Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сравнительный анализ параметров эндогенной опиоидной системы у животных с различными поведенческими характеристиками и у людей с различным темпераментом

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Габаева, Марина Владимировна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.ПСИХОБИОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕМПЕРАМЕНТА.

1.1.Темперамент. Модели. Методы оценки.

1.2. Биологические основы конституционально-личностных и поведенческих характеристик человека и животных.

2. ЭНДОГЕННАЯ ОПИОИДНАЯ СИСТЕМА (ЭОС).

2.1. Опиоидные рецепторы (ОР).

2.2. Опиоидные пептиды (ОП).

2.3. Энкефалиндеградирующие ферменты (ЭДФ).

2.3.1. Классификация и локализация ЭДФ.

2.3.2. Субстратная специфичность энкефалиназ.

2.3.3. Ингибиторы ЭДФ.

Глава И. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЖИВОТНЫЕ.

2. ОБСЛЕДОВАННЫЕ ДОНОРЫ.

3. ТЕСТИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ЖИВОТНЫХ.

4. ОЦЕНКА КОНСТИТУЦИОНАЛЬНО-ЛИЧНОСТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕЛОВЕКА.

5. РАДИОРЕЦЕПТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ 5-ОР МОЗГА КРЫС.

6. ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОСТИ ЭНКЕФАЛИНДЕГРАДИРУЮЩИХ ФЕРМЕНТОВ.

7. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ.

8. МАТЕРИАЛЫ.

Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1.ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЯЗЫВАНИЯ 5-ОР ГОЛОВНОГО МОЗГА

У КРЫС С РАЗЛИЧНЫМИ ПОВЕДЕНЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ.

1.1. Характеристики связывания 8-ОР головного мозга у крыс с различной двигательной активностью.

1 ^.Характеристики связывания 8-ОР головного мозга у крыс с различным уровнем тревожности.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ ЭДФ В БИОЛОГИЧЕСКИХ

ОБРАЗЦАХ.

2.1. Определение параметров энкефалиназной активности.

2.2. Условия реакции для определения суммарной активности энкефалиндеградирующих ферментов.

2.2.1. Кинетика ферментативного гидролиза Лей-энкефалина.

2.2.2. рН-зависимость ферментативной деградации Лей-энкефалина. Зависимость скорости реакции деградации Лей-энкефалина от концентрации субстрата и степени разведения плазмы.

2.3. Определение активности отдельных групп ферментов гидролиза Лей-энкефалина в плазме крови человека.

3. АКТИВНОСТЬ ЭДФ ПЛАЗМЫ КРОВИ У ВЗРОСЛЫХ ДОНОРОВ С РАЗЛИЧНЫМИ КОНСТИТУЦИОНАЛЬНО-ЛИЧНОСТНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ.

3.1. Активность ЭДФ плазмы крови у людей с различным уровнем личностной тревожности.

3.2. Активность ЭДФ плазмы крови у людей с различными типами темперамента.

4. ВРЕМЯ ПОЛУЖИЗНИ ЛЕЙ-ЭНКЕФАЛИНА В СЫВОРОТКЕ КРОВИ

ДЕТЕЙ ПЕРВОГО ГОДА ЖИЗНИ.

5. ВРЕМЯ ПОЛУЖИЗНИ ЛЕЙ-ЭНКЕФАЛИНА В СЫВОРОТКЕ КРОВИ

У ДЕТЕЙ ПЕРВОГО ГОДА ЖИЗНИ С РАЗЛИЧНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ТЕМПЕРАМЕНТА.

6. АКТИВНОСТЬ ЭДФ У ЛИНЕЙНЫХ МЫШЕЙ C57BLACK/6 И BALB/C РАЗЛИЧАЮЩИХСЯ ФЕНОТИПОМ ЭМОЦИОНАЛЬНО-СТРЕССОВОЙ

РЕАКЦИИ.

6.1. Определение активности ЭДФ плазмы крови мышей двух линий.

6.2. Определение активности ЭДФ в гомогенате мозга мышей двух линий.

Глава IV. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Сравнительный анализ параметров эндогенной опиоидной системы у животных с различными поведенческими характеристиками и у людей с различным темпераментом"

Конституционально-личностные характеристики (KJIX) влияют на выраженность и характер стресс-индуцированных реакций организма, определяют особенности развития патологических процессов, а в ряде случаев и индивидуальную чувствительность к фармакологическим средствам (Cloninger R. 1993-2003; Пшенникова М.Г. и соавт. 2003; Середенин С.Б. и соавт. 1993-2003;).

Индивидуальные особенности поведенческих и психологических реакций обеспечиваются большинством из известных регуляторных систем организма (Hamner М.В., et al., 1996; Gerra G., et al., 2000). Однако, конкретные нейрохимические и нейроэндокринные механизмы, определяющие конституциональные различия, остаются малоизученными. Предполагается, что в основе этих различий лежат различия в функционировании всех основных регуляторных систем организма и, в частности, пептидергических (Pliszka S.R., et al., 1994; Olson G.A.,et al., 1997; Зозуля A.A. с соавт., 1999-2001). В этом плане представляет интерес эндогенная опиоидная система (ЭОС), которая обеспечивает модуляцию основных нейрохимических систем организма в условиях отклонения от гомеостаза (Меерсон Ф.З., 1981; Пшенникова М.Г., 1987, 2004; Лишманов Ю.Б., Маслов Л.Н., 1994; Зозуля А.А. 1999; Drolet G., et al., 2001).

Можно ожидать, что в процесс формирования и проявления поведенческих, конституционально-личностных особенностей животных и человека вовлечены как центральные, так и периферические отделы ЭОС. Известно, что в регуляции эмоциональной сферы принимают участие опиоидные рецепторы 5-типа. Агонисты этих рецепторов способны вызывать антидепрессивный (Baamond A., et al., 1992) и анксиолитический эффекты (Зозуля А.А., 1999). Поэтому есть основания предполагать, что в центральные механизмы регуляции психических функций, в регуляцию поведения животных и особенностей темперамента человека, вовлечены, в частности, и ОР головного мозга.

С другой стороны, функционирование ЭОС зависит не только от состояния ОР, но и от концентрации их лигандов, в частности, опиоидных пептидов. Физиологическое действие Лей-энкефалина, эндогенного лиганда 5-ОР, лимитируется не только процессами синтеза и секреции, но и высокой скоростью его деградации. Время существования Лей-энкефалина в кровяном русле исчисляется несколькими минутами (Гомазков О.А., 1995; Marini М., et al., 1997; Ашмарин И.П., 1999;). Можно предполагать, что скорость ферментативного гидролиза опиоидных пептидов, так же как и состояние рецепторного звена ЭОС, является существенным фактором, определяющим особенности конституционально-личностных и поведенческих характеристик человека и животных.

Изучение механизмов, определяющих роль ЭОС в развитии конституционально-обусловленных особенностей нейрохимических процессов, имеет не только фундаментальное значение. Можно предполагать, что эти исследования позволят осуществлять предикцию эффективности фармакологических и других воздействий, модулирующих состояние ЭОС, и повысить эффективность их использования в клинике.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является сравнительный анализ параметров ЭОС у людей с различным темпераментом и у животных с различающимися поведенческими характеристиками.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

1. Определить характеристики связывания 8-ОР стриатума и обонятельных луковиц мозга у крыс с различными поведенческими характеристиками, определяемыми в условиях тестирования животных в системе Auto Track System и приподнятом крестообразном лабиринте.

2. Разработать методику определения суммарной активности ферментов гидролиза Лей-энкефалина в биологических образцах. Определить активность отдельных групп энкефалиндеградирующих ферментов плазмы крови человека.

3. Изучить взаимосвязь активности энкефалиндеградирующих ферментов взрослых соматически здоровых доноров с показателями их темперамента.

4. Провести сравнительный анализ активности энкефалиндеградирующих ферментов сыворотки крови у детей первого года жизни с различными характеристиками темперамента.

5. Провести сравнительный анализ активности энкефалиндеградирующих ферментов гомогената мозга и плазмы крови мышей линий С57В1аск/6 и Balb/c, имеющих различный фенотип эмоционально-стрессовой реакции.

Научная новизна работы. Впервые экспериментально доказано различие констант связывания центральных опиоидных рецепторов у крыс с различным уровнем двигательной активности и тревожности, то есть у крыс с разными поведенческими характеристиками. Разработана методика, позволяющая одновременно определять активность всех групп энкефалиндеградирующих ферментов (ЭДФ) в биологических образцах с помощью ВЭЖХ продуктов ферментативного гидролиза равномерно меченного тритием Лей-энкефалина. Впервые обнаружен карбоксипептидазный путь деградации Лей-энкефалина в плазме крови человека. Выявлены межлинейные различия в суммарной активности ЭДФ плазмы крови у мышей линий Balb/c и С57В1аск/6, отличающихся фенотипом эмоционально-стрессовой реакции. Впервые показана зависимость параметров энкефалиназной активности плазмы крови человека от его возраста и пола. Показана взаимосвязь показателей активности ЭДФ с характеристиками темперамента у взрослых и у детей первого года жизни. Исследование активности ЭДФ сыворотки крови детей первого года жизни проведено впервые.

Научно-практическая значимость работы. Разработанный микрометод позволяет исследовать фармакокинетику лекарственных препаратов пептидной природы и метаболизм биологически активных пептидов эндогенного происхождения. Полученные данные, могут быть использованы для предикции клинического эффекта препаратов, модулирующих состояние эндогенной опиоидной системы.

Положения, вынесенные на защиту.

1. Состояние центральных опиоидных рецепторов различается у животных с разными поведенческими характеристиками.

2. Процесс ферментативного гидролиза Лей-энкефалина в плазме крови различается у животных с различными поведенческими характеристиками и у людей с разным темпераментом.

Внедрение результатов исследования. Результаты проведённых исследований внедрены в научно-исследовательскую работу ГУ Научного Центра Психического Здоровья РАМН, НЦ наркологии МЗ РФ и РГМУ МЗ РФ.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Габаева, Марина Владимировна

ВЫВОДЫ:

1. Кд и Вмах 5-ОР обонятельных луковиц у крыс с высоким уровнем тревожности ниже, чем у крыс с низким уровнем тревожности. Вмах 5-ОР стриатума ниже у высокотревожных животных.

2. Кд и Вмах 5-ОР стриатума ниже у крыс с низким уровнем спонтанной двигательной активности, чем у крыс с высоким уровнем спонтанной двигательной активности.

3. Параметры суммарной активности ЭДФ плазмы крови взрослых доноров составили: время полужизни лей-энкефалина, Т|/2 = 3.1+0.05 мин, Vmax = 0.18+0.03 мМ/мин. Методом ВЭЖХ продуктов гидролиза равномерно меченного тритием Лей-энкефалина в плазме крови человека впервые обнаружен карбоксипептидазный путь гидролиза Лей-энкефалина.

4. Величина времени полужизни Лей-энкефалина в плазме крови у девочек первого года жизни выше, чем у мальчиков. У детей первого года жизни величина времени полужизни Лей-энкефалина в плазме крови положительно коррелирует с характеристиками темперамента, определяемыми по методу Thomas А. и Chess S., такими как «активность», «порог», «приятие».

5. Величина времени полужизни Лей-энкефалина в плазме крови взрослых людей положительно коррелирует с уровнем личностной тревожности, определяемой по тесту Спилбергера, и отрицательно коррелирует с показателем «экстравертированность», определяемого по тесту Айзенка. Величина времени полужизни Лей-энкефалина в плазме крови у флегматиков выше, чем у сангвиников, холериков и меланхоликов.

6. У мышей линии С57В1аск/6 с фенотипом активной эмоционально-стрессовой реакции в условиях тестирования в «открытом поле» величина времени полужизни Лей-энкефалина в плазме крови выше, чем у мышей линии Balb/c, имеющих фенотип пассивной эмоционально-стрессовой реакции, тогда как отличия величин времени полужизни Лей-энкефалина в гомогенате мозга этих мышей отсутствуют.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Габаева, Марина Владимировна, Москва

1. Алфимова М.В., Трубников В.И., Генные основы темперамента и личности.// Вопросы психологии. 2000 №2 стр.128-138.

2. Ашмарин И.П. «Биохимия мозга». // Изд-во СПб Ун-та, 1999, 328 с.

3. Ашмарин И.П., Стукалов П.В., «Нейрохимия». // Москва, издательство Института Биомедицинской Химии РАМН. - 1996.

4. Белоконева О.С., Мальцева Е.Л., Зайцев С.В., Пальмина Н.П., Инактивация связывания налоксона с опиоидпыми рецепторами мембранной фракции головного мозга крысы. Биохимия. 1993; 58(12): стр. 1945-1958.

5. Белоконева О.С., Зайцев С.В. Роль мембранных липидов в регуляции функций нейромедиаторных рецепторов. Биохимия. 1993; 58(11): стр.1685-1708.

6. Беляев Н.А., Колесаиова Е.Ф. Динамика содержания мет-энкефалина в надпочечниках и плазме крови крыс при острой алкогольной интоксикации. // Журнал ВНД, 1990 стр.86-87.

7. Беляев Н.А., Колесаиова Е.Ф., Баронец В., Панченко Л., Некоторые показатели метаболизма энкефалинов в головном мозге крысы после введения бестатина. // Биохимия 1993, т.58, вып.7, стр. 1033-1045.

8. Боев И.В. Пограничная аномальная личность. // Изд-во Ставропольского Гос.ун-та, 1999.

9. Булаев В.М. Рецепторы опиатов и их лиганды. // В кн. Итоги науки и техники, серия: фармакология, химиотерапевтические средства, ВИНИТИ, Москва, 1982, т.13, с.101-184.

10. Варфоломеев С.Д., Гуревич К.Г., Биокинетика: практический курс, - М., фаир-пресс, -1999.

11. Вемн A.M. — Заболевания вегетативной нервной системьпо.// Руководство для врачей -М., Медицина, 1991 -с.623.

12. Воронин М.В., Яркова М.А., Середенин С.Б., Гомология рецепции бензодиазепинов в условиях эмоционально-стрессового воздействия у инбредных крыс и мышей. //1518,19.20,21,22,23.