remote disturbances in metabolism of brain neurotransmitters following alcohol withdrawal in rats / S.M.Zimatkin, N.P.Kanuunikova, Ye.M. Doroshenko, A.G.Vinitskaya // Ibid. - P. 229.
44.Doroshenko Ye.M., Kanunnikova N.P., Zimatkin S.M. Brain biogenic amines and transmitter aminoacids following chronic ethanol consumption and various duration of withdrawal // 13th Int. Meeting Int. Assoc. Forensic Sci.: Abstr.- Dusseldorf, 1993,- A67.
45.Канунникова Н.П., Виницкая А.Г., Чумаченко C.C. Метаболизм ГАМК в структурах мозга крыс при развитии толерантности к наркотическому действию этанола // Матер, междунар. научи, конф. / Ред. кол. М.В. Борисюк и др. - Гродно, 1993.- С. 323-324.
46.Kanunhikova N.P., Vinitskaya A.G., Doroshenko Ye.M. GABA degradation and amino acid levels in rat brain during development of tolerance to ethanol-induced sleep // Alcoholism. Clin.Exp.Res. 7th Congr. ISBRA: Abstr.- 1994,- V.18.- N 2,- P.38A.
47.Doroshenko Ye.M., Kanunnikova N.P. Influence of sodium valproate on levels of transmitter amino acids, monoamines and related compounds in rat brain following ethanol withdrawal IS Alcoholism. Clin. Exp.Res. Abstr.-
1994. - V.18, N2. -P.41A.
48.Канунникова Н.П., Виницкая А.Г., Дорошенко E.M. ГАМК-ергические механизмы действия некоторых нейротропных препаратов при коррекции алкогольной абстиненции // Актуальные проблемы психиатрии и наркол.: Тез.докл. I респ. съезда психиатров и наркологов,- Минск, 1994,- С. 92-93.
49.Changes in GABA metabolism during development of tolerance to and dependence on alcohol / N.P.Kanunnikova, A.G.Vinitskaya, Ye.M. Doroshenko, Yu.A.Tarasov // Alcohol and Alcoholism. V Congr. ESBRA: Abstr.-
1995,- V.30, N 4,- P. 538.
50.Modified derivative of homotaurine and the brain GABA system in alcohol intoxication / N.P.Kanunnikova, A.G.Vinitskaya, Ye.M. Doroshenko et al. // Ibid. - P.549.
51.The role of GABA system in mechanisms of antialcoholic action of EA, PEA and valproate / N.P.Kanunnikova, A.G.Vinitskaya, Ye.M. Doroshenko, F.Poldrugo // Dealing with Addiction: what measures at what price? 39st Int. Inst, and 22nd Int. Inst, on the Prevention and Treatment ol Alcoholism and Drug Dep.: Abstr.- Trieste, 1995,- P.102.
52.Amino acid mixtures in treatment of alcohol withdrawal / S.M.Zimatkin, S.Yu.Ostrovsky, Ye.M.Doroshenko, N.P.Kanunnikova et al. // Ibid.- P. 224.
53.Производные ГАМК и пантотеновой кислоты в коррекции структуры фонда КоА при хронической алкогольной интоксикации / С.Н. Омель-
янчик, Т.ИХомич, Н.П.Канунникова, С.Н.Зиматкин // Межд.симп. "Витамины и здоровье населения Беларуси и смежных регионов"; Тез. докл. - Гродно, 1995. - С. 162.
54.Searh for neurochemical mechanisms of alcohol addiction relapses / S.M. Zimatkin, Ye.M.Doroshenko, N.P.Kanunnikova, A.G.Vmitskaya // Alcohol and Alcoholism: Abstr.lOth Int. Conf.Alcohol - 1996,- V.31.- N5,- P. 529.
55.Kanunnikova N.P., Vinitskaya A G., Doroshenko Ye.M. Correction of alcohol-induced disturbances by GABA-ergic drugs // Alcohol and Alcoholism. 6th Congr.ESBRA: Abstr.- 1997.- V.32, N 3,- P. 356.
56.Канунникова Н.П., Вииицкая А.Г., Созинов O.B. Участие ферментов синтеза и распада ГАМК в патогенезе развития алкогольной зависимости // Биохим.механизмы эндог.интоксикации: Мат. 2 бел,-рос. симп. Тез. докл.- Гродно, 1997,- С.70.
57.Participation of changes in GABA metabolism in adaptation to long-term ethanol presence / N.P.Kanunnikova, A.G.Vinitskaya, E.G. Shalavina et al.// Alcoholism:Clin.Exp.Res.-1998,- 422, N3,- Suppl., 158A.
58.Modulation of synaptosomal GABA uptake in brain structures by ethanol, pantothenic and homopantothenic acids / N.P.Kanunnukova, A.V.Kivliak, O.V.Sozinov et al. // J.Neurochem. 12th ESN Meeting: Abstr- Russia, St.-Petersburg, 1998,- Vol.71, Suppl.- S85.
59.The role of GABA in mechanisms of ethanol action in the brain / N.P.Kanunnikova, A.G.Vinitskaya, Ye.M.Doroshenko, E.G.Shalavina // East-West Symp. Biomed. Res. of Alcohol-related Diseases: Abstr.- Grodno (Belarus), 1998.-РЛ4.
SO.Influence of pantothenate, homopantothenate, and alcohol on synaptosomal GABA uptake / N.P.Kanunnikova, O.V.Sozinov, D.V. Preobrazhensky, A.G.Moiseenok // Ibid. P. 31-32.
РЭЗЮМЭ
КАНУНН1КАВА Нша Паулауна. РОЛЯ ГАМК У МЕХАНИЗМАХ УЗДЗЕЯННЯ ЭТАНОЛУ У МОЗГУ.
Клгачавын слоны: ГАМК, этанол, алкагольная шгаксшацыя, захоп ГАМК, ГАМК-Т, бурштынавы пауальдэгщ (БПА), ГОМК, структуры мозгу, катабалвм ГАМК, бмсштэз ГАМК.
Аб'екты даследвання: структуры мозга пацукоу.
Мэта працы: высветишь уплыу этанолу I магчымасщ мадыфжацьн яго эфектау нейратрошшьп сродкам1 пры розных тэрмшах уздзеяння на паказчыю метабалазму ГАМК I яе медыятарнай актыунасщ, даць ацэнку акшунасщ ГАМК с1стэмы у жывёл з рознай чуйнасцю да алкаголю I рознай алкагольнай матывацыяй.
Метады даследавашш: спектрафатаметрьгнш I спектрафлюараметрычны метады, ВЭВХ, рады&пгандны анализ, юнетычныя даследванш, статыстычная алрадоука.
Атрыманыя вышш I ¡х навона: Упершыню вывучана актыунасць розных паказчыкау ГАМК-астэмы у структурах мозгу пацукоу пры розных умовах уздзеяння этанолу. Паказана, што увядзенне этанолу садзейшчае узмацненню тармазнога дзеяння ГАМК I паслабленшо метабагачнай актыунасщ ГАМК-шунга. У базалышх ганглиях мозгу этанол дзейшчае пераважна на медыятарныя аспекты ГАМК-сктэмы, у ствале 1 мазжачку - на метаб&личныя. Пад час развщця галерангаасщ да наркатычных эфектау этанолу зрухг ГАМК-астэмы памяншаюцца, а пад час храшчнай алкагольнай штаксжацъй адразу пасля адмены этанолу зноу наз1раюцца значныя парушэиш метабалвму ГАМК. Установлена ¿снаванне ктотных адрозненняу ГАМК-астэмы у пацукоу з рознай чуйнасцю да яго снатворнага эфекту I рознай алкагольнай матывацыяй. Прэпараты, яюя уплываюць на катабагизм ГАМК, змяншаюць парушэнш ГАМК-сютэмы, абумоуленыя вострай щ храшчнай алкагольнай штакскацыяй 1 адменай этанолу. Найбольш эфекты^на дзейшчаюць вальпраат натрыя, эганоламш, фосфаэтаноламш, пантагам, пансульфагам, иолтмш.
Ступень выкарыстання: применены падыход дазваляе ацашць эфекты этанолу I на медыятарныя, I на метабал1чныя аспекты ГАМК-сктэмы у залежнаст ад структуры мозгу, тэрмшу уздзеяння I чуйнасщ да этанолу. Атрыманыя вынш даюць магчымасць больш дакладна выявщь мехашзмы уздзеяння этанолу I абгрунто^ваюць неабходнасць выкарыстання ГАМК-ерпчных сродкау у складзе комплекснай метабашчнай тэрапи алкагшпзму I абстыненцьп.
Галша выкарыстання: нейрах1мш, бшхтш алкагашзму, наркалопя.
РЕЗЮМЕ
КАНУ1ШИКОВЛ Нина Павловна. РОЛЬ ГАМК В МЕХАНИЗМАХ ДЕЙСТВИЯ ЭТАНОЛА В МОЗГЕ.
Ключевые слова: ГАМК, этанол, алкогольная интоксикация, захват ГАМК, ГАМК-Т, янтарный полуальдегид (ЯЛА), ЯПА-ДГ, ЯПА-Р, ГОМК, структуры мозга, катаболизм ГАМК, биосинтез ГАМК.
Объекты исследования: структуры мозга крыс.
Цель работы: выявить влияние этанола при разных сроках воздействия и возможности модификации его эффектов нейротропными препаратами на показатели метаболизма ГАМК и ее медиаторной активности, дать оценку активности ГАМК-системы у животных с разной чувствительностью и разной мотивацией к этанолу.
Методы исследования: снсктрофотометрический и спектрофлуориметри-чсские методы, ВЭЖХ, радиолигандный анализ, кинетические исследования, статистическая обработка.
Полученные результаты и их новизна: Впервые изучена активность различных звеньев ГАМК-системы в структурах мозга крыс при разных условиях воздействия этанола. Показано, что введение этанола приводит к усилению тормозного действия ГАМК и ослаблению метаболической активности ГАМК-шуита. В базальных ганглиях мозга этанол оказывает преимущественно воздействие на медиаторнуго активность ГАМК, а в стволе и мозжечке - на ее метаболическую активность. Во время развития толерантности к наркотическому эффекту этанола сдвиги ГАМК-системы уменьшаются, а во время хронической алкогольной интоксикации и после отмены этанола вновь наблюдаются значительные нарушения метаболизма ГАМК. Установлено существование выраженных различий ГАМК-системы у животных с разным отношением к потреблению этанола и разной чувствительностью к его снотворному действию. Эти различия сохраняются и после однократного, и после длительного введения этанола, и последующей его отмены. Препараты, влияющие на катаболизм ГАМК, уменьшают нарушения ГАМК-системы, развивающиеся при острой и хронической алкогольной интоксикации, а также на фоне отмены этанола. Наиболее эффективно действуют вальпроат натрия, этаноламин, фосфоэтаноламин, пантогам, пансульфогам, полиамин.
Степень использования: использованный подход позволяет оценить эффекты этанола и на медиаторный и на метаболический аспекты ГАМК-системы в мозге. Полученные результаты обосновывают необходимость использования ГАМК-ергических препаратов в составе комплексной метаболической терапии алкоголизма и абстиненции.
Область применения: нейрохимия, биохимия алкоголизма, наркология.
SUMMARY
KANUNNIKOVA Nina Pavlovna. THE ROLE OF GABA IN THE MECHANISMS OF ETHANOL ACTION IN THE BRALN.
Key Words: GABA, ethanol, alcohol intoxication, GABA uptake, GABA-T, succinic semialdehyde (SSA), GHBA, brain structures, GABA catabolism, GABA biosynthesis.
Objects of investigation: rat brain structures.
Aims: to clarify the effects of ethanol as administered for different periods of time and their modifications by some neurotropic agents, on GABA metabolism and its neurotransmitter activity, to estimate the above activity in animals with different alcohol motivation and sensitivity to ethanol.
Methods: spectrophotometric and spectrofluorimetric techniques, HPLC, radioligand analysis, kinetic investigations, statistic methods.
The rezults obtained and their novelty. For the first time, complex studies of different parameters of GABA system in rat brain structures under different conditions of alcohol action were carried out. We showed that the single injection of ethanol led to an increase of the GABA inhibitory effects and diminished the metabolic activity of the GABA bypath. Ethanol influences primarily on GABA mediating activity in the brain basal ganglia and on the metabolic activity of the GABA bypath in the brain stem and cerebellum. During development of tolerance to narcotic effect of ethanol changes of GABA system become less. Again, pronounced disturbances in GABA metabolism are observed after chronic alcohol intoxication and following its withdrawal. We showed significant differences in the GABA system among rats with different alcohol consumption and different sensitivity to the hypnotic action of alcohol. The drugs influenced on the GABA metabolism, diminished the GABA system disturbances which were observed after the single or chronic ethanol ingestion and alcohol withdrawal. Valproate, ethanolamine, phosphoethanolamine, pantogam, pansulfogam, polyamine have the most pronounced influence on the ethanol-induced GABA changes.
Application. The approach used in this work enables us to appreciate ethanol effects both on a neurotransmitter and metabolic parts of the brain GABA system. The data obtained show that their changes depend on brain structure, duration of action and sensitivity to ethanol and they give us grounds to propose the use of GABA-ergic drugs as obligatory components of complex metabolic therapy of alcoholism and abstinence.
Field of application : neurochemistry, biochemistry of alcoholism, narcology.
-
Канунникова, Нина Павловна
-
доктора биологических наук
-
Минск, 2000
-
ВАК 03.00.04
- Алкогольная интоксикация и ферменты метаболизма ГАМК в мозге при действии некоторых нейроактивных соединений
- Формирование фонда биогенных аминов и нейроактивных аминокислот в головном мозге крыс при алкогольной интоксикации и отмене этанола
- Основные характеристики ГАМК-рецепторного комплекса клеток Пуркинье мозжечка крыс
- Исследование электрохимического механизма влияния ГАМК на спинальные нейроны миноги
- Действие сверхмалых и малых доз этанола на активность клеток Пуркинье мозжечка крыс
