CC BY
41
ЭФФЕКТЫ ВНУТРИЖЕЛУДОЧКОВОГО ВВЕДЕНИЯ ОРЕКСИНА И ЕГО АНТАГОНИСТА НА ПОДКРЕПЛЯЮЩИЕ СВОЙСТВА ПСИХОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
УДК 616-092.9+612.82
© П. Д. Шабанов, А. А. Лебедев, А. И. Морозов, Р. О. Роик
ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины», Санкт-Петербург
Ключевые слова:_
фенамин; фенциклидин; тримеперидин; рецепторы ОХЩ; орексин; SB-408124; подкрепление; самостимуляция; крысы.
Резюме_
Крысам-самцам Вистар вживляли биполярные электроды в латеральный гипоталамус для изучения реакции самостимуляции в камере Скиннера и микроканюли в правый боковой желудочек для изучения центральных эффектов действия орексина (5 мкг в 5 мкл на инъекцию) на подкрепляющие свойства фармакологических веществ. Исследования показали, что при внутрибрюшинном введении непрямой адреномиметик фенамин (1 мг/кг в/бр) на 49,5 %, антагонист NMDA-рецепторов фенциклидин (3 мг/кг) на 64,2 %, агонист опиоидныхрецепторов тримеперидин (3мг/кг) на 51,8 %, антагонистD2-рецепторов дофамина сульпирид в малой дозе (5 мг/кг) на 12,3 % повышали частоту нажатий педали в камере Скиннера (т. е. число нажатий педали за 10 мин) при регистрации реакции самостимуляции латерального гипоталамуса. В то же время сулпирид в большой дозе (20 мг/кг) на 49,3 % снижал частоту реакции самостимуляции и на 38 % повышал пороги реакции самостимуляции. Орексин, антагонист ОХЩ рецепторов SB-408124 и комбинация антагониста с орексином при внутрижелудочковом введении также не меняли основных показателей реакции самостимуляции. На фоне блокады ОХЩ антагонистом SB-408124 (1 мкг в/ж) фенамин, фенциклидин и тримепе-ридин снижали свое активирующее действие на реакцию самостимуляции. Сулпирид в низкой (5 мг/кг в/бр) дозе, которая не вызывает подавления реакции самостимуляции, на фоне блокады ОХЩ-антагонистом SB-408124 (1 мкг в/ж) блокировал активирующее действие фенамина, фенциклидина и тримеперидина. Полученные данные позволяют сделать выводы, что 1) рецепторы ОХЩ участвуют в подкрепляющих эффектах разных по механизму психотропных веществ (непрямой адреномиметик, антагонист NMDA-рецепторов, опиоидный агонист) и что 2) блокада D2-рецепторов дофамина потенцирует действие антагониста ОХЩ рецепторов SB-408124.
Посылкой для выполнения настоящей работы послужили данные о возможном вовлечении рецепторов орексина 1-го типа (ОХ^), локализованных в структурах расширенной миндалины головного мозга, в механизмы подкрепления и за-
висимости от аддиктивных средств. Системе расширенной миндалины (центральное ядро миндалины, прилежащее ядро, ядра шва конечной полоски, безымянная субстанция) принадлежит координирующая роль в формировании эмоциональных, обусловленных стрессом реакций, основными медиаторами в ней рассматриваются дофамин, глу-тамат, а также ряд нейроактивных пептидов (CRF, орексины, грелин, нейрокинины и др.) [2, 3, 16]. Структурно система расширенной миндалины состоит из стриатоподобных ГАМК-ергических клеток и содержит большое количество кортиколиберина (кортикотропин-рилизинг-гормона, или CRF) и чувствительных к нему рецепторов. Она рассматривается как основа экстрагипоталамической системы CRF, влияя на стресс-зависимое поведение, инициируя эмоционально-мотивированные ответы и опосредуя анксиогенные эффекты CRF [6, 16]. Исследованиями последних лет доказана высокая плотность OX1R в структурах расширенной миндалины [11].
Нейропептиды гипоталамуса орексины (наряду с другими нейропептидами) участвуют в механизмах подкрепления и пищевого поведения. Показано также участие орексинов в механизмах пробуждения (arousal) и поддержания уровня бодрствования [10]. Нейропептиды головного мозга орексин А и орексин В (или гипокретин-1 и гипокретин-2 соответственно) образуются исключительно в гипоталамусе и действуют по типу нейромедиаторов на два связанных с G-белком рецептора, получивших название рецепторов орексина 1-го и 2-го типов (OX1R и OX2R) [17]. При этом найдено, что механизмы пробуждения и регуляции уровня бодрствования в большей степени связаны с активацией OX2R, в то время как регуляция системы положительного подкрепления — с активацией OX1R [8, 9, 20]. Это дает возможность для разработки фармакологических средств, избирательно вовлекающих OX1R- или OX2R-подтипы рецепторов орексинов для лечения аддикции и расстройств сна соответственно [11].
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Выбор животных. Опыты выполнены на 49 крысах-самцах Вистар массой 200-220 г, полученных из питомника Рапполово РАМН (Ленинградская
область). Температура воздуха поддерживалась в пределах 20-22 °С, относительная влажность — 50-70 %. Животных содержали при свободном доступе к воде и пище в условиях инвертированного света (8.00-20.00). Все опыты проведены в осенне-зимний период.
Вживление электродов и канюль в мозг крысам проводили под нембуталовым наркозом (50 мг/кг) с использованием стереотаксического прибора фирмы «Medюor», Венгрия. Билатерально в латеральное гипоталамическое ядро вживляли нихромовые монополярные электроды в стеклянной изоляции (диаметр электрода — 0,25 мм, длина оголенного кончика — 0,25-0,30 мм, его толщина — 0,12 мм) по следующим координатам: АР = 2,5 мм назад от брегмы, SD = 2,0 мм латерально от сагиттального шва, Н = 8,4 мм от поверхности черепа [4]. Индифферентный электрод из нихромовой проволоки закрепляли на черепе животного. Все электроды коммутировались на микроразъеме, который фиксировался на черепе самотвердеющей пластмассой.
Металлические направляющие канюли из нержавеющей стали диаметром 0,2 мм вживляли униполярно в правое центральное ядро миндалины одновременно с гипоталамическими электродами по следующим координатам: АР = 2,8 мм назад от брегмы, SD = 3,9 мм латерально от сагиттального шва, Н = 8,2 мм от поверхности черепа, либо в правое ядро ложа конечной полоски по координатам: АР = 0,5 мм назад от брегмы, SD = 1,5 мм латерально от сагиттального шва, Н = 6,7 мм от поверхности черепа согласно атласу [4, 5]. Канюли фиксировали на черепе животного самотвердеющей пластмассой и после операции закрывали специальным колпачком, который временно снимали для введения веществ в структуру мозга. При внутриструктурном введении веществ в направляющие вставляли металлические микроканюли диаметром 100 мкм, кончик которых был на 0,2 мм длиннее направляющей.
Поведенческие эксперименты начинали не ранее 10 дней после операции. По окончании всех опытов производили морфологический контроль локализации кончиков электродов на серии фронтальных срезов мозга, которые окрашивали по методу Нис-сля, предварительно производили коагуляцию через вживленные электроды током силой 1 мА в течение 30 с.
Методы самораздражения. Для воспроизведения самораздражения мозга у крыс использовали классический вариант изучения самостимуляции мозга в виде педальной самостимуляции в камере Скиннера. Через 10 дней после вживления электродов в мозг крыс обучали нажимать на педаль в камере Скиннера для получения электрического раздражения мозга (прямоугольные импульсы отрицательной полярности длительностью 1 мс с частотой 100 Гц в течение 0,4 с с пороговыми значениями тока в режиме «фиксированных пачек» — FR1). Для повторного раздражения животное было
вынуждено вновь нажимать на педаль. Анализировали частоту (за 10 мин) и пороги реакции самостимуляции. Фармакологические препараты вводили на 3-й день эксперимента после стабилизации реакции [4].
Порог возникновения реакций нажатия на педаль подбирали индивидуально для каждого животного. После определения значений силы тока, когда наблюдаются первые изменения в поведении животного, производили ступенчатое повышение тока с шагом 5 мкА. В камере Скиннера подавали ток в навязанном режиме (серии прямоугольных импульсов отрицательной полярности длительностью 1 мс с частотой 100 Гц в течение 0,4 с интервалами между сериями импульсов 0,5 с) нарастающими порциями (priming stimulation) с интервалом 30 с длительностью по 5 с до появления стойких нажатий педали. Процедуру поиска пороговых значений силы тока повторяли 2 раза. Затем повышали силу тока на 10 % от пороговых значений, когда наблюдали выраженную реакцию самостимуляции, и снижали ток порциями (шаг 5 мкА длительностью 30 с) до появления отказа от нажатий педали. Процедуру поиска пороговых значений силы тока также повторяли 2 раза. При совпадении значений силы тока, полученных с использованием нарастающего и снижающего режимов, его считали порогом реакции самостимуляции. Затем производили вну-триструктурную микроинъекцию препарата и через 15-20 мин повторно производили поиск порога реакции самостимуляции.
Для нейрофармакологического анализа использовали психомоторный стимулятор фенамин (1 мг/кг), антагонист NMDA-рецепторов фенцикли-дин (3 мг/кг), агонист опиоидных рецепторов три-меперидин (3 мг/кг) и антагонист Dj-рецепторов дофамина сульпирид (5 мг/кг), которые вводили внутрибрюшинно за 30 мин до тестирования реакции самостимуляции (после определения фоновых ее значений). Орексин А и антагонист рецепторов орексина OX1R SB-408124 (Sigma, США), разведенные в диметилсульфоксиде (ДМСО), вводили внутриструктурно в ядро ложа конечной полоски, центральное ядро миндалины, медиальный отдел прилежащего ядра и системно в правый боковой желудочек через вживленную в эти мозговые структуры канюлю. Орексин А и SB-408124 (1 мкг) вводили в объеме 1 мкл с помощью микроинъектора СМА-100 (Швеция) в течение 30 с за 15-20 мин до тестирования после определения исходных значений самораздражения латерального гипоталамуса. Учитывая хронический характер эксперимента (продолжительность опыта в среднем 30-40 дней для каждой крысы), фармакологические агенты вводили через канюли каждому животному повторно с интервалом не менее 5 дней между введениями таким образом, что одна прооперированная крыса получала одно и то же фармакологическое вещество 3-4 раза. Каждый раз перед введением вещества определяли
фоновые значения реакции самостимуляции, которые квалифицировали как контрольные значения для данного опыта. Учитывали общее число опытов (их было 10-12 для каждого вещества), а не только число исследованных животных.
Статистическая обработка результатов. Выборка для каждого вещества составила не менее 10-12 опытов. Для статистической обработки полученных количественных данных и построения графиков применяли пакеты программ GraphPadPrizm v.5, SPSS SigmaStat 3.0 и Minitab 14. Для оценки соответствия распределений случайных величин применяли критерий нормальности Колмогорова-Смирнова. Для сравнения контрольной и экспериментальных групп использовали непараметрический критерий Вилкоксона для парных сравнений.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Крысам-самцам Вистар вживляли биполярные электроды в латеральный гипоталамус для изучения реакции самостимуляции в камере Скиннера и микроканюли в правый боковой желудочек для изучения центральных эффектов действия орексина (5 мкл на инъекцию) на подкрепляющие свойства фармакологических веществ. Исследования показали, что при системном введении фенамин (1 мг/кг в/бр) на 49,5 %, фенциклидин (3 мг/кг) на 64,2 %, триме-перидин (3 мг/кг) на 51,8 %, сульпирид в малой дозе (5 мг/кг) на 12,3 % повышали частоту нажатий педа-
ли в камере Скиннера (т. е. число нажатий педали за 10 мин) при регистрации реакции самостимуляции латерального гипоталамуса. В то же время сул-пирид в большой дозе (20 мг/кг) на 49,3 % снижал частоту реакции самостимуляции и на 38 % повышал пороги реакции самостимуляции (табл. 1).
В дальнейших исследованиях мы использовали только низкую дозу сульпирида, не вызывающего снижения реакции самостимуляции и блокады психоактивирующего действия фенамина. Параллельно изменялись и пороги реакции самостимуляции. Например, в случае введения фенамина 1 мг/кг пороги снижались с 143,2 ± 14,4 в контроле до 115,0± 19,4 мкА после инъекции препарата (р < 0,05), в случае введения фенциклидина (3 мг/кг) — с 82,9 ± 9,1 в контроле до 61,6 ± 8,3 мкА после инъекции препарата (р < 0,05), а при применении тримеперидина (3 мг/кг) — с 60 ± 4,9 в контроле до 50 ± 3,1 мкА после применения препаратов (р < 0,05).
Напротив, орексин (1 мкг в/ж) достоверно не менял основных показателей при регистрации реакции самостимуляции в камере Скиннера (как числа нажатий на педаль, так и порогов реакции самостимуляции). При этом антагонист ОХ^ SB-408124 (1 мкг в/ж) и его комбинация с орексином (1 мкг в/ж) при внутрижелудочковом введении также достоверно не меняли основных показателей реакции самостимуляции в камере Скиннера (как числа нажатий на педаль, так и порогов самостимуляции).
На фоне блокады ОХ^ антагонистом SB-408124 (1 мкг в/ж) фенамин снижал свое психоактивирую-щее действие с +49,5 до +12,2 % по частоте са-
Вещество, доза Число нажатий на педаль за 10 мин Пороги самостимуляции (мкА)
до введения после введения до введения после введения
Орексин 1 мкг, в/ж 134,8 ± 19,5 100 % 127,2 ± 23,5 94,4 % 65,3 ± 12,4 100 % 70,4 ± 8,2 107,8 ± 8,5 %
8В-408124 1 мкг, в/ж 139,4 ± 29,1 100 % 138,5 ± 21,3 99,3 % 108,1 ± 15,5 100 % 105,7 ± 10,8 99,8 %
8В-408124 1 мкг, в/ж + Орексин 1 мкг, в/ж 137,0 ± 19,2 100 % 138,2 ± 23,8 100,9 % 123,3 ± 12,4 100 % 126,5 ± 20,3 102,6 %
Фенамин 1 мг/кг в/бр 144,6 ± 22,4 100 % 216,2 ± 20,4* 149,5 % 143,2 ± 14,4 100 % 115,0 ± 19,4* 80,3 %
Сульпирид 20 мг/кг в/бр 165,3 ± 8,8 100 % 97,1 ± 13,3* 58,7 % 89,4 ± 8,1 100 % 123,4 ± 8,5* 138 %
Фенамин 1 мг/кг в/бр + Сульпирид 20 мг/кг в/бр 135,4 ± 7,3 100 % 140,6 ± 21,3 103,8 % 122,5 ± 9,1 100 % 128,6 ± 8,3 105 %
Сульпирид 5 мг/кг, в/бр 175,9 ± 7,8 100 % 197,6 ± 21,3 112,3 % 92,4 ± 9,1 100 % 103,6 ± 8,3 112,1 %
Фенамин 1 мг/кг в/бр + Сульпирид 5 мг/кг в/бр 220,4 ± 11,9 100 % 326,5 ± 21,3* 148,1 % 63,9 ± 9,1 100 % 57,6 ± 8,3 90,1 %
8В-408124 5 мкг в/ж + Фенамин 1 мг/кг в/бр 139,9 ± 9,5 100 % 157,0 ± 19,1* 112,2 % 118,8 ± 21,5 100 % 102,6 ± 10,5 86,4 %
8В-408124 1 мкг в/ж + Фенамин 1 мг/кг в/бр + Сульпирид 5 мг/кг в/бр 111,0 ± 10,3 100 % 115,0 ± 20,5 103,6 % 60,0 ± 6,2 100 % 58,0 ± 9,7 96,7 %
Введение в/бр — внутрибрюшинно, в/ж — в боковые желудочки мозга. * — р < 0,05; ** — р < 0,01 в сравнении с соответствующим контролем
■ Таблица 1. Действие фенамина, сульпирида и антагониста OX1R SB-408124, введенного в желудочки мозга, а также их комбинаций на реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс
■ Таблица 2. Действие фенциклидина, сульпирида и антагониста OX1R SB-408124, введенного в желудочки мозга, а также их комбинаций на реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс
Вещество, доза Число нажатий на педаль за 10 мин Пороги самостимуляции (мкА)
до введения после введения до введения после введения
Фенциклидин 3 мг/кг, в/бр 82,5 ± 11,9 100 % 135,5 ± 21,3** 164,2 % 82,9 ± 9,1 100 % 61,6 ± 8,3 74,3 %*
Сульпирид 5 мг/кг, в/бр 175,9 ± 7,8 100 % 197,6 ± 21,3 112,3 % 92,4 ± 9,1 100 % 103,6 ± 8,3 112,1 %
Фенциклидин 3 мг/кг, в/бр + Сульпирид 5 мг/кг, в/бр 80,0 ± 12,1 100 % 139,0 ± 25,2** 173,8 % 80,0 ± 10,2 100 % 60,0 ± 7,2* 75 %
8В-408124 1 мкг, в/ж + Фенциклидин 3 мг/кг, в/бр 84,0 ± 19,6 100 % 86,2 ± 11,1 102,6 % 60 ± 8,2 100 % 60 ± 9,49 100 %
SB-408124 1 мкг, в/ж + Фенциклидин 3 мг/кг, в/бр + Сульпирид 5 мг/кг, в/бр 85,0 ± 4,8 100 % 86,8 ± 12,3 101,9 % 60 ± 5,2 100 % 60 ± 9,49 100 %
* — р < 0,05; ** — р < 0,01 в сравнении с соответствующим контролем
мостимуляции, не влияя на пороги самостимуляции. Сульпирид (5 мг/кг в/бр) на фоне блокады ОХ^ антагонистом SB-408124 (5 мкг в/ж) блокировал психоактивирующее действие фенамина с +49,5 до +3,6 % (табл. 1). На фоне блокады ОХ^ антагонистом SB-408124 (1 мкг в/ж) фенциклидин (3 мг/кг в/бр) не проявлял своего активирующего действия на самостимуляцию как по частоте самостимуляции, так по порогам самостимуляции (табл. 2). Сульпирид (5 мг/кг в/бр) на фоне блокады ОХ^ антагонистом SB-408124 (1 мкг в/ж) также блокировал активирующее действие фенциклидина. На фоне блокады ОХ^ антагонистом SB-408124 (1 мкг в/ж) тримеперидин (3 мг/кг в/бр) снижал свое активирующее действие на самостимуляцию с +51,8 до +31,8 % по частоте самостимуляции, достоверно не влияя на пороги самостимуляции. Сульпирид в низкой дозе (5 мг/кг в/бр) на фоне блокады ОХ^ антагонистом SB-408124 (1 мкг в/ж) также снижал активирующее действие тримеперидина (3 мг/кг в/бр) с +51,8 до +6,2 %, проявляя тенденцию к потенцированию тормозного эффекта SB-408124 на самостимуляцию (табл. 3).
Таким образом, при системном введении фенамин, фенциклидин и тримеперидин неизменно повышали подкрепляющие свойства реакции самости-
муляции латерального гипоталамуса. Применение низкой дозы сульпирида (5, но не 20 мг/кг) не вызывало снижения фоновых значений реакции самостимуляции и не блокировало психоактивирующие свойства непрямого адреномиметика фенамина. Орексин также не менял основных показателей реакции самостимуляции. При этом антагонист ОХ^ SB-408124 и его комбинация с орексином при внутрижелудоч-ковом введении также достоверно не меняли основных показателей самостимуляции. На фоне блокады ОХ^ антагонистом SB-408124 (1 мкг в/ж) фенамин, фенциклидин и тримеперидин снижали свое активирующее действие на реакцию самостимуляции. Сульпирид в низкой (5 мг/кг в/бр) дозе, которая не вызывает подавления реакции самостимуляции, на фоне блокады ОХ^ антагонистом SB-408124 (1 мкг в/ж) блокировал активирующее действие фенамина, фенциклидина и тримеперидина.
ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Деятельность дофаминергической системы, как нейрохимической основы механизмов подкрепления, модулируется множеством факторов,
Вещество, доза Число нажатий на педаль за 10 мин Пороги самостимуляции (мкА)
до введения после введения до введения после введения
Тримеперидин 3 мг/кг, в/бр 251,0 ± 11,9 100 % 381,0 ± 31,1* 151,8 % 60 ± 4,9 100 % 50 ± 3,1* 83,3 %
Сульпирид 5 мг/кг, в/бр 175,9 ± 7,8 100 % 197,6 ± 21,3 112,3 % 92,4 ± 9,1 100 % 103,6 ± 8,3 111 %
Тримеперидин 3 мг/кг, в/бр + Сульпирид 5 мг/кг, в/бр 241,0 ± 13,2 100 % 348,0 ± 35,4* 144,4 % 60,0 ± 4,8 100 % 50,0 ± 5,1* 83,3 %
8В-408124 1 мкг, в/ж + Тримеперидин 3 мг/кг, в/бр 95,6 ± 6,4 100 % 126,0 ± 8,9** 131,8 % 60,0 100 % 56,0 ± 7,48 93,3 %
8В-408124 1 мкг, в/ж + Тримеперидин 3 мг/кг, в/бр + Сульпирид 5 мг/кг, в/бр 90,8 ± 10,2 100 % 96,4 ± 8,4 106,2 % 50,0 100 % 50,0 100 %
* — р < 0,05; ** — р < 0,01 в сравнении с соответствующим контролем
■ Таблица 3. Действие тримеперидина, сульпирида и антагониста OX1R рецепторов SB-408124, введенного в желудочки мозга, а также их комбинаций на реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс
в том числе пептидной природы [6]. Одним из наиболее перспективных направлений психофармакологии является поиск антиаддиктивных средств среди нейропептидов. Несмотря на сравнительно непродолжительное существование в организме, большинство пептидов, как правило, способны вызывать долговременные перестройки реактивности рецепторного аппарата синаптических мембран. С этим можно отчасти связать их фармакологический эффект, не только непосредственный, но и отсроченный. К числу перспективных нейропептидов, существующих в организме и оказывающих мощное фармакологическое действие при экзогенном введении, можно отнести орексины [7].
Исследованиями последних лет доказана высокая плотность OX1R в ряде мозговых структур, в частности в системе расширенной миндалины [11]. Стало очевидным, что нейропептиды гипоталамуса орексины (наряду с другими нейропептидами) участвуют в механизмах подкрепления и пищевого поведения. Показано также участие орексинов в механизмах пробуждения (arousal) и поддержания уровня бодрствования [10]. Нейропептиды головного мозга орексин А и орексин В (или гипокретин-1 и гипокретин-2 соответственно) образуются исключительно в гипоталамусе и действуют по типу ней-ромедиаторов на два связанных с G-белком рецептора, получивших название рецепторов орексина 1-го и 2-го типов (OX1R и OX2R) [18]. При этом обнаружено, что механизмы пробуждения и регуляции уровня бодрствования в большей степени связаны с активацией OX2R, в то время как регуляция системы положительного подкрепления — с активацией OX1R [8, 9, 20]. Это предполагает возможность разработки фармакологических средств, избирательно вовлекающих OX1R- или OX2R-подтипы рецепторов орексинов, для лечения аддикции и расстройств сна, соответственно [14].
Выше [19] была показана тормозная роль антагонистов OX1R в эффектах поведенческой сенсити-зации, условной реакции предпочтения места и реакции самовведения психостимуляторов. Авторы делают вывод, что орексин может усиливать работу нейронов вентральной области покрышки в ответ на подкрепляющие стимулы среды. По-видимому, орексины увеличивают побудительные мотиваци-онные свойства отмеченных стимулов и усиливают мотивацию в отношении их поиска [21].
В настоящей работе мы исследовали действие антагониста OX1R SB-408124 при введении в боковой желудочек на вызванную фенамином, фенци-клидином или тримеперидином активацию реакции самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс с целью исследовать участие системы орексинов головного мозга в подкрепляющих свойствах фармакологических веществ. Было показано, что фенамин, фенциклидин и тримеперидин неизменно повышали подкрепляющие свойства реакции самостимуляции латерального гипоталамуса. Орексин при введении
в боковой желудочек мозга не менял основных показателей реакции самостимуляции. Антагонист ОХ^ рецепторов 8В-408124 и их комбинация с орекси-ном при введении в боковой желудочек также достоверно не меняли основных показателей самостимуляции. На фоне блокады ОХ^ антагонистом 8В-408124 (1 мкг в/ж) фенамин, фенциклидин и три-меперидин снижали свое активирующее действие на реакцию самостимуляции. Сульпирид в низкой (5 мг/кг в/бр) дозе, которая не вызывает подавления реакции самостимуляции, на фоне блокады ОХ^ антагонистом 8В-408124 (1 мкг в/ж) полностью блокировал активирующее действие фенамина, фен-циклидина и тримеперидина. Полученные данные позволяют сделать выводы, что 1) рецепторы ОХ^ участвуют в подкрепляющих эффектах разных по механизму психотропных веществ (непрямой адрено-миметик, антагонист NMDA-рецепторов, опиоидный агонист) и что 2) блокада D2-рецепторов дофамина потенцирует действие антагониста ОХ^ рецепторов 8В-408124.
Что касается первого вывода, то следует учитывать универсальное расположение рецепторов орексина на исполнительных нейронах разной химической природы (дофамин-, глутамат- и опиоид-ергических), в этом смысле полученные данные ожидаемы. Это согласуется с рядом исследований действия орексина и его антагонистов на подкрепляющие свойства психостимуляторов. Так, орексин принимает участие в развитии локомоторной сен-ситизации и экспрессии (воспроизведении) условной реакции предпочтения места кокаина. Орексин также вызывает активацию реакции самовведения кокаина, если она наблюдается на фоне высокой мотивации (например, голода) или вовлекает стрес-сорные стимулы среды. Напротив, орексин не действует на реакцию самовведения кокаина в отсутствии этих стимулов. Сделан вывод, что орексин может специфично инициировать тягу к психостимуляторам, но не влияет на их способность вызывать положительные подкрепляющие эффекты [17]. Орексин также вовлекается и в формирование мотивации к аддиктивному средству в случае, когда для достижения подкрепления требуется большое число попыток, то есть, в режиме вероятностного подкрепления [15]. Показано, что системные или внутриструктурные введения антагониста ОХ^ 8В-334867 не действовали на самовведение кокаина в режиме фиксированного подкрепления (FR1), когда подкрепляется каждое нажатие педали [20]. Введение орексина в вентральную покрышку или желудочки мозга также не сопровождалось изменением самовведения кокаина в режиме FR1 [10, 12]. Считают, что орексин в большей степени вовлечен в формирование мотивации достижения стимулирующих аддиктивных средств во время самостимуляции. Так, системное введение 8В-334867 или его введение в вентральную область покрышки снижало подкрепляющие свойства кокаина в условиях про-
грессивного режима подкрепления, когда число нажатий педали за одно подкрепление током постоянно росло через определенные промежутки времени [12]. Напротив, введение орексина в вентральную область покрышки вызывало противоположный эффект [13]. Введение SB-334867 в вентральную область покрышки снижало, а введение орекси-на, напротив, увеличивало самовведение кокаина, когда животные имели непрерывный, в течение суток, доступ к педали в режиме обучения при подаче трех 10-минутных периодов в час, когда подавалась только одно введение вещества за период доступа [12, 13]. Эти данные указывают на преимущественное действие орексина на мотивационные компоненты подкрепления. Однако авторы не исключают влияния на эти явления циркадианных, или суточных, ритмов [14].
Таким образом, орексин может модулировать оценку стресса и вероятность достижения положительного подкрепления.
Второй вывод работы принципиально иной, а именно: блокада Dj-рецепторов дофамина суль-пиридом потенцирует действие антагониста OX1R рецепторов SB-408124 на подкрепление. Речь идет о полной блокаде подкрепляющих свойств разных наркогенов (фенамина, фенциклидина и тримеперидина) при сочетанном введении антагониста OX1R рецепторов SB-408124 с сульпиридом 5 мг/кг (но не 20 мг/кг). Этот феномен можно частично объяснить, исходя из представлений о совместной (или близкой) локализации обоих рецепторов на постсинаптической мембране и изменении конфигурации рецептора дофамина с мономерной конструкции на димерную, что показано в исследованиях на изолированных нейронах [1]. Перевод рецепторов дофамина в димерную конфигурацию позволяет обеспечивать феномен функционального агонизма в форме потенцирования при совместном использовании двух синергично действующих веществ. Однако результаты, полученные на изолированных нейронах, не всегда возможно легко перенести на весь организм, и это явление, без сомнения, требует дальнейшего изучения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Букинич А. А., Шабанов П. Д. Функциональное значение димерных (гетеромерных) рецепторов в ЦНС позвоночных. Обз. по клин. фармакол. и лек. терапии. 2015; 13 (1): 25-31.
2. Лебедев А. А. Механизмы срыва или возобновления потребления психоактивных средств / А. А. Лебедев, А. В. Любимов, П. Д. Шабанов. Обз. по клин. фармакол. и лек. терапии. 2011; 9 (4): 3-37.
3. Лебедев А. А. Участие нейропептида орексина А в механизмах подкрепления, активируемых психостимуляторами / А. А. Лебедев, Е. Г. Шумилов, А. А. Смирнов и др. Наркология. 2015; 2: 12-8.
4. Шабанов П. Д. Угнетение самостимуляции латерального гипоталамуса опиатами и опиоидами, вводимыми в центральное ядро миндалины / П. Д. Шабанов, А. А. Лебедев. Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 2011; 93 (2): 27-35.
5. Шабанов П. Д. Участие ГАМК- и дофаминергических механизмов ядра ложа конечной полоски в подкрепляющих эффектах психотропных средств, реализуемых через латеральный гипоталамус / П. Д. Шабанов, А. А. Лебедев. Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 2011; 97 (8): 804-13.
6. Шабанов П. Д. Участие прилежащего ядра в механизмах условного подкрепления у крыс / П. Д. Шабанов, А. А. Лебедев, М. В. Шевелева, Е. Г. Шумилов и др. Наркология. 2014; 7 (151): 52-9.
7. Шумилов Е. Г. Действие антагониста рецепторов орексина А SB-408124 в ядре ложа конечной полоски на вызванную фенамином активацию самостимуляции у крыс / Е. Г. Шумилов, А. А. Лебедев, Е. Р. Бычков и др. Обозр. психиатрии и мед. психологии им. В. М. Бехтерева. 2014; Прил: 202-3.
8. Akanmu M. A. Selective stimulation of orexin receptor type 2 promotes wakefulness in freely behaving rats. A. M. Akanmu, K. Honda. Brain Res. 2005; 1048: 138-45.
9. Aston-Jones G. Lateral hypothalamic orexin/ hypocretin neurons: A role in reward-seeking and addiction. G. As-ton-Jones, R. J. Smith, G. C. Sartor et al. Brain Research. 2010; 1314: 74-90.
10. Boutrel B. Addiction and arousal: The hypocretin connection. B. Boutrel L. De Lecea. Physiol. and Behav. 2008; 93: 947-51.
11. Gotter A. L. Orexin receptors as therapeutic drug targets. A. L. Gotter, A. J. Roecker, R. Hargreaves et al. Progr. Brain Res. 2012; 198: 48-56.
12. Espana R. A. The hypocretin-orexin system regulates cocaine self-administration via actions on the mesolimbic dopamine system. R. A. Espana, E. B. Oleson, J. L. Locke et al. Eur. Journal Neuroscience. 2010; 31: 336-48.
13. Espana R. A. Hypocretin-1/orexin A in the ventral teg-mental area enhances dopamine responses to cocaine and promotes cocaine self-administration. A. R. Espana, J. R. Melchior, D. C. Roberts et al. Psychopharmacology. 2011; 214: 415-26.
14. Estabrooke I. V. Fos expression in orexin neurons varies with behavioral state. I. V. Estabrooke, M. T. McCarthy, E. Ko et al. Journal Neuroscience. 2001; 21: 1656-62.
15. Hutcheson D. M. Orexin-1 receptor antagonist SB-334867 reduces the acquisition and expression of cocaine-conditioned reinforcement and the expression of amphetamine-conditioned reward. D. M. Hutcheson, D. Quarta, B. Hal-bout et al. Behav. Pharmacol. 2011; 22: 173-81.
16. Koob G. F. Dynamics of neuronal circuits in addiction: reward, antireward, and emotional memory. G. F. Koob. Pharmacopsychiatry. 2009; 42 (1): 32-41.
17. Mahler S. V. Multiple roles for orexin/hypocretin in addiction. S. V. Mahler, R. J. Smith, D. E. Moorman et al. Progr. Brain Res. 2012; 198: 76-121.
18. Mieda M. Orexin neurons function in an efferent pathway of a food-entrainable circadian oscillator in eliciting
food-anticipatory activity and wakefulness. M. Mieda, S. C. Williams, C. M. Sinton et al. J. Neurosci. 2004; 24: 10493-501.
19. Morgan H. J. Insights for developing pharmacological treatments for psychostimulant relapse targeting hy-pothalamic peptide systems. H. J. Morgan, W. Y. Jiann, A. G. Brett et al. Journal Addict. Res. Ther. 2012; S4: 21-31.
20. Smith R. J. Orexin/hypocretin-1-receptor antagonist reduces heroin self-administration and cue-induced heroin seeking. R. J. Smith, G. Aston-Jones. Eur. J. Neurosci. 2012; 35: 798-804.
21. Winrow C. J. Orexin receptor antagonism prevents transcriptional and behavioral plasticity resulting from stimulant exposure. C. J. Winrow, K. Q. Tanis, R. D. Reiss et al. Neuropharmacol. 2010; 58: 185-94.
EFFECTS OF INTRAVENTRICULAR ADMINISTRATION OF OREXIN AND ITS ANTAGONIST ON THE REINFORCING PROPERTIES OF PSYCHOACTIVE DRUGS
P. D. Shabanov, A. A. Lebedev, A. I. Morozov, R. O. Roik
♦ Abstract: Male Wistar rats were implanted bipolar electrodes into the lateral hypothalamus to study self-stimulation reaction in the Skinner box and microcannulas into the right lateral ventricle to study central effects of orexin (5 |ig in 5 |l for an injection) on the reinforcing properties of pharmacological drugs. Intraperitoneal administration of amphetamine (1 mg/kg), an indirect dopamine agonist was shown to increase self-stimulation of the lateral hypothalamus in the Skinner box (number of pedal pressings for 10 min) by 49.5 %, phencyclidine (3 mg/kg), an antagonist of NMDA receptors, by 64.2 %, trimeperidine (3 mg/kg), an agonist of opioid receptors, by 51.8 %, sulpiride (5 mg/kg, a small dose), an antagonist of D2-dopamine receptors, by 12.3 %. At the same time, sulpiride (20 mg/kg, a large dose) inhibited self-stimulation frequency by 38% and elevated thresholds of self-stimulation reaction. Orexin, SB-408124, an antagonist of OX1R receptors and their combination after intraventricular administration did not change self-stimulation indexes. On the background of blockade of OX1R receptors by SB-408124 (1 ig) amphetamine, phencyclidine and trimeperidine reduced their activating action on self-stimulation reaction. Sulpiride (5 mg/kg i. p., a dose not affecting self-stimulation reaction) blocked activating action of amphetamine, phencyclidine and trimeperidine after blockade OX1R receptors by SB-408124 (1 ig i. v.). The data obtained can suggest that 1) OX1R receptors participate in the reinforcing effects of psychotropic drugs different in their mechanism of action (indirect adrenomimetic, NMDA antagonist, opioid agonist) and 2) blockade of D2-dopamine receptors potentiate effect of SB-408124, an antagonist of OX1R receptors.
♦ Keywords: tranquilizers; tranquiridine; diazepam; mechanism of action; behavioral effects; monoamine turnover; ionic currents.
REFERENCES
1. Bukinich A. A., Shabanov P. D. Funktsional'noe znachenie dimernykh (geteromernykh) retseptorov v TsNS poz-vonochnykh [The functional role of the dimeric (hetero-meric) receptors in the Central nervous system of vertebrates]. Obz. po klin. farmakol. i lek. terapii. 2015; 13 (1): 25-31 (in Russian).
2. Lebedev A. A. Mekhanizmy sryva ili vozobnovleniya potre-bleniya psikhoaktivnykh sredstv [The mechanisms of failure, or the resumption of the consumption of psychoactive drugs] / A. A. Lebedev, A. V. Lyubimov, P. D. Shabanov. Obz. po klin. farmakol. i lek. terapii. 2011; 9 (4): 3-37 (in Russian).
3. Lebedev A. A. Uchastie neyropeptida oreksina A v me-khanizmakh podkrepleniya, aktiviruemykh psikhostimu-lyatorami [Involvement of neuropeptide orexin And in the mechanisms of reinforcement activated by psychostimulants] / A. A. Lebedev, E. G. Shumilov, A. A. Smirnov i dr. Narkologiya. 2015; 2: 12-8 (in Russian).
4. Shabanov P. D. Ugnetenie samostimulyatsii lateral'nogo gipotalamusa opiatami i opioidami, vvodimymi v tsentral'noe yadro mindaliny [Inhibition of self-stimulation of lateral hypothalamus of opiates and opioids, administered into the Central nucleus of the amygdala] / P. D. Shabanov, A. A. Lebedev. Ros. fiziol. zhurn. im. I. M. Sechenova. 2011; 93 (2): 27-35 (in Russian).
5. Shabanov P. D. Uchastie GAMK- i dofaminergicheskikh mekhanizmov yadra lozha konechnoy poloski v podkre-plyayushchikh effektakh psikhotropnykh sredstv, realizu-emykh cherez lateral'nyy gipotalamus [The participation of GABA - and dopaminergic mechanisms of the bed nucleus of the end bars in reinforcing effects of psychotropic drugs, carried out through the lateral hypothalamus] / P. D. Shabanov, A. A. Lebedev. Ros. fiziol. zhurn. im. I. M. Sechenova. 2011; 97 (8): 804-13 (in Russian).
6. Shabanov P. D. Uchastie prilezhashchego yadra v mekha-nizmakh uslovnogo podkrepleniya u krys [The involvement of the nucleus accumbens in the mechanisms of conditional reinforcement in rats] / P. D. Shabanov, A. A. Lebedev, M. V. Sheveleva, E. G. Shumilov i dr. Narkologiya. 2014; 7 (151): 52-9 (in Russian).
7. Shumilov E. G. Deystvie antagonista retseptorov oreksina A SB-408124 v yadre lozha konechnoy poloski na vyzvan-nuyu fenaminom aktivatsiyu samostimulyatsii u krys [The action of the receptor antagonist orexin And SB-408124 in the nucleus of the bed end of the strip on amphetamine-induced activation of self-stimulation in rats] / E. G. Shumilov, A. A. Lebedev, E. R. Bychkov i dr. Obozr. psikhiatrii i med. psik-hologii im. V. M. Bekhtereva. 2014; Pril: 202-3 (in Russian).
8. Akanmu M. A. Selective stimulation of orexin receptor type 2 promotes wakefulness in freely behaving rats. A. M. Akanmu, K. Honda. Brain Res. 2005; 1048: 138-45.
9. Aston-Jones G. Lateral hypothalamic orexin/ hypocretin neurons: A role in reward-seeking and addiction. G. As-ton-Jones, R. J. Smith, G. C. Sartor et al. Brain Research. 2010; 1314: 74-90.
10. Boutrel B. Addiction and arousal: The hypocretin connection. B. Boutrel L. De Lecea. Physiol. and Behav. 2008; 93: 947-51.
11. Gotter A. L. Orexin receptors as therapeutic drug targets. A. L. Gotter, A. J. Roecker, R. Hargreaves et al. Progr. Brain Res. 2012; 198: 48-56.
12. Espana R. A. The hypocretin-orexin system regulates cocaine self-administration via actions on the me-solimbic dopamine system. R. A. Espana, E. B. Oleson, J. L. Locke et al. Eur. Journal Neuroscience. 2010; 31: 336-48.
13. Espana R. A. Hypocretin-1/orexin A in the ventral teg-mental area enhances dopamine responses to cocaine and promotes cocaine self-administration. A. R. Espana, J. R. Melchior, D. C. Roberts et al. Psychopharmacology. 2011; 214: 415-26.
14. Estabrooke I. V. Fos expression in orexin neurons varies with behavioral state. I. V. Estabrooke, M. T. McCarthy, E. Ko et al. Journal Neuroscience. 2001; 21: 1656-62.
15. Hutcheson D. M. Orexin-1 receptor antagonist SB-334867 reduces the acquisition and expression of cocaine-conditioned reinforcement and the expression of amphetamine-conditioned reward. D. M. Hutcheson, D. Quarta, B. Hal-bout et al. Behav. Pharmacol. 2011; 22: 173-81.
♦ Информация об авторах
Шабанов Петр Дмитриевич — д. м. н., профессор, заведующий отделом нейрофармакологии им. С. В. Аничкова. ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины». 197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, д. 12. E-mail: [email protected].
Лебедев Андрей Андреевич — д. биол. н., профессор, ведущий научный сотрудник отдела нейрофармакологии им. С. В. Аничкова. ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины». 197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, д. 12. E-mail: [email protected].
Морозов Александр Иванович — аспирант отдела нейрофармакологии им. С. В. Аничкова. ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины». 197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, д. 12.
РоикРоман Олегович — к. м. н., старший научный сотрудник отдела нейрофармакологии им. С. В. Аничкова. ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины». 197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, д. 12. E-mail: [email protected].
36
16. Koob G. F. Dynamics of neuronal circuits in addiction: reward, antireward, and emotional memory. G. F. Koob. Pharmacopsychiatry. 2009; 42 (1): 32-41.
17. Mahler S. V. Multiple roles for orexin/hypocretin in addiction. S. V. Mahler, R. J. Smith, D. E. Moorman et al. Progr. Brain Res. 2012; 198: 76-121.
18. Mieda M. Orexin neurons function in an efferent pathway of a food-entrainable circadian oscillator in eliciting food-anticipatory activity and wakefulness. M. Mieda, S. C. Williams, C. M. Sinton et al. J. Neurosci. 2004; 24: 10493-501.
19. Morgan H. J. Insights for developing pharmacological treatments for psychostimulant relapse targeting hypothalamic peptide systems. H. J. Morgan, W. Y. Jiann, A. G. Brett et al. Journal Addict. Res. Ther. 2012; S4: 21-31.
20. Smith R. J. Orexin/hypocretin-1-receptor antagonist reduces heroin self-administration and cue-induced heroin seeking. R. J. Smith, G. Aston-Jones. Eur. J. Neurosci. 2012; 35: 798-804.
21. Winrow C. J. Orexin receptor antagonism prevents transcriptional and behavioral plasticity resulting from stimulant exposure. C. J. Winrow, K. Q. Tanis, R. D. Reiss et al. Neuropharmacol. 2010; 58: 185-94.
Shabanov Petr Dmitrievich — Dr. Med. Sci. (Pharmacology), Professor, Head, S. V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology. Institute of Experimental Medicine. 197376, St. Petersburg, Acad. Pavlov St., 12, Russia. E-mail: [email protected].
Lebedev Abdrey Andreevich — Dr. Biol. Sci. (Pharmacology), Professor, Leading Researcher, S. V. Anichkov Dept. of NeuroPharmacology. Institute of Experimental Medicine. 197376, St. Petersburg, Acad. Pavlov St., 12, Russia. E-mail: [email protected].
Morozov Alexandr Ivanovich — Post Graduate Student, S. V. Anichkov Department of NeuroPharmacology. Institute of Experimental Medicine. 197376, St. Petersburg, Acad. Pavlov St., 12, Russia.
RoikRoman Olegovich — PhD (Pharmacology), Senior Researcher, S. V. Anichkov Dept. of NeuroPharmacology. Institute of Experimental Medicine. 197376, St. Petersburg, Acad. Pavlov St., 12, Russia. E-mail: [email protected].
