CC BY
71
УДК 591.552 : 612.821.8 : 616.453-008.6-02 : 613.863]-07
Т.А. Обут, М.В. Овсюкова
ПРОТЕКТИВНЫЕ ЭФФЕКТЫ ДЕГИДРОЭПИАНДРОСТЕРОН-СУЛЬФАТА:
ФЕНОМЕН ДВОЙСТВЕННОСТИ ц-ОПИОИДНОГО МЕХАНИЗМА
ГУ НИИ физиологии СО РАМН, Новосибирск
На самцах животных изучали влияние дегидроэпиандростерон-сульфата (ДЭАС) на стресс-реактивность у крыс и на вызванную 20-дневными межсамцовыми агонистическими конфронтациями тревожность у мышей. Показано, что ДЭАС (30 мг/кг), вводимый за 4 ч или за 1-6 сут до изучения его действия, вызывал лимитирующий стресс-реактивность, тиреоидактивирующий и анксиолитический эффекты у животных, указывая на пролонгированные и протективные влияния препарата. Введение антагониста опиоидных рецепторов налтрексона (0,10-0,25 мг/кг) за 20 мин до ДЭАС в дозах, в которых он селективно блокирует |1-опиоидные рецепторы, предотвращало проявление перечисленных эффектов ДЭАС, указывая на их |1 -опиоидный механизм. Установлено, что для индукции лимитирующего стресс-реактивность ц-опиоид-ного механизма необходимо продолжительное время (здесь - 19 дней стрессорного воздействия), а для ти-реоидактивирующего и анксиолитического достаточно однократного стрессорного воздействия. Эта двойственность |1 -опиоидного механизма реализована в регуляции разных функций организма. Проведенные исследования позволили сформулировать заключение о биологической значимости надпочечниковых андрогенов и, в частности, ц-опиоидного механизма действия ДЭАС в организме.
Ключевые слова: дегидроэпиандростерон-сульфат, стресс-реактивность, анксиолитический эффект, |1-опиоидный механизм
Дегидроэпиандростерон (ДЭА) и ДЭА-сульфат (ДЭАС) - гормоны андрогенной природы, секретируе-мые сетчатой зоной коры надпочечников (СЗКН) [6, 27]. Причем 99% циркулирующего в крови ДЭА, по крайней мере у человека, находится в сульфатированной форме [13]. Какова же необходимость наличия в мужском организме двух источников андрогенных гормонов со сложными различными системами физиологической регуляции? ДЭА и ДЭАС, кроме того, продуцируются в центральной нервной системе, где их классифицируют как нейростероиды [27]. Содержание ДЭА и ДЭАС в крови значительно выше совокупности всех остальных надпочечниковых стероидов, в том числе глюкокортикоидов [6], даже при стрессе. Несмотря на то что содержание ДЭА и ДЭАС в крови так велико, их биологическое назначение в организме до сих пор не было определено, а вопрос об адаптивно-протективном предназначении не ставился в мировой литературе.
В последнее время зарубежные ученые уделяют пристальное внимание многообразным терапевтическим эффектам ДЭА и ДЭАС. Это внимание вызвано, в первую очередь, их открытым антионкогенным влиянием [13]. Кроме того, показаны антиатерогенное [13, 15], антивирусное, антибактериальное [20], иммуномодулирующее [25], противоаллергическое и антиревматоидное [13, 16] влияния ДЭА. Установлена прямая зависимость продолжительности жизни и устойчивости к сердечно-сосудистым заболеваниям от уровня ДЭАС [18, 26]. Нами установлен гипотензивный эффект ДЭАС [5].
В мировой литературе вопрос о влиянии ДЭА и ДЭАС на стресс-реактивность организма не ставился и не исследован; нет данных о физиологических механизмах такого влияния, в частности об опиоидном механизме. Известно, что опиоиды и опиоидные рецепторы участвуют в ответе организма на стрессорные воздействия [3, 23], но литературные данные противоречивы, а о взаимодействии ДЭА и ДЭАС с опиоидной системой в
регуляции стресс-реактивности ничего не известно, хотя показана возможность связывания ДЭА с О-опио-идными рецепторами в гиппокампе [11, 27].
Целью исследования данной работы было изучить влияние ДЭАС и опиоидный механизм его действия в модуляции стресс-реактивности организма и стресс-за-висимой тревожности у животных.
Методика. Эксперименты проводили на взрослых самцах крыс линии Wistar и мышей СБЛ/Ьас. Стрессорные воздействия осуществляли:
1) у крыс - на лабораторном встряхивателе типа АВБ-4п с частотой 180 возвратно-поступательных движений в минуту по 1 ч однократно или с многократным повторением продолжи- тельностью 19 дней по 1 разу в день; стресс-реактивность оценивали по уровню в плазме крови кортикостерона, определявшемуся методом микроколоночной высокоэффективной жидкостной хроматографии (МВЖХ);
2) у мышей - 20-дневными межсамцовыми агонистическими конфронтациями типа “агрессор-жертва”, методом сенсорного контакта [1]; изучали поведенческие показатели в тестах “перегородка” [2] и “крестообразный лабиринт” [19].
ДЭАС (30 мг/кг) вводили крысам подкожно в бедро, а мышам - внутрибрюшинно. Налтрексон вводили крысам по 0,1 мг/кг, а мышам - по 0,25 мг/кг. Известно, что в дозах 0,1-0,3 мг/кг налтрексон селективно блокирует ц-опиоидные рецепторы, а 0,5-1,0 мг/кг - 8 -и к-опиоид-ные рецепторы [12].
Методом МВЖХ определяли 11Р-дегидрокортико-стерон, а общий тироксин, адренокортикотропный гормон (АКТГ), ДЭАС - методом радиоиммунного анализа с помощью стандартизированных наборов.
Результаты. Как однократное, так и многократно повторяющиеся (19 дней) стрессорные воздействия встряхиванием животных на лабораторном встряхивателе приводили к повышению (р<0,001) уровней корти-
костерона у самцов крыс по сравнению с интактными (контрольными) животными (рис. 1). Однако при хроническом воздействии уровень кортикостерона у крыс был достоверно (р<0,01) ниже, чем при остром. Выявленное снижение стресс-индуцированного уровня кортикостерона у самцов крыс при многократно повторяющемся (19 дней) стрессорном воздействии, в сравнении с однократным, свидетельствует о снижении реакции ги-поталамо- гипофизарно-адренокортикальной системы (ГГАКС) на повторно применяемые стрессорные воздействия. Ранее нами было показано, что снижение стресс-реактивности у самцов при таком воздействии не является результатом истощения надпочечников или ГГАКС в целом и носит адаптивную направленность [4].
Инъекция самцам крыс ДЭАС на фоне многократно повторяющегося стрессорного воздействия (рис. 1) приводила к достоверно (р<0,05) меньшему повышению уровня кортикостерона в ответ на стрессор, по сравнению с животными, подвергавшимися многократному воздействию без введения ДЭАС. Причем средний уровень кортикостерона у данной группы самцов статистически не отличался от такового у интактных (контрольных) животных (р>0,05).
При однократном стрессорном воздействии не было достоверных различий (р>0,05) в стресс-индуцируемом уровне кортикостерона у групп крыс с предварительным введением и без введения ДЭАС (рис. 1).
Полученные данные свидетельствуют о том, что у самцов крыс ДЭАС оказывает влияние на стресс-реактивность, дополнительно снижая у них стресс-индуци-руемый уровень кортикостерона, и данный лимитирующий стресс-реактивность эффект ДЭАС проявляется лишь при многократно повторяющемся, но не однократ-
нг/мл 220 -
200 ■
180 ■
1160'
| НО-§ 120 -
& 100 -
ь;
80 -60 -40 -20 .
0 ------
Рис. 1. Содержание кортикостерона в плазме крови самцов крыс при однократном и многократном стрессорных воздействиях, введении ДЭАС или совместно налтрексона и ДЭАС.
К - контроль; 1 СТРЕСС и 19 СТРЕСС - после однократного и многократного (19 дней) стрессорных воздействий, ДЭАС - на фоне введения ДЭАС, Налт+ДЭАС - на фоне совместного введения налтрексона и ДЭАС.
* - р<0,001 по сравнению с контролем; ### - р<0,001; ## -р<0,01 по сравнению с однократным воздействием; + - р<0,05 по сравнению с многократным воздействием; 0 - р<0,05 по сравнению с многократным воздействием на фоне введения ДЭАС
ном стрессорном воздействии. Этот эффект ДЭАС при многократно повторяющемся стрессорном воздействии можно рассматривать как адаптивно-протективный, если учесть, что длительное сохранение высокого уровня кортикостерона является разрушительным и опасным ввиду его катаболического влияния для организма.
К настоящему времени накоплено значительное количество фактов, позволяющих говорить об участии опиоидной системы в развитии стресс-реакции. Но пока нет однозначного мнения об ее роли в условиях физиологического и патологического стресса [7]. Большинство исследователей считают, что опиоидная система подавляет реакцию ГГАКС на стрессорное воздействие, тем самым ограничивая стрессорную гиперфункцию всех основных ее звеньев, и при этом вовлекаются опио-идные рецепторы [3, 12, 17, 23]. Вопрос о роли отдельных типов опиоидных рецепторов при различных стрессорных воздействиях на сегодня не представляется ясным. Полагают, что в снижении ответа ГГАКС на стрессорные воздействия принимают участие Ц- и 8-опиоид-ные рецепторы [3, 23]. Но в литературе нами не обнаружено указаний на влияние ДЭАС на ц- и 8-опиоидные рецепторы, хотя есть данные о связывании ДЭАС с О-опиоидными рецепторами в гиппокампе [11, 27].
Введение в наших экспериментах антагониста опиоидных рецепторов - налтрексона - в дозе 0,1 мг/кг, которая селективно блокирует ц-рецепторы, за 20 мин до введения ДЭАС на фоне многократно повторяющегося (19 дней) стрессорного воздействия приводила к повышению уровня кортикостерона у данной группы крыс в ответ на воздействие до его значения у животных, подвергавшихся такому воздействию без введения ДЭАС (рис. 1). Кроме того, уровень кортикостерона у самцов крыс, которым вводили налтрексон и ДЭАС, был статистически выше, чем у животных после введения только ДЭАС (р<0,05). При однократном стрессорном воздействии инъекция антагониста опиоидных рецепторов -налтрексона - в той же дозе (за 20 мин до введения ДЭАС) не приводила к изменению стресс-индуцируемо-го уровня кортикостерона относительно других групп, подвергавшихся острому стрессорному воздействию (рис. 1).
Полученные данные свидетельствуют о том, что одним из механизмов действия ДЭАС на стресс-реактивность самцов крыс при многократно повторяющихся стереотипных стрессорных воздействиях может быть опиоидный механизм с вовлечением ц-опиоидных рецепторов, опосредующий ингибирующее влияние ДЭАС на стресс-индуцируемое повышение уровня кортикостерона. Тогда как при однократном стрессорном воздействии, когда действие ДЭАС на стресс-реактивность не проявляется, ц-опиоидные рецепторы также не вовлекаются в данную регуляцию стресс-ответа. В данном случае, видимо, Ц-опиоидный механизм, опосредующий стресс-лимитирующий эффект ДЭАС, формируется постепенно в ходе многократно повторяющегося воздействия, а не подготовлен изначально для функционирования, то есть ему требуется время для индукции и вовлечения в работу. Основная роль данного механизма, вероятно, заключается в ограничении известных гормональных катаболических реакций, вызванных дли- тельным действием стрессора. Можно предположить два
варианта воздействия ДЭАС с вовлечением ц-опиоид-ных рецепторов:
1) путем непосредственного связывания ДЭАС с ц-опиоидными рецепторами;
2) посредством модулирующего эффекта ДЭАС на ц-опиоидные рецепторы.
В большинстве экспериментов на крысах мы использовали срок 2 сут для протективного подавления стресс-реактивности посредством ДЭАС. Но специальное исследование, проведенное для оценки продолжительности действия вводимого крысам водного раствора ДЭАС, показало следующее. Как и ранее, выявлено, что у самцов крыс сразу после многократно повторяющегося стрессорного воздействия уровень кортикостерона повышен в сравнении с таковым у контрольных животных (рис. 2). Однократное подкожное введение животным ДЭАС на фоне многократно (19 дней) повторяющегося стрессорного воздействия за 1, 2, 3, 4, 6 сут приводило к достоверно меньшему в ответ на стрессор повышению уровня кортикостерона (р<0,05), по сравнению с животными без введения ДЭАС. Причем через 1, 2, 3, 6 сут после инъекции ДЭАС этот уровень статистически не отличался (р>0,05) от значения контроля. Уровни кортикостерона, достигаемые на 1,2,3,4,6-ые сут после введения ДЭАС животным, статистически не различались (р>0,05) между собой.
Однозначное, лимитирующее стресс-реактивность влияние ДЭАС выявлено нами и по стресс-индуцируе-мому уровню АКТГ в плазме крови у тех же самцов крыс (рис. 2).
Таким образом, инъекция животным ДЭАС приводит через 1-6 сут к меньшему повышению стресс-инду-цируемых уровней кортикостерона и АКТГ при многократно (19 дней) повторяющемся воздействии. Влияние ДЭАС на стресс-реактивность с вовлечением эндогенного АКТГ указывает на то, что выявленный нами лимитирующий стресс-реактивность эффект осуществляется через центральные регуляторные механизмы. Кроме того, в этих опытах установлен пролонгированный эффект водного раствора ДЭАС. Дело в том, что для масляных растворов стероидных гормонов характерен пролонгированный эффект, обеспечивающийся самим маслом, но для водного раствора стероида таковой был неожиданным. А ДЭАС в физиологическом растворе - это именно водный, но не масляный раствор сульфата стероидного препарата.
Надо сказать, что в работах, посвященных изучению роли ДЭАС в коррекции некоторых патологических состояний, в основном, используется методика длительного (1-3 недели) ежедневного введения ДЭАС [9, 10] или введения его за несколько минут до тестирования [22]. Но на основании данного исследования и ранее полученных нами данных [5] можно предположить, что при коррекции патологий также нет необходимости как в ежедневном введении ДЭАС на протяжении длительного времени, так и непосредственно за несколько минут до тестирования, поскольку для водного раствора ДЭАС, как нами здесь установлено, характерен пролонгированный эффект, по крайней мере на протяжении 6 сут.
Кортикостерон под действием фермента 11Р-окси-стероиддегидрогеназа (11Р-ОСД) превращается в его
биологически малоактивную форму - 11-дегидрокорти-костерон (11-ДКС). При изучении нами взаимопревращений кортикостерона и 11-ДКС было установлено, что при однократном стрессорном воздействии встряхиванием самцов крыс у животных наблюдается достоверное (р<0,001) увеличение уровня кортикостерона в плазме крови, по сравнению с контрольными животными, но уровень 11-ДКС не отличается от контрольного. Отношение 11-ДКС/кортикостерон достоверно (р<0,05) снижается, по сравнению с контрольным показателем (рис. 3). Увеличение уровня кортикостерона и уменьшение отношения 11-ДКС/кортикостерон указывает на то, что биосинтез гормонов при остром стрессе направлен в сторону преимущественного образования кортикостерона, необходимого для развития стресс-реакции.
Уровень 11-ДКС у животных после многократно (19 дней) повторяющегося стрессорного воздействия статистически не отличался от контрольного значения, но был повышен, по сравнению с таковым у самцов, подвергавшихся однократному воздействию. Отношение 11-ДКС/кортикостерон при многократном стрессорном воздействии также достоверно не отличалось от значе-
Рис. 2. Содержание кортикостерона и АКТГ в плазме крови самцов крыс при многократном стрессорном воздействии и введении ДЭАС.
К - контроль; 19 СТРЕСС - после многократного (19 дней) стрессорного воздействия; ДЭАС 1 сут, ДЭАС 2 сут, ДЭАС 3 сут, ДЭАС 4 сут, ДЭАС 6 сут - после многократного стрессорного воздействия и введения ДЭАС, соответственно, за 1, 2, 3, 4 и 6 сут.
* - р<0,05; *** - р<0,001 по сравнению с контролем; # -р<0,05; ## - р<0,01 по сравнению с многократным стрессорным воздействием без введения ДЭАС
ния у контрольных животных, но было выше, чем при остром стрессе (р<0,01). Таким образом, при многократно повторяющемся стрессорном воздействии происходит усиление превращения кортикостерона в 11-ДКС.
Выше уже было показано, что многократное (19-дневное) встряхивание самцов крыс в сравнении с однократным приводит к снижению у животных стресс-реактивности. Вероятно, превращение кортикостерона в низкоактивную фракцию - 11-ДКС - можно рассматривать как механизм адаптации к хроническим стрессорным воздействиям, как способ предохранения организма от длительного действия высокого уровня активных глюкокортикоидов, обладающих катаболиче-ским эффектом в организме. Эта точка зрения подтверждается данными о том, что 11Р-ОСД солокализована с глюкокортикоидными и минералокортикоидными рецепторами в различных тканях-мишенях кортикостерона и может предохранять их от его избытка [21,24]. Кроме того, создающийся в организме запас 11-ДКС может являться резервом, в случае необходимости, для срочного ресинтеза кортикостерона, менее затратного и более быстрого, чем синтез кортикостерона из холестерина de novo.
У крыс, которым на фоне многократно повторяющегося воздействия вводили ДЭАС, стресс-индуцируемый уровень кортикостерона был достоверно ниже, чем у животных, подвергавшихся острому воздействию, а также, чем у особей после 19-дневного воздействия без введения ДЭАС (р<0,001 и р<0,05 соответственно), и достоверно не отличался от контрольного (рис. 3). Следовательно, ДЭАС дополнительно ослабляет выраженность стресс-реактивности у животных, подвергавшихся многократному стрессорному воздействию, о чем говорилось и выше. Уровень 11-ДКС у этой группы статистически (р>0,05) не отличался от такового у животных после многократного стрессорного воздействия, но был выше (р<0,01), чем после однократного стресса. Отношение 11-ДКС/кортикостерон после введения ДЭАС на фоне хронического воздействия было достоверно выше, чем при хроническом (р<0,05) и остром (р<0,001) воздействиях без введения ДЭАС. Следовательно, введение ДЭАС приводит к еще большей активации превращения кортикостерона в 11-ДКС (активной формы кортикостероида в менее активную). В этом также выражается адаптивно-протективная роль ДЭАС.
Возможно, этот эффект ДЭАС обусловлен его действием на активность фермента 11Р-ОСД. В литературе есть данные, что ДЭАС способен влиять на активность данного фермента. При введении ДЭАС гипертензив-ным крысам SHR он увеличивал активность 11Р-ОСД в почках и снижал - в печени, что сопровождалось снижением концентрации кортикостерона и 11-ДКС и ростом отношения 11-ДКС/кортикостерон в плазме крови [9].
Введение ДЭАС животным, которые подвергались однократному стрессорному воздействию, не вызывало достоверного снижения уровня кортикостерона, изменения уровня 11-ДКС и отношения 11р-ДКС/кортико-стерон, по сравнению с соответствующей группой без введения ДЭАС (рис. 3). Таким образом, при введении ДЭАС самцам крыс на фоне острого стрессорного воздействия не отмечается относительно усиленного превращения кортикостерона в 11-ДКС в отличие от 19-дневного стрессорного воздействия.
Также представляет интерес то, что блокада ц-опио-идных рецепторов налтрексоном за 20 мин до инъекции ДЭАС животным приводила к снятию активирующего влияния ДЭАС на превращение кортикостерона в 11-ДКС (рис. 3), то есть опиоидная система, ц-опиоид-
Рис. 3. Содержание кортикостерона, 11-дегидрокорти-костерона и показатель отношения 11-дегидрокортикосте-рон/кортикостерон в плазме крови самцов крыс при однократном и многократном стрессорных воздействиях, введении ДЭАС или совместно налтрексона и ДЭАС.
К - контроль; 1 СТРЕСС и 19 СТРЕСС - после однократного и многократного (19 дней) стрессорных воздействий; ДЭАС - на фоне введения ДЭАС, Налт+ДЭАС - на фоне совместного введения налтрексона и ДЭАС.
* -р<0,05; *** -р<0,001 по сравнению с контролем; #-р<0,05; ## - р<0,01; ### - р<0,001 по сравнению с однократным воздействием; + - р<0,05 по сравнению с многократным воздействием; 0 -р<0,05; 00 -р<0,01 по сравнению с многократным воздействием на фоне введения ДЭАС
ные рецепторы вовлечены в механизм регуляции такого превращения. И по нашим данным, одним из вариантов опиоидной регуляции превращения кортикостерона в 11-ДКС в условиях нашего эксперимента может быть эндогенный ДЭАС, поскольку на фоне введения налтрексона при многократно (19 дней) повторяющемся встряхивании животных мы выявили достоверное снижение уровня эндогенного ДЭАС у животных (рис. 4). Значит активация ц-опиоидной системы может, наоборот, способствовать повышению уровня ДЭАС, который, в свою очередь, активирует превращение кортикостерона в 11-ДКС.
Учитывая известную калоригенную активность ти-реоидных гормонов [8] и ее значимость для организма при стрессе, далее мы исследовали уровень общего тироксина у крыс и влияние на него экзогенного ДЭАС и налтрексона при однократном встряхивании животных. Однократное стрессорное воздействие само по себе в наших условиях не приводило к изменению уровня общего тироксина у животных (рис. 5). Однако на фоне введения крысам ДЭАС достигаемый при однократном воздействии уровень общего тироксина становился достоверно более высоким (р<0,05), чем в контроле. Но введение животным блокатора опиоидных рецепторов налтрексона за 20 мин до инъекции ДЭАС в дозе 0,1 мг/кг, которая селективно блокирует ц-опиоидные рецепторы, снимало тироксин-повышающий эффект ДЭАС при однократном стрессорном воздействии до контроля. Это свидетельствует о том, что данный эффект ДЭАС опосредуется ц-опиоидными рецепторами. Значит, в отличие от лимитирующего стресс-реактивность эффекта ДЭАС, рассмотренного выше, здесь ц-опиоидный механизм готов к функционированию уже при остром стрессе; в данном случае ему не требуется специальной подготовки, индукции для вовлечения в работу. Но это означает, что существуют два варианта ц-опиоидных механизмов регуляции физиологических функций в организме, с вовлечением ц-опиоидной системы немедленного действия и ц-опиоидной системы, постепенно индуцируемой в ходе хронического воздействия, то есть налицо феномен двойственности ц-опио-идного механизма.
В последнее время выявлены как высокое содержание ДЭАС, так и многообразные эффекты ДЭА и ДЭАС в центральной нервной системе [27]. Это, наряду с уже показанным выше лимитирующим стресс-реактивность эффектом ДЭАС, наводит на мысль, что ДЭАС должен принимать участие в контроле стресс-обусловленного поведения и сопровождающих его проявление эмоциональных реакций. Поэтому, далее мы изучали влияние ДЭАС на проявление стрессогенной тревожности у суб-миссивных мышей - жертв 20-дневных межсамцовых агрессивных конфронтаций.
В тесте “перегородка” у жертв, по сравнению с контрольными самцами, были значительно меньше (рис. 6) суммарное время (и=2; р<0,001) и среднее время, проведенное возле перегородки за один подход (и=10; р=0,004), а также число подходов к перегородке (и=3,5; р<0,001). Снижение коммуникативности свидетельствует о повышенной тревожности [14] у жертв агонистических конфликтов.
Рис. 4. Содержание дегидроэпиандростерон-сульфата в плазме крови самцов крыс при многократном стрессорном воздействии и введении налтрексона.
К - контроль; 19 СТРЕСС - после многократного (19 дней) стрессорного воздействия; Налт - на фоне введения налтрексона.
* - р<0,05 по сравнению с контролем; # - р<0,05 по сравнению с многократным воздействием
Введение жертвам ДЭАС активировало через 4 ч их реакцию на партнера за перегородкой: увеличивались суммарное (и=12; р=0,002) и среднее (и=24,5; р=0,029) время, проведенное у перегородки, и число подходов к ней (и=10; р=0,001), по сравнению с жертвами, которым вводили физиологический раствор. Причем у жертв после введения ДЭАС число подходов и среднее время, проведенное у перегородки, не отличались от соответствующих параметров у контрольных мышей на фоне введения физиологического раствора (р>0,05) и только суммарное время у перегородки оставалось ниже (и=17;
Рис. 5. Содержание общего тироксина в плазме крови самцов крыс при однократном стрессорном воздействии, введении ДЭАС или совместно налтрексона и ДЭАС.
К - контроль; 1 СТРЕСС - после однократного стрессорного воздействия; ДЭАС - на фоне введения ДЭАС, Налт+ДЭАС - на фоне совместного введения налтрексона и ДЭАС.
* - р<0,05 по сравнению с контролем
р=0,041). Здесь выявляется анксиолитический (противо-тревожный, антидепрессивный) эффект ДЭАС.
Введение жертвам в наших опытах налтрексона за 20 мин до ДЭАС снимало вызванное ДЭАС повышение их поведенческой активности в реакции на партнера за перегородкой, то есть нивелировало анксиолитический эффект ДЭАС. Поведение данной группы мышей по всем регистрируемым параметрам не отличалось от поведения жертв после введения физиологического раствора. Тогда как суммарное время, проведенное (0=12; р=0,004) у перегородки, и число подходов (0=16,5; р=0,011) к ней у жертв с предварительным введением налтрексона были ниже, чем у жертв, которым вводили только ДЭАС, что свидетельствует о Ц-опиоидном механизме выявленного у мышей анксиолитического действия ДЭАС.
В тесте “КЛ” (табл.), так же, как и в тесте “перегородка”, у жертв в сравнении с контрольными животными была выявлена повышенная тревожность, о чем свидетельствовало изменение (снижение) параметров: процент числа входов в открытые рукава (0=26,0; р=0,05); процент времени, проведенного в центре лабиринта (0=21,0; р=0,03); общее число входов/выходов (0=20,0; р=0,02); число заглядываний под лабиринт (0=15,0; р=0,008). При этом процент времени, проведенного в закрытых рукавах (0=19,0; р=0,02), у жертв был существенно выше, чем у контрольных животных.
При введении ДЭАС в тесте “КЛ” контрольным животным увеличились процент времени, проведенного в открытых рукавах (0=10,0; р=0,003), и общее число входов/выходов (0=1,0; р=0,001), а процент времени, проведенного в закрытых рукавах (0=19,0; р=0,02), и число входов в них (0=13,0; р=0,005) уменьшились в сравнении с контрольными самцами, которым вводили физиологический раствор. Здесь, в аверсивных (стрессогенных) условиях крестообразного лабиринта, поскольку он представляет новую обстановку, в отличие от привычной домашней клетки в тесте “перегородка” у контрольных животных достоверно проявился анксиолитический эффект ДЭАС, то есть анксиолитический эффект ДЭАС выявлен уже при однократном стрессорном воздействии, так же, как это было в случае вышеописанного тиреоидактивирующего действия ДЭАС.
У жертв в тесте “КЛ” с введением ДЭАС увеличились процент числа входов в открытые рукава (0=26,0; р=0,05) и процент времени, проведенного в центре (0=23,0; р=0,04), а процент времени, проведенного в закрытых рукавах (0=23,0; р=0,04), уменьшился по сравнению с жертвами, которым вводили физиологический раствор. Все это свидетельствует об анксиолитическом эффекте ДЭАС у жертв, который таким образом выявляется у них и в тесте “КЛ”. При этом по всем исследуемым параметрам поведение жертв с введением ДЭАС не отличалось (р>0,05) от поведения интактных животных с введением физиологического раствора, то есть развившаяся у жертв тревожность снималась введением ДЭАС до состояния этого показателя у нормальных, интактных животных. А поскольку тест “КЛ” проводили через 28 ч после инъекции животным ДЭАС, то можно говорить о пролонгированном (на 2-ые сут) эффекте ДЭАС.
Инъекция налтрексона за 20 мин до ДЭАС и у контрольных животных, и у жертв предотвращала повышение поведенческой активности, которое наблюдалось
при введении одного ДЭАС, свидетельствуя, как и в тесте “перегородка”, о том, что анксиолитический эффект ДЭАС опосредуется через ц-опиоидные рецепторы.
Выявленный здесь анксиолитический эффект ДЭАС и его Ц-опиоидный механизм при 20-дневных межсам-цовых агрессивных (стрессогенных) конфронтациях у мышей могут быть обусловлены тем же, показанным выше при 19-дневном встряхивании крыс лимитирующим стресс-реактивность влиянием ДЭАС с его Ц-опио-идным механизмом. Но у контрольных мышей анксиолитический эффект не может быть объяснен лимитиру-
Рис. 6. Поведенческие показатели у контрольных и суб-миссивных (жертв) животных в тесте “перегородка” при 20-дневных конфронтациях.
## - р<0,01; ### - р<0,001 по сравнению с контрольными животными с введением физиологического раствора; * - р<0,05; ** -р<0,01; ***-р<0,001 по сравнению с введением физиологического раствора у соответствующей группы животных; ++ - р<0,01 по сравнению с введением ДЭАС у соответствующей группы животных
ющим стресс-реактивность действием ДЭАС, проявление которого, как было показано, требует продолжительной индукции ц-опиоидного механизма. Следовательно, у контрольных мышей ц-опиоидный ДЭАС-зави-симый анксиолитический эффект обусловлен влиянием, именно, на поведенческие показатели, связанные с тревожностью у животных, независимо от стресс- лимитирующего действия ДЭАС. Это подтверждает, что существуют два варианта ц-опиоидного механизма действия ДЭАС на физиологические функции в организме: 1) срочный - выявленный нами для тиреоидактивирующе-го эффекта ДЭАС и для его влияния на поведенческие показатели, на тревожность у животных; 2) постепенно индуцируемый - для лимитирующего стресс-реактивность эффекта ДЭАС.
Возможность анксиолитического, антидепрессивно-го влияния ДЭАС может представлять интерес в клинической практике психоэмоциональных депрессий.
Учитывая вышеприведенные и наши опубликованные [5] результаты, а также имеющиеся литературные данные, полученные на людях, об антионкогенном, ан-тиатерогенном, антииммунодепрессивном, противоаллергическом эффектах ДЭА и ДЭАС, мы приходим к заключению о том (рис. 7), что биологическая значимость СЗКН и секретируемых ею андрогенов ДЭА и ДЭАС, которая до сих пор не была определена мировой наукой, состоит в стресс-лимитирующем влиянии на организм и обеспечении, таким образом, стрессоустойчивости, предотвращении дизадаптивных явлений и, одновременно, в предупреждении развития стресс-индуцируе-мых тяжелых патологий (психоэмоциональной и иммунной депрессий, онкогенеза, сердечно-сосудистых нарушений и др.).
Выводы. Установлен лимитирующий стресс- реактивность эффект ДЭАС при многократно (19 дней) повторяющемся, но не при однократном (остром) стрес-сорном воздействии у самцов крыс.
Выявлен анксиолитический эффект ДЭАС у самцов мышей с выраженной в результате 20-дневных межсам-цовых агонистических конфронтаций тревожностью; в
Поведенческие показатели у контрольных и субмиссив
в тесте “крестообразный лабиринт” (“КЛ”) (М±ш)
отличие от стресс-лимитирующего, анксиолитический эффект ДЭАС проявляется также в острой аверсивной (стрессогенной) ситуации крестообразного лабиринта у контрольных животных, что предполагает в этом случае влияние ДЭАС не только через механизмы стресс-лимитирования (которые полностью не исключаются также и здесь), а непосредственно через поведенческие механизмы, обусловливающие развитие тревожности как поведенческого проявления у животных.
Показано, что лимитирующий стресс-реактивность и анксиолитический эффекты ДЭАС опосредованы ц-опиоидным механизмом и носят пролонгированный характер.
Обнаружено, что лимитирующий стресс-реактивность эффект ДЭАС, носящий адаптивно-протективную направленность, реализуется двумя путями при многократно повторяющемся воздействии: а) центрально - с вовлечением АКТГ и, видимо, Ц-опиоидных рецепторов; б) через периферическую компоненту регуляции, минуя АКТГ, - ДЭАС, непосредственно на периферии, может активировать 11Р -оксистероиддегидрогеназу, способствуя превращению кортикостерона в 11-дегид-рокортикостерон, что проявляется, судя по уровню кортикостерона, как лимитирующий стресс-реактивность эффект.
Показан тиреоидстимулирующий эффект ДЭАС (по уровню общего тироксина) при остром стрессорном воздействии у самцов крыс.
Установлен “феномен двойственности” ц-опиоидно-го механизма ДЭАС-зависимой регуляции физиологических функций, состоящий из наличия двух вариантов реализации этого механизма: а) немедленного (срочного), проявляющегося при остром стрессе, - в отношении тиреоидактивирующего эффекта ДЭАС, а также его влияния на поведенческие показатели (тревожность) у животных; б) постепенно индуцируемого - для лимитирующего стресс-реактивность эффекта ДЭАС.
Поскольку выявленные эффекты ДЭАС реализуются через 4, 28 ч (анксиолитические) и через 1, 2, 3, 4, 6 сут (лимитирующий стресс-реактивность или тиреои-
Таблица
1х (жертвы) самцов мышей
Параметры поведения Контрольные Субмиссивные (жертвы)
Физ. р. ДЭАС Н+ДЭАС Физ. р. ДЭАС Н+ДЭАС
Время в открытых рукавах, % 3,2± 1,1 13,3± 2,9** 2,0± 1,2++ 0,8± 0,6 5,1± 2,3# 0,5± 0,2
Время в центре, % 29,6± 4,8 38,4± 5,6 30,9± 6,7 17,7± 3,0# 34,4± 7,1* 15,0± 3,4+
Время в закрытых рукавах, % 67,2± 5,4 48,3± 6,5* 67,1± 6,6 81,5± 3,1# 60,4± 8,4* 84,5± 3,5+
Входы в открытые рукава, % 7,9± 2,4 19,0± 2,4** 9,0± 3,6+ 1,8± 1,2# 9,2± 3,1* 3,7± 2,0
Входы в центр, % 50,0± 0,4 50,2± 0,4 50,7± 0,7 50,6± 0,6 50,5± 0,6 50,2± 1,2
Входы в закрытые рукава, % 42,1± 2,4 30,8± 2,1** 40,3± 3,5+ 47,6± 1,3 40,3± 3,3 46,1± 3,0
Общее число входов/выходов 8,6± 1,3 14,3+1,4*** 6,5± 0,9+++ 4,4± 0,9# 7,2± 1,0 4,5± 0,8
Число переходов 2,8± 1,0 4,1± 1,0 1,9± 0,5+ 1,6± 0,6 1,6± 0,4 1,9± 0,5
Число заглядываний 4,1± 0,9 7,0± 1,4 3,4± 1,0 1,1± 0,4## 2,5± 0,8 1,4± 0,5
Примечание. Физ. р. - физиологический раствор, Н - налтрексон; #-р<0,05; ##-р<0,01 по сравнению с контрольными животными с введением физиологического раствора; * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 по сравнению с введением физиологического раствора у соответствующей группы животных; + -р<0,05; ++-р<0,01; +++ -р<0,001 по сравнению с введением ДЭАС у соответствующей группы животных.
дактивирующий) после введения препарата животным, то эти эффекты следует расценивать как предупреждающие, предотвращающие развитие тревожности или стрессорного процесса, а также укрепляющие защитные (калоригенный, 11Р-дегидрокортикостероновый) механизмы организма, то есть протективные.
Установлена биологическая значимость СЗКН и сек-ретируемых ею андрогенов - ДЭА и ДЭАС, - которая, по полученным нами результатам и с учетом литературных данных, состоит в их стресс-лимитирующем влиянии на организм и обеспечении, таким образом, стрессо-устойчивости организма при хронических воздействиях, в предотвращении дизадаптивных явлений и, одновременно, в предупреждении развития стресс- индуцируемых тяжелых патологий (психоэмоциональной и иммунной депрессий, онкогенеза, сердечно-сосудистых нарушений и др.).
PROTECTIVE DEHYDROEPIANDROSTERONE SULFATE EFFECTS: DUALITY OF ц-OPIOID MECHA- NISM
T.A. Obut, M.V. Ovsyukova
The dehydroepiandrosterone sulfate (DHEAS) effect on stress reactivity in rats and provoked 20-days intermale agonis- 4. tic confrontation anxiety in mice has been investigated in male animals. It was discovered that DHEAS (30 mg/kg) injected for 4 hours or 1-6 days beforehand induced the following effects: 5.
stress reactivity limited, thyroid activated and anxiolytic that indicated the prolongated protective drug influence. The injection 6.
of naltrexone (0,10-0,25 mg/kg) being antagonist of the opioid receptors for 20 minutes before DHEAS in doses selectively blocks ц-opioid receptors prevented the manifestation of enu- 7.
merated DHEAS effects that fact indicated to the ц-opioid mechanism. It was determined that the induction of the stress-reacti-vity limiting ц-opioid mechanism requires a prolonged time (here for 19 days of stress induction), but single stress induction was enough for the thyroid activated and anxiolytic mechanisms. The ц-opioid mechanism duality realizes in the regulation of different organism functions. Our investigations allowed to propose the biological significance of adrenal androgens and in particular ц-opioid mechanism of DHEAS effects in organism.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кудрявцева Н.Н. Агонистическое поведение: модель, эксперимент, перспективы / Н.Н. Кудрявцева // Рос. фи-зиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1999. Т. 85. № 1. С. 61-83.
2. Кудрявцева Н.Н. Применение теста “перегородка” в поведенческих и фармакологических экспериментах /
Н.Н. Кудрявцева//Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2002. Т. 88. №1. С. 90-105.
Лишманов Ю.Б. Опиоидные нейропептиды, стресс и адаптационная защита сердца / Ю.Б. Лишманов, Л.Н. Маслов. Томск, 1994. 352 с.
Обут Т.А. Андроген-зависимая адаптационная реакция организма при хронических стрессовых воздействиях / Т.А. Обут // Бюл. СО РАМН. 1994. № 2. С. 62-68.
Пат. № 2142802 (РФ) Гипотензивное средство / Т.А. Обут, Е.Т. Обут, А.Л. Маркель // 1999.
Покровский Б.В. Половые гормоны / Б.П. Покровский // Биохимия гормонов и гормональной регуляции. Москва, 1976. С. 246-299.
Принцип доминанты в индивидуальном развитии и в детерминации особенностей преобразования гомеостаза и надежности в различные возрастные периоды / И.А. Аршавский, М.Г. Немец, Э.З. Робинович и др. // Надежность и гомеостаз биологических систем. Киев, 1987. С. 112-123.
Старкова Н.Т. Клиническая эндокринология / Н.Т. Старкова. Москва, 1983. 288 с.
Activation of 11 beta-hydroxysteroid dehydrogenase by dehydroepiandrosterone sulfate as an anti-hypertensive agent in spontaneously hypertensive rats / M. Homma, T. Onode-ra, M. Hirabatake et al. // J. Pharm. Pharmacol. 1998. Vol. 50. P. 1139-1145.
).
Anti-stress effects of dehydroepiandrostero-ne. Protection of rats against repeated immobilization, stress-induced weight loss, glucocorticoid receptor production, and lipid peroxidation / Y. Hu, A. Carbounel, E. Gursoy et al. // Biochem. Pharmacol. 2000. Vol. 59. P. 753-762.
Bergeron R. Potentiation of neural NMDA response induced by dehydroepiandrostero-ne and its suppression by progesterone: effects mediated via sigma receptors / R. Bergeron, C. Demontingny, G. Debonnel // J. Neurosci. 1996. Vol. 16. P. 1193-1202.
ЦЕНТРАЛЬНЫЕ НЕЙРОТРОПНЫЕ И ПСИХОТРОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ
Улучшение памяти, мышления, когнитивности Стресс-лимитирующий, анксиолитический эффекты Гипотензивный, ГАМКергический, ц- и ст-опиоидные эффекты Блокада кальциевых каналов
Сетчатая зона
ДЕГИДРОЭПИАНДРОСТЕРОН И ДЕГИДРОЭПИАНДРОСТЕРОН-СУЛЬФАТ
копы надпочечников
Активация анаболических процессов: восстановительных, пластических Неиммунная защита: повышение неспецифической резистентности, антионкогенный, гипотензивный, антиатерогенный эффекты Антииммунодепрессивный эффект: антионкогенная, противоинфекционная защита Кальцийудерживающий эффект
Рис. 7. Схема биологической значимости СЗКН и ее андрогенов ДЭА и ДЭАС, обеспечивающих устойчивость организма к стрессорным воздействиям и стресс-индуцируемым патологиям
12. Cover P.O. Effects of selective opioid-receptor blockade on the hypothalamo-pituitary-adrenocortical responses to surgical trauma in the rat / P.O. Cover, J.C. Buckingham // J. Endocrinol. 1989. Vol. 121. P. 213-220.
13. Dehydroepiandrosterone and structural analogs: a new class of cancer chemopreventive agents / A.G. Schwartz, J.M. Whitcomb, J.W. Nyce et al. // Adv. Canc. Res. 1988. Vol. 51. P. 391-423.
14. File S. Animal models for predicting clinical afficacy of anxiolytic drugs: social behavior / S. File // Neuropsychobiology. 1985. Vol. 13. № 1. P. 55-62.
15. Gordon G.B. Reduction of atherosclerosis by administration of dehydroepiandrosterone - a study in the hypercholes-terolemic New-Zeland white rabbit with aortic intimal injury / G.B. Gordon, D.E. Bush, H.F. Weisman // J. Clin. Invest. 1988. Vol. 82. P. 712-721.
16. Inflammatory and hormonal measures predict neuropsychological functioning in systemic lupus erythematosus and rheumatoid arthritis patients / E. Kozora, M. Laudenslager, A. Lemieux et al. // J. Int. Neuropsychol. Soc. 2001. Vol. 7. P. 745-754.
17. Janssens C.J. Chronic stress increases the opioid-mediated inhibition of the pituitary-adrenocortical response to acute stress in pigs / C.J. Janssens, F.A. Helmond, L.W. Loyens // Endocrinology. 1995. Vol. 136. P. 1468-1473.
18. Lack of effect of exercise training on dehydroepiandrostero-ne-sulfate / R.V. Milani, C.J. Lavie, R.W. Barbee et al. // Amer. J. Med. Sci. 1995. Vol. 310. P. 242-246.
19. Lister R.G. The use of plus-maze to measure anxiety in the mouse / R.G. Lister // Psychopharmacol. 1987. Vol. 92. P. 180-185.
20. Loria R.MAntiglucocorticoid function of androstenediol / R.M. Loria//Psychoneuroendocrinol. 1997. Vol. 22. Suppl.
1. P. S121-S124.
21. Reciprocal changes in plasma corticosterone and testosterone in stressed male rats maintained in a visible burrow system: evidence for a mediating role of testicular 11 beta-hyd-roxysteroid dehydrogenase / C. Monder, R.R. Sakai, Y. Mi-roff et al. // Endocrinology. 1994. Vol. 134. P. 1193-1198.
22. Reddy D.S. Differential anxiolitic effects of neurosteroids in the mirrored chamber behavior test in mice / D.S. Reddy, S.K. Kulkarni // Brain Res. 1997. Vol. 752. P. 61-71.
23. Role of endogenous opioid system in the regulation of the stress response / G. Drolet, E. Dumont, I. Gosselin et al. // Prog. Neuro-Psychopharmacol. Psychat. 2001. Vol. 25. P. 729-741.
24. SecklJ.R. 11beta-Hydroxysteroid dehydrogenase in the brain: a novel regulator of glucocorticoid action? / J.R. Seckl // Front Neuroendocrinol. 1997. Vol. 18. P. 49-99.
25. Tseng J.Dehydroepiandrosterone regulates immunoglobulin A production of murine B lymphocytes / J. Tseng, C.-J. Liou//Int. J. Immunotherap. 1994. Vol. 10. P. 95-101.
26. Type A behaviour pattern (TABP) and dehydroepiandroste-rone-sulfate (DHEAS) / M. Fava, P. Halperin, A. Littman et al. //Neuroendocrinol. Lett. 1988. Vol. 10. P. 119-124.
27. WolfO.T. Actions of dehydroepiandrosterone and its sulfate in the central nervous system: effect on cognition and emotion in animals and humans / O.T. Wolf, C. Kirschbaum // Brain Res. Rev. 1999. Vol. 30. P. 264-288.
