CC BY
1016
УДК 612.8:612.017.1]:577.112.385.2 МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ АМИНОКИСЛОТЫ L-АРГИНИНА НА НЕРВНУЮ И ИММУННУЮ РЕГУЛЯТОРНЫЕ СИСТЕМЫ
© Северьянова Л.А., Бобынцев И.И.
Кафедра патофизиологии Курского государственного медицинского университета
В обзоре отражены современные представления о метаболизме L-аргинина в организме и представлены систематизированные данные о механизмах его влияния на нервную и иммунную системы. В частности, сделан подробный анализ действия аминокислоты и ее метаболита оксида азота на высшие функции мозга, болевую чувствительность и вызванное болью поведение, а также на механизмы иммунологической реактивности.
Ключевые слова: L-аргинин, оксид азота, нервная система, иммунитет, боль.
THE MECHANISMS OF THE AMINO ACID OF L-ARGININE EFFECTS ON THE NERVOUS AND
IMMUNE REGULATORY SYSTEMS Severyanova L.A., Bobyntsev I.I.
Pathophysiology Department of the Kursk State Medical University
The modern concept of L-arginine metabolism in human organism and the systematized information on the mechanisms of its effects on the nervous and immune systems are described in the present paper. In particular the detailed analysis of the amino acid and its metabolite nitric oxide action on the higher brain functions, pain sensitivity and pain-induced behavior as well as on the immune reactivity mechanisms was made.
Key words: L-arginine, nitric oxide, nervous system, immunity, pain.
МЕТАБОЛИЗМ Ь-АРГИНИНА В
ОРГАНИЗМЕ, ЕГО БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ПРОДУКТЫ
Большим достижением последних трех десятилетий в изучении нейрохимической анатомии мозга бесспорно является выяснение физиологической роли возбуждающих аминокислот - глутаминовой и аспарагиновой. В настоящее время достаточно хорошо изучено распределение глутамат- и аспарта-тергических нейронов в мозге, биосинтез и метаболизм возбуждающих аминокислот, механизмы их рецепции и участие в качестве медиаторов в передаче быстрого возбуждающего сигнала от одного нейрона к другому
[1]. Этими открытиями доказана перспективность изучения значения и других активных аминокислот, в частности Ь-аргинина. Следует подчеркнуть, что выяснение физиологической роли этой аминокислоты оказалось с самого начала очень тесно связанным с ее метаболитом - оксидом азота - N0 [26, 70].
Формирование представления о физиологической роли эндогенно продуцируемого оксида азота может быть датировано 80-ми
годами ХХ века, когда появились первые сообщения о том, что эта молекула играет важную роль в функциях иммунной, сердечнососудистой и нервной систем [2, 5, 6]. Установлено, что специфическим предшественником ее является Ь-аргинин [40, 57], который превращается в эквивалентные количества N0 и Ь-цитруллина под действием N0-синтазы. Было также показано существование 3-х димерных изоформ этого фермента [8]. Две формы являются конституитивными, так как для их активации не требуется синтез новых протеинов. Это - нейрональная изоформа ^0-синтаза и эндотелиальная - eN0-синтаза. Их обозначения отражают типы клеток, в которых эти изоформы изначально идентифицированы. Через их активацию продуцируются с коротким латентным периодом очень малые (пикомолярные) количества N0, который играет биомодуляторную роль, в частности, роль релаксирующего фактора для кровеносных сосудов, гастро-интестиналь-ного тракта, воздухоносных путей, а также признан важным нейрональным мессенджером в ЦНС.
Третья форма N0-синтазы обозначена как индуцибельная, так как ее активация индуцируется цитокинами и липополисахаридами бактерий, и для осуществления действия требуется несколько часов [98]. Эта изоформа связана с иммунологическими и инфекционными стимулами и обнаружена в макрофагах, нейтрофилах, эндотелии. Образование N0 активированными макрофагами подтверждает цитотоксическую и цитостатическую роль N0 в иммунной системе. Следует при этом отметить, что оксид азота может также генерироваться от неферментного взаимодействия аргинина и перекиси водорода [16].
В последние годы установлен еще один путь метаболизма Ь-аргинина в иммуноком-петентных клетках с участием двух изоформ аргиназы: аргиназы I и аргиназы II [22, 55]. При этом аргиназа I вызывает гидролиз аргинина с продукцией мочевины и Ь-орнитина, необходимого для синтеза полиаминов и контроля пролиферации клеток [18].
Таким образом, метаболизм Ь-аргинина определяется экспрессией соответствующих ферментов: индуцируемой N0-синтазы, синтез которой стимулируется цитокинами ТЬ1 (ИЛ-1, ФНОа, и у-интерферон), и аргиназами, индукция синтеза которых обеспечивается цитокинами ТЬ2 (ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13, а также трансформирующим фактором роста Р).
Эффекты Ь-аргинина на нервную систему стали интенсивно исследоваться в 80-х годах прошлого столетия и сразу же были связаны с внутриклеточной продукцией оксида азота -N0 [77]. Установлено, что триггерным механизмом процесса является действие распространенного в мозге возбуждающего медиатора глутамата [36]. Этот эффект, в частности, обнаружен при стимуляции глутаматом КМБА-рецепторов, обладающих высоким сродством к синтетической аминокислоте N метил-Б-аспартату [27]. Оказалось также, что продукция N0 в нейронах является НАДФ-зависимой [70]. Систематизация накопленных в литературе данных позволила представить продукцию и роль N0 в нервных клетках следующим образом [28, 33]. В результате действия глутамата на NMDA-рецепторы открываются кальциевые каналы и увеличивается внутриклеточной содержание ионов Са++ и их взаимодействие с кальмодулином, что приводит к активации фермента N0-
синтазы, катализирующего окисление Ь-аргинина до N0. Оксид азота, выделяясь из клетки диффузно, взаимодействует с соседними нейронами. В частности, взаимодействуя с атомом железа в активном центре фермента гуанилатциклазы, N0 вызывает кон-формационные его изменения и аллостериче-скую активацию, что приводит к продукции ц-ГМФ, являющегося, как известно, вторичным мессенджером. Описанные причинноследственные взаимодействия позволили авторам рассматривать, N0 как нетрадиционный медиатор [27]. Примером подобной роли служит его участие в механизме релакси-рующего действия ацетилхолина на гладкомышечные клетки сосудов: установлено, что ацетилхолин стимулирует продукцию N0 эндотелиальными клетками (релаксирующий фактор), который, в свою очередь, по описанному механизму стимулирует образование ц-ГМФ в гладких мышцах с последующей релаксацией [79].
В целом, в отличие от других нейротрансмиттеров, N0 является газообразным, способным к диффузии и очень реактивным. Он не может запасаться в пузырьках или подобных клеточных образованиях. Превращение Ь-аргинина в эквивалентные количества N0 и Ь-цитруллина включает 5-электронное окисление аминокислоты и является НАДФ-зависимым [70].
Таким образом, появились основания оценивать эффекты Ь-аргинина, используя в качестве маркеров активность N0-синтазы в нейронах и продукцию N0.
Несколько позже была показана двоякая роль Ь-аргинина в функциях ЦНС и, в частности, в формировании боли. Установлено, что малые дозы Ь-аргинина приводят к активации ^0-синтазы и альгическому эффекту. В то же время в больших дозах аминокислота активирует обладающую меньшей аффино-стью киоторфин-синтазу с образованием дипептида киоторфина (Ь-тирозин-Ь-аргинин), индуцирующего выделение мет-энкефалина и развитие анальгетического эффекта [50].
В целом, подводя итог анализа данных литературы о метаболизме Ь-аргинина в организме, следует подчеркнуть особо сигнальную функцию его метаболита N0 и его токсические свойства, используемые для защиты от инфекции [65].
ВЛИЯНИЕ Ь-АРГИНИНА НА БОЛЕВУЮ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ И ВЫЗВАННОЕ БОЛЬЮ ПОВЕДЕНИЕ
В многочисленных работах последнего десятилетия исследованы эффекты Ь-аргинина на боль и вызванное ею поведение. При этом на крысах и мышах использованы: модель с отдергиванием хвоста при электро-кожном и тепловом раздражении, тест "горячей пластины", модели нейропатической боли, вызванной сдавлением нервных стволов лигатурой, модели воспалительной гипераль-гезии, в том числе вызванной введением раствора формалина в подушечки лап, и некоторые другие модели. Кроме того, эффекты Ь-аргинина изучены при некоторых болевых синдромах у людей.
Следует отметить, что разнообразие путей введения Ь-аргинина и препаратов, влияющих на проявление его активности, позволило оценивать эффекты как на периферические, так и на центральные ноцицептивные механизмы. Так, все элементы реакции животного в тесте "отдергивания хвоста" могут быть разделены на две группы: проявления собственно болевого рефлекса - отдергивание хвоста, - замыкающегося на спинальном уровне, и проявления поведения, вызванного болью: вокализация, поворот головы, грызе-ние электродов. Последние расцениваются как эмоционально-аффективное поведение и осуществляются с участием супраспинальных структур [53].
На модели отдергивания хвоста при тепловом раздражении у крыс наблюдали дозозависимое облегчение рефлекса через 10 мин после введения №метил-Б-аспартата под оболочки спинного мозга в поясничном отделе, устраняемое предварительным введением антагониста КМБА-рецепторов (на протяжении 40 мин). Эффекты были одинаковыми по амплитуде ответа и продолжительности латентных периодов у бодрствующих крыс и крыс с легкой пентобарбиталовой анестезией, но при анестезии не было поведения грызе-ния и царапания хвоста. Локальный сегментарный эффект №метил-Б-аспартата блокировали введением под оболочки ингибиторов N0-синтазы. Отсутствие поведенческих эффектов у анестезированных крыс свидетельствует о супраспинальных механизмах их
развития [53]. Показано также, что вызванное КМБА облегчение термического болевого рефлекса результируется не только в увеличении синтеза эндогенного N0, но и в активации гуанилатциклазы в поясничном отделе спинного мозга [67, 68].
Активация спинальных КМБА-рецепторов с помощью внутриоболочечной перфузии КМБА стимулировала болевое поведение (царапание, кусание, вокализация) у свободно передвигающихся крыс через каскад глютамат-№0-ц-ГМФ, что было подтверждено определением N0-метаболитов и глю-тамата в цереброспинальной жидкости с использованием микродиализа и иммунофер-ментным измерением энзимов ц-ГМФ в задних рогах спинного мозга. Дополнительное подтверждение этого механизма болевого поведения изучено благодаря применению ингибиторов N0-синтазы и гуанилатциклазы
[51].
Внутрибрюшинное введение Ь-аргинина в высоких дозах (50 мг/кг веса) вызывало у крыс Вистар преходящее снижение латентных периодов в тесте отдергивания хвоста на тепловой стимул и усиление образования ко-продукта N0 из аргинина (цитруллин) в мозге. У животных, получавших ингибитор N0-синтазы, наблюдали прогрессивное увеличение времени латентных периодов, вызванное острой иммобилизацией. Подчеркивается модуляторная роль N0 в термоалгической чувствительности и вызванной стрессом анальгезии [82].
Также было получено новое доказательство модуляторной роли N0 в термоалгиче-ской чувствительности и вызванной стрессом анальгезии, поскольку внутрибрюшинное введение Ь-аргинина вызывало только в высоких дозах (50 мг/кг) небольшое преходящее снижение латентных периодов у крыс в тесте отдергивания хвоста на термоалгические стимулы, но без значительных изменений анальгезии, вызванной стрессом удерживания: блокатор N0-синтазы вызвал прогрессивное увеличение латентных периодов [82].
Большой интерес для выяснения механизмов эффектов Ь-аргинина на ноцицептив-ный процесс при тепловом раздражении представляют результаты исследования эффектов введения в мозговые желудочки мышей Ь-аргинина (10-100 мкг на мышь), анта-
гонистов киоторфиновых рецепторов, ингибиторов N0-синтазы или гуанилатциклазы перед выполнением теста отдергивания хвоста. На основании полученных данных установлено, что Ь-аргинин играет двоякую роль в ноцицептивном процессе в мозге, будучи антиноцицептивным в пути киоторфин-мет-энкефалин и ноцицептивным через путь N0-ц-ГМФ [50].
Роль Ь-аргинина в поддержании уровня термоалгической чувствительности подтверждается данными, полученными с применением метода "горячей пластины". Установлено, что внутрибрюшинное введение ингибитора N0-синтазы в тесте горячей пластины у мышей вызывало дозозависимую антиноци-цепцию, не устраняемую налоксоном [103].
Весьма успешные исследования роли Ь-аргинина в механизмах ноцицепции выполнены на моделях нейропатической боли. При этом использован метод наложения тугой лигатуры на седалищный нерв. На этой модели у крыс наблюдали развитие термической ги-перальгезии на 3-й день после операции. Введение под оболочки субстрата для N0-синтазы или ингибитора гуанилатциклазы блокировало развитие гиперальгезии, но не изменяло болевую чувствительность при ложной операции. Поддерживаемая продукция N0 и последующая активация растворимой гуанилатциклазы в поясничном отделе спинного мозга опосредуют термическую ги-перальгезию, воспроизводимую на модели нейропатической боли у крыс [75].
Усиление термической гиперальгезии с укорочением времени ее развития после хронического одностороннего повреждения (сдавление лигатурой) седалищных нервов у крыс установлено также после введения под оболочки спинного мозга смеси продуцента N0. Эффекты подоболочечного введения антагониста КМБА-рецепторов, ингибиторов N0-синтазы и гуанилатциклазы, а также гемоглобина как ловушки N0, в присутствии или отсутствии продуцента N0, позволило прийти к заключению о том, что N0 играет важную роль в быстром развитии термической гиперальгезии после повреждения нерва, но облегчение ноцицептивного процесса в спинном мозге может повлечь за собой альтернативный путь N0-ц-ГМФ [84].
Доказательства вовлечения пути N0-^ ГМФ в ноцицептивную сигнализацию получены также на модели нейропатической боли, вызванной у крыс тугой лигатурой спинальных нервов Ь-5 и Ь-6. С применением внутри-брюшинного введения ингибитора N0-синтазы показано, что N0 играет важную роль в поддержании поведенческих признаков боли, включающих механическую и холодовую аллодинию [ 102]. Полученные в экспериментальных исследованиях данные о вовлечении N0 и Ь-аргинина как его предшественника в ноцицептивный процесс подтверждаются также с помощью иммуногистохи-мических методов. Так, на модели нейропатической боли, вызванной сдавливанием седалищного нерва у крыс, показано, что болевая гиперчувствительность сопровождается экспрессией мРНК N0-синтазы в конечных луковицах поврежденных периферических аксонов и поясничных симпатических ганглиях, а также усилением аксоплазматическо-го транспорта [95]. Сделан вывод о том, что локальная ранняя преходящая экспрессия эктопической N0-синтазы в аксональных луковицах симпатических волокон играет критическую роль в развитии нейропатической боли. При этом эндотелиальная (эктопическая) N0-синтаза опосредует развитие термической гиперчувствительности, сопровождающей повреждение периферического нерва.
Аналогичные данные получены на крысах с лигированием нижних альвеолярных нервов, приводящим к развитию нейропатической боли [100, 101]. Эта модель боли характеризуется развитием через 5 дней после операции аллодинии и гиперальгезии к тактильной стимуляции на ипсилатеральной стороне, продолжающихся в течение 30 дней. После внутрибрюшинного введения агониста КМБА-рецепторов установлено увеличение числа N0-синтаза-положительных нейронов в каудальном ядре тройничного нерва, что является доказательством вовлечения пути КМБА-рецептор-К0-синтаза в развитие тактильной гиперсенситивности при повреждении альвеолярных нервов [ 100].
Большой интерес представляют исследования, показавшие вовлечение N0 в периферические механизмы боли. Как известно, простагландины - метаболиты арахидоновой кислоты, освобождаемые при повреждении
ткани и воспалении, повышают возбудимость первичных афферентных ноцицепторов.
Предположено, что этот эффект на ноцицеп-торы опосредуется, главным образом, через систему вторичных мессенджеров - ц-АМФ. Для исследования гипотезы, что N0 вносит вклад в сенситизацию ноцицепторов к механическим стимулам, у крыс вызывали введением простагландина Е2 механическую сен-ситизацию ноцицепторов кожных С-волокон. Сравнение механических порогов при действии волосков Фрея и ответа на 10-секундную механическую стимуляцию до и после введения ингибитора N0-синтазы позволило заключить, что N0 вовлечен в сенситизацию ноцицепторов, индуцированную простагландином Е2 [32].
Роль N0 в развитии воспалительной ги-перальгезии, вызванной введением простаг-ландина Е2, изучена также при электрофи-зиологическом исследовании нейронов с малым диаметром іп уіїхо [15]. Установлено, что ингибитор N0-синтазы угнетал вызванное простагландином Е2 усиление резистентного к тетродотоксину натриевого тока, но вызванная простагландином гиперальгезия не снижалась инъекциями ингибитора гуанилатциклазы. В конечном итоге было показано, что эндогенный N0 действует через путь аденилатциклаза-протеинкиназа А, который и опосредует вызванную простагландином Е2 гиперальгезию. В то же время гиперальгезия, вызванная внутридермальным введением Ь-аргинина - экзогенного субстрата для синтеза N0, не зависит от ц-АМФ и блокируется ингибитором гуанилатциклазы. Это сопоставление позволило сделать вывод о том, что низкие уровни N0 облегчают ц-АМФ-зависимую вызванную простагландином Е2 гиперальгезию, в то время как высокие уровни N0 обусловливают ц-ГМФ-зависимую ги-перальгезию.
Формалиновый тест также был предложен как модель боли, вызванной повреждением ткани у животных. Описаны две фазы ответа: острый ответ (первые 5 минут после введения раствора формалина в подушечку лапы), проявляющийся облизыванием лапы, и поздний тонический ответ. При низкой концентрации формалина (0,125 и 0,5%) возникает только ранняя фаза. С применением введения ингибитора N0-синтазы в подушечку лапы или
под оболочки спинного мозга показано, что периферическое образование N0 влияет преимущественно на тонический ответ, тогда как острая фаза зависит от вовлечения N0 в спинальные механизмы боли [17]. Однако модуляция синтеза спинального N0 может уменьшить процесс афферентной активности во второй фазе формалинового теста. Этот гипералгический компонент инициируется активацией спинальных КМБА-рецепторов, что через генерацию N0 ведет к усиленному афферентному входу и гипералгическому компоненту последующего болевого поведения [64]. Торможение спинального синтеза N0 введением ингибиторов N0-синтазы блокирует температурную гиперальгезию, вызванную интратекальным введением агониста КМБА-рецепторов (№метил-Б-аспартата) и продуцирует антиноцицепцию во второй фазе формалинового теста у крыс. Эффект блока-тора N0-синтазы отменялся Ь-аргинином, но не Б-аргинином [64].
Инъекции формалина в подушечки лап крыс приводили к увеличению содержания возбуждающих аминокислот (глутамата, аргинина и аспартата) в диализатах околоводо-проводного серого вещества, которое, как известно, является важным центром модуляции поведенческих ответов при ноцицепции и стрессе. С применением зонального капиллярного электрофореза установлено, что это увеличение зависело от ионов Са++ и поступления нервных импульсов. При этом предполагается, что глутамат имеет нейрональное, а аргинин - глиальное происхождение. Поскольку другие воздействия (удерживание руками, сдавление, щипание или введение в лапу солевого раствора) не увеличивали содержание глутамата, сделан вывод о том, что эти нейрохимические сдвиги связаны с болевой и повреждающей стимуляцией [78].
На формалиновой модели боли исследована роль N0 и простагландина Е2 в гипе-ральгезии, вызванной возбуждающими аминокислотами у крыс. С применением блока-тора N0-синтазы и индометацина было установлено, что N0, продуцируемый возбуждающими аминокислотами, может усилить продукцию простагландинов через активацию циклоксигеназы, причем простагландин Е2, подобно N0, может действовать как ретроградный мессенджер в спинном мозге [94].
Методами гистохимии и иммуногистохимии показано увеличение числа N0-синтаза-положительных нейронов в дорсальных рогах спинного мозга крыс при вызванной формалином гиперальгезии. Внутриоболочечное введение Ь-аргинина (5-15 нмоль) усиливало боль, введение же кортикотропина (0,5-1,5 и) вызывало снижение числа N0-синтаза-положительных клеток и проявление боли [48].
Роль N0 в ноцицепции была также исследована и при других формах воспалительной гиперальгезии. В частности, у крыс, анестезированных хлоралозой, проведено электро-физиологическое исследование нейрогенного (вызванного горчичным маслом) и не нейрогенного (вызванного каррагинаном) воспаления. Оценивались механические и термические рефлексы после введения внутривенно или в мозговые желудочки ингибитора N0-синтазы (5-40 мг/кг), с предшествующим или последующим введением Ь-аргинина в специальном контрольном фрагменте эксперимента. Полученные данные позволили авторам заключить, что супраспинальная роль N0 состоит в опосредовании механических, но не термических ноцицептивных рефлексов [87]. Аналогичные данные о вовлечении N0 в механические сенсорные пути, но не в термические были получены также при исследовании термической гиперальгезии и механической аллодинии, сопровождающих воспаление на модели полиартрита, вызванного у крыс внутрибрюшинным введением гликан-полисахарида [91]. Наконец, на модели воспалительной гиперальгезии, вызванной введением в заднюю лапу крысы полного адью-ванта Фрейнда, назначение Ь-аргинина снижало развитие аутотомий [13]. На этой же модели с измерением N0 в диализатах цереброспинальной жидкости, удалось установить, что спинальные антигиперальгические механизмы, индуцированные интратекальным (внутриоболочечным) введением агониста а2-адренорецепторов, действуют через угнетение спинального освобождения N0. Эффект а2-адреноагониста воспроизводился также на модели термической гиперальгезии, вызванной действием лучистого тепла [47].
В ряде работ в качестве модели были использованы абдоминальные "корчи", индуцированные внутрибрюшинным введением
раствора уксусной кислоты - модель хемоно-цицепции. Развивающаяся при этом гипе-ральгезия высоко чувствительна к ингибиторам N0-синтазы.
Большой интерес представляет тот факт, что мРНК нейрональной N0-синтазы является ёо’^-регулируемой и именно этот механизм включается при "корчах" в антиноци-цептивный эффект главного №терминаль-ного метаболита вещества Р. Доказательством служили эксперименты, в которых через 6-48 часов после интратекального введения 5 мкмоль этого метаболита - вещества Р (1-7) происходило снижение содержания мРНК нейрональной N0-синтазы в грудном отделе спинного мозга и в ганглии дорзального корешка, а также снижение активности конституциональной N0-синтазы. В поясничном отделе подобных изменений не было [54].
Поскольку на модели "корчей" у крыс ан-тиноцицептивный эффект 5-РЕ 1А-рецепторов потенцировался холиномимети-ком физостигмином (0,05 мг/кг внутрибрю-шинно) и блокировался мускариновым антагонистом атропином (5 мг/кг), но значительно усиливался ингибитором N0-синтазы Ь-NAME (20 мг/кг), был сделан вывод о том, что холинергическая антиноцицепция опосредуется стимуляцией серотониновых 1А-рецепторов и N0 осуществляет угнетающее действие на холинергическую анальгезию. В целом подтверждается предположение, что система гуанилатциклазы стимулируется при периферической ноцицептивной реакции [88].
В последние годы встречаются также доказательства роли N0 в ноцицепции у человека. В частности, электрофизиологические исследования позволили убедиться в том, что N0 имеет сильное влияние на фоновую активность нейронов дорзальных рогов спинного мозга, ответственную за наличие парасте-зии или спонтанной боли у больных [41]. Для проверки гипотезы о возможном селективном действии N0 или недостатка N0 на отдельные функциональные классы нейронов, у анестезированных крыс до и во время спинальной перфузии с добавлением ингибитора N0-синтазы исследовали фоновую активность нейронов задних рогов поясничного отдела. Были выделены 5 классов нейронов, 3 из которых считаются ноцицептивными: вы-
сокопороговые механочувствительные клетки, клетки кожной чувствительности и муль-тирецепторные клетки кожной чувствительности. Показано, что N0 имеет тонический депрессивный эффект на фоновую активность нейронов задних рогов и этот эффект в большой степени относится к ноцицептив-ным нейронам. Поэтому снижение синтеза N0 в спинном мозге, которое часто встречается после продолжительного периферического повреждения, вероятно, вызывает фоновую активность ноцицептивных нейронов и может способствовать спонтанной боли у больных.
У больных с хронической головной болью определяли с помощью: спектрофотометрии -продукцию N0, ответа агрегации на коллагене - концентрацию ц-ГМФ, флюоресцентной спектрометрии - концентрацию Са++ в тромбоцитах и хроматографически - содержание серотонина и глутамата. Установлено, что увеличенная активность N0-синтазы в тромбоцитах отражает аналогичную ир-регуляцию ее активности в рогах спинного мозга, ядре тройничного нерва, супраспинальных структурах, связанных с центральной сенситизаци-ей. Усиление N0-синтазной активности ассоциируется со снижением уровня серотонина и способствует поддержанию головной боли [58].
Таким образом, в настоящее время известно достаточно много фактов, подтверждающих ноцицептивные эффекты Ь-аргинина, связанные с образованием N0. С другой стороны, получены доказательства антиноцицептивного действия этой аминокислоты. Так, при использовании моделей "отдергивания хвоста" и "горячей пластины" у мышей введение Ь-аргинина в мозговые желудочки (до 50 мкг) потенцировало анти-ноцицепцию, вызванную внутрижелудочко-вым введением Р-эндорфина [49, 97, 99]. Эффект аминокислоты ослаблялся селективным ингибитором N0-синтазы. Поскольку введение Ь-аргинина под оболочки спинного мозга оказалось не эффективным в этих экспериментах, было сделано заключение о том, что антиноцицептивный эффект реализуется на супраспинальном уровне.
Антиноцицептивный эффект в тесте "отдергивания хвоста" у крыс получен также при пероральном введении в дозах 50 и 100
мкг/кг [7]. Он появлялся через 30 мин и продолжался около 1,5 часа, сопровождаясь увеличением содержания N0 в коре больших полушарий крыс. Эффект предупреждался введением блокатора синтеза N0.
В настоящее время считается достаточно доказанным тот факт, что Ь-аргинин, предшественник киоторфина, вызывает центральную антиноцицепцию путем действия, способствующего выделению мет-энкефалина [31]. Исследована также антиноцицептивная активность другого метаболита Ь-аргинина -Ь-орнитина. Этот метаболит при подкожном введении и при введении в мозговые желудочки (10-100 мкг на мышь) угнетал гипе-ральгезию, вызванную у животных введением каррагинана. Поскольку эффект отменялся введением антагониста киоторфиновых рецепторов в мозговые желудочки или интра-цистернальным введением антикиоторфино-вой сыворотки, пришли к выводу, что Ь-орнитин осуществляет антиноцицепцию через киоторфиновые рецепторы.
Двоякое действие Ь-аргинина на ноци-цепцию было показано и на модели центрально-спинального болевого синдрома у крыс [14]. При этом аппликация аминокислоты (100 нм) вместе с пенициллином на дорзальную поверхность спинного мозга оказывала проноцицептивное действие, а в дозе 65130 мкМ - анальгетическое.
Заключая анализ имеющихся в современной литературе данных о нейротропных эффектах Ь-аргинина, необходимо подчеркнуть следующее.
Во-первых, несмотря на достаточно многочисленные экспериментальные и клинические данные проблема раскрытия механизмов влияния Ь-аргинина на функции мозга, в частности ноцицептивную систему, находится лишь в начале своего решения. Следует отметить при этом особую важность выяснения возможного вовлечения Ь-аргинина и его метаболитов в механизмы дифференцирования различных видов боли.
Во-вторых, в подавляющем большинстве выполненных исследований применялись фармакологические дозы Ь-аргинина, что делает затрудненным суждение о его физиологической роли.
ЭФФЕКТЫ Ь-АРГИНИНА НА ВЫСШИЕ ФУНКЦИИ МОЗГА
В доступной литературе нам встретились лишь отдельные исследования, посвященные изучению возможного влияния Ь-аргинина на высшие функции мозга. Так, в экспериментах на крысах показано, что в условиях свободного поведения пероральное поступление Ь-аргинина в дозах 50-500 мг на 1 кг массы тела через 10 мин и на протяжении нескольких часов вызывало усиление ориентировочной активности - вертикальной и горизонтальной [12].
Исследовано также влияние аминокислоты на обучение крыс с использованием моделей активного и пассивного избегания и установлено, что оно связано с образованием N0. Так, введение ингибитора N0-синтазы за 30 мин до испытаний внутрибрюшинно (6 мг/кг) или в мозговые желудочки (12-15 мкг) сопровождалось ухудшением обучения активному избеганию при электрическом раздражении, но не влияло на сохранение навыка [46, 60]. Это ухудшение ослабевало после введения крысам донора N0 - нитропрусси-да.
Аналогичные результаты получены на модели пассивного избегания при подкожном и внутрижелудочковом введении Ь-аргинина или ингибиторов N0-синтазы [81]. При этом использование селективных ингибиторов позволило установить, что эффект Ь-аргинина на память опосредуется различными формами N0-синтазы - главным образом, нейрональной и индуцибельной.
С использованием введения аминокислоты или ингибитора N0-синтазы за 30 мин до обучения пассивному избеганию или через 5 мин после сеанса обучения было показано, что Ь-аргинин улучшал консодидацию памяти и этот эффект осуществляется через освобождение N0 [52].
Заключение о стимулирующем влиянии аминокислоты на память подтверждается также результатами, полученными при исследовании у крыс ухудшения обучения и памяти, вызванного введением пикротоксина, в тесте избегания "на шест" [80]. Установлено, что ухудшение памяти и обучения ослабевает, если при введении Ь-аргинина в мозгу
усиливается синтез N0 и сохраняется при блокаде N0-синтазы.
Таким образом, проведенные исследования показали благоприятные эффекты Ь-аргинина на обучение и память и их осуществление через образование N0.
ВЛИЯНИЕ Ь-АРГИНИНА НА ФУНКЦИИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
В настоящее время для Ь-аргинина установлены многосторонние взаимосвязи с иммунологической реактивностью. Важную роль в их реализации играют физиологические и патофизиологические эффекты образующегося из аминокислоты оксида азота, который способен как оказывать специфическое иммуномодулирующее влияние, так и выступать в качестве одного из основных эффекторов системы клеточного иммунитета, оказывая антимикробное, противоопухолевое и антипролиферативное действие [83].
В самом начале исследований иммуно-тропных эффектов Ь-аргинина считалось, что его метаболит оксид азота обладает только цитотоксическим действием, которое было установлено в культуре иммуноактивных макрофагов (макрофагов, способных обеспечивать ответ системы клеточного иммунитета). При этом в инкубационной среде отмечалось накопление нитратов и нитритов, коррелировавшее с цитотоксическим действием макрофагов на клетки-мишени. Нитраты и нитриты появляются в этой системе как продукты окисления оксида азота, продуцируемого активированными макрофагами, который ответствен за их цитотоксическое действие [5]. В дальнейших исследованиях наряду с цитотоксическим были установлены и ци-тостатические эффекты N0, которые в совокупности определяют и его антипролифера-тивное действие [69].
Антипатогенная активность оксида азота наблюдается при повышенной и длительно поддерживаемой его продукции индуцибель-ной N0-синтазой, экспрессия которой в ответ на стимуляцию провоспалительными цито-кинами и эндотоксином отмечена не только в макрофагах, но и в кардиомиоцитах, астроглии, гепатоцитах и гладкомышечных клетках [8, 66]. Цитотоксическое действие N0 проявляется в отношении как внеклеточных, так и
внутриклеточных объектов. После образования N0 быстро диффундирует через клеточную стенку прокариот или клеточную мембрану эукариот, оказывая на них цитотокси-ческое или цитостатическое действие [10, 89]. Было также показано, что значительные количества N0, синтезируемые индуцибельной N0-синтазой, экспрессируемой в макрофагах, КК-клетках, купферовских, микроглиальных и эндотелиальных клетках, оказывают цито-токсическое действие на многие виды опухолей [3].
В настоящее время считается, что механизмы цитотоксического действия N0 включают в себя подавление клеточного деления и генерации энергии. В частности, в силу своих особенностей как свободнорадикальной молекулы оксид азота способен легко реагировать с клеточными железосерными белками: ферментными комплексами 1-Ш митохондриальной цепи переноса электронов и цикла Кребса (такими как аконитаза, НАДФ-убихиноноксидоредуктаза, сукцинат-убихи-ноноксидоредуктаза). В результате Б-нитро-зилирования может происходить инактивация этих важных ферментов. Кроме того, повышенная продукция N0 способна вызвать ингибирование глицеральдегид-3-фосфатдегид-рогеназы путем рибозилирования и нитрози-лирования. Это приводит к торможению гликолиза и, следовательно, к нарушению энергетического метаболизма клетки. В присутствии кислорода образуются активные интермедиаты N0 (включая пероксинитрит), оказывающие прямое цитотоксическое действие [29, 30, 71, 72].
Предполагается, что одним из основных механизмов антипролиферативного действия является ингибирование оксидом азота рибо-нуклеотидредуктазы, регулирующей скорость репликации ДНК, что вызывает замедление клеточной пролиферации [42, 72]. Кроме того, легко проникая через внешнюю и внутреннюю мембраны клеток, N0 повреждает ДНК клетки-мишени путем ее дезаминирования [34]. Возможно, что антипролифератив-ный эффект N0 опосредуется через регуляцию выработки определенных цитокинов: интерлейкина-1 в, интерелейкина-6, интерлейкина-8, ингибирование синтеза которых коррелирует с увеличением уровня продукции N0 и внутриклеточного ц-ГМФ [8].
Все вышеизложенные факты убедительно свидетельствуют о том, что N0, синтезируемый индуцибельной N0-синтазой, является важным элементом неспецифической защиты организма. В частности, показано, что N0 вовлекается в реакции организма против возбудителей, вызывающих лейшманиоз, туберкулез, малярию, грибковые и другие заболевания [2, 63]. Важно отметить, что высокая способность к синтезу N0 в органах, служащих естественными иммунологическими фильтрами (печень и легкие), также свидетельствует о его защитной роли в организме
[2].
Для оксида азота установлены и специфические иммунотропные эффекты, в частности, его способность оказывать влияние на баланс Т^/ТИг. Селективно угнетая активность ТЬ1-клеток [23], N0 способствует развитию ТИ2-ответа, является мощным активатором хемотаксиса эозинофилов и нейтрофи-лов и угнетает апоптоз этих важнейших эффекторов атопического воспаления [20, 24, 76]. Важно отметить, что у больных бронхиальной астмой уровень оксида азота в выдыхаемом воздухе значительно выше, чем у здоровых. В связи с этим обстоятельством определение выдыхаемого N0 стало использоваться как способ оценки активности воспаления и эффективности противовоспалительной терапии при бронхиальной астме [37,
38, 61].
Отмеченное угнетение оксидом азота активности Т^-клеток сопровождается снижением продукции интерлейкина-2 и интерфе-рона-у [62, 74]. Для N0 показан и целый ряд других эффектов на синтез различных цито-кинов. Так, он оказывает влияние на синтез провоспалительных цитокинов альвеолярными макрофагами, которое зависит от степени активации этих клеток. При этом N0 не изменяет базальный синтез ФНОа покоящимися моноцитами периферической крови, но ингибирует синтез ряда БАВ: ФНОа, грануло-цитарно-моноцитарного колониестимули-
рующего фактора, интерлейкина-1в активированными моноцитами и альвеолярными макрофагами больных бронхиальной астмой и здоровых доноров [11, 34, 90].
Вещества, являющиеся донорами N0 (нитропруссид натрия), дозозависимо усиливают секрецию интерлейкина-4 [93]. Уста-
новлено также, что оксид азота незначительно усиливает активацию промотора гена данного цитокина и значительно угнетает индукцию промотора гена интерлейкина-4, что связано с селективной активацией ядерного фактора каппа-В в Т-клетках [71, 73]. Важная роль оксида азота в регуляции процессов синтеза продемонстрирована в опытах на мышах с наследственным дефицитом индуцибельной NO-синтазы [43]. При этом было установлено, что у данных животных при сенсибилизации овальбумином повышается синтез Т-клетками интерферона-у, тогда как продукция интерлейкина-4 и интерлейкина-5 не снижалась.
Метаболизм L-аргинина в миелоидных супрессорах является важным механизмом регуляции ими активности Т-лимфоцитов. Данные эффекты реализуются через изменение активности индуцибельной NO-синтазыг, генерирующей NO, и аргиназы-I, истощающей запас аминокислоты [22, 56]. При этом цитокины Th1 индуцируют NO-синтазу^ тогда как цитокины Th2 повышают активность аргиназы-I. Изолированная индукция каждого фермента приводит к обратимому блоку пролиферации Т-клеток. Одновременная активация обоих ферментов сопровождалась активацией NO-синтазь^ в условиях дефицита L-аргинина, что способствовало развитию апоптоза у активированных Т-лимфоцитов. Таким образом, NO-синтаза2 и аргиназа-I могут действовать раздельно или синергично in vivo, контролируя специфические ответы Т-клеток. Следовательно, использование селективных антагонистов данных ферментов могло быть эффективным в случае патологии, сопровождающейся супрессией Т-клеточного иммунного ответа.
Важная роль L-аргинина в регуляции Т-клеточных механизмов иммунитета показана и в ряде других работ. Так, культивирование Т-хелперной линии Jurkat в несодержащей L-аргинин среде сопровождалось снижением экспрессии zeta-цепи рецепторов Т-клеток (CD3 zeta) главного элемента сигнальной трансдукции в этом рецепторе [59, 85]. Этот эффект полностью устранялся добавлением в культуральную среду L-аргинина. Кроме того, отсутствие L-аргинина блокировало реэкспрессию рецепторов Т-клеток в ответ на антигенную стимуляцию, а также сопровож-
далось снижением пролиферативной активности клеток. Однако дефицит аминокислоты не оказывал существенного влияния на экспрессию рецепторов и продукцию интерлейкина-2 в ответ на антигенную стимуляцию. Сниженная экспрессия СБ3 2е1а была параллельна уменьшению экспрессии мРНК данного рецептора. Данные изменения были вызваны не снижением скорости экспрессии, а в большей степени значительным укорочение полужизни мРНК СБ3 2е1а. Этот механизм оказался чувствительным к циклогексимиду [85].
Установлено, что экспрессия СБ3 2е1а модулируется и потреблением Ь-аргинина макрофагами [55]. Стимулированные интерлейкином-4 и интерлейкином-13 макрофаги повышали активность аргиназы-1 и катионного аминокислотного транспортера 2В, вызывая быстрое снижение внеклеточных уровней Ь-аргинина, а также индуцируя снижение экспрессии СБ3 2е1а и пролиферации нормальных Т-лимфоцитов. Напротив, введение ингибиторов аргиназы-1 или добавление в культуральную среду избытка Ь-аргинина приводило к реэкспрессии СБ3 2е1а и возобновлению пролиферативной активности Т-клеток. В то же время индуцибельная N0-синтаза или аргиназа-11 существенно не изменяли уровень внеклеточного Ь-аргинина и экспрессию СБ3 2е1а.
Влияние Ь-аргинина на пролиферацию различных субпопуляций Т-клеток исследовано и на лимфоцитах селезенки у мышей линии С57В1/6 [35]. Добавление аминокислоты в культуру лимфоцитов, в которой пролиферация индуцировалась анти-СБ3, способствовало адекватному созреванию Т-лимфоцитов (СБ3+). Напротив, пролиферация Т-хелперов (СБ4+) не зависела от Ь-аргинина, тогда как у цитотоксических Т-клеток (СБ8+) наблюдалась выраженная зависимость интенсивности пролиферации от дозы аминокислоты. Кроме того, добавление Ь-аргинина способствовало увеличению числа СБ45ЯА негативных СБ8 позитивных Т-лимфоцитов (клетки памяти). При этом увеличивалось и число клеточных рецепторов СБ8 (СБ8Я) и СБ3 (СБ3Я), однако экспрессия рецепторов интерлейкина-2 и его мРНК существенно не изменялись. В то же время Ь-аргинин умеренно увеличивал продукцию
интерлейкина-2 культивируемыми лимфоцитами и его утилизацию.
Дефицит Ь-аргинина нарушает и раннее созревание В-клеток и развитие лимфоидных органов у трансгенных мышей Б/А-2(+/+), отличающихся высокой экспрессией аргиназы и сниженным содержанием тканевого и циркулирующего аргинина [19]. У этих мышей отмечено нарушение перехода от про- к пре-В-клеточной стадии в костном мозге, снижение В-клеточности в периферических лимфоидных органах и титра 1§М в сыворотке, уменьшение числа и размеров Пейеровых бляшек. В то же время уровни цитокиновых рецепторов в костном мозге, развитие периферических В-клеток и их пролиферативный ответ на стимуляцию были неизмененными. Данный фенотип в созревании В-клеток устранялся после нормализации уровня Ь-аргинина и оставался у мышей с недостаточностью N0-синтазы.
Кроме того, N0 оказывает влияние на рост и цитотоксичность неприлипающих мо-нонуклеаров селезенки крыс, обработанных интерлейкином-2 [21]. Макрофагальный N0, как и нитропруссид, при низких концентрациях способствовал пролиферации спленоци-тов, при больших - супрессировал. Присутствие в культуре спленоцитов нитропруссида в период их активации интерлейкином-2 существенно усиливало их цитотоксичность против индуцированной интерлейкином-2 ЫК,-чувствительной клеточной линии К562. При этом усиливалась экспрессия таких важных молекул активации цитотоксичности, как ЖЯ-Р1+ и СБ28.
Следует отметить, что многие цитокины, в свою очередь, являются регуляторами продукции оксида азота. Так, исследование способности человеческих мононуклеарных клеток и моноцитов синтезировать N0 показало, что интерлейкин-4 является активным стимулятором его синтеза. При этом добавление интерферона-у оказывало дополнительное активирующее влияние, тогда как при изолированном применении он не был активен [44, 45]. Установленный эффект во многом зависит от межклеточных взаимодействий в культуре мононуклеаров, так как стимулирующее действие интерлейкина-4 на базальный синтез N0 проявлялось не всегда. В дальнейшем было показано, что у 75% доноров моноциты
спонтанно продуцируют малые количества NO, тогда как у 25% доноров - относительно большие количества. Оказалось, что интерлейкин-4 активирует синтез оксида азота в культуре малопродуцирующих моноцитов и угнетает его продукцию моноцитами, способными синтезировать большое количество нитритов [39]. Данное обстоятельство свидетельствует о том, что в зависимости от степени активации клеток-мишеней интерлейкин-4 может выступать как в роли индуктора, так и ингибитора синтеза NO. В дальнейшем было показано, что этот цитокин может несколько повышать содержание внутриклеточного цГМФ в покоящихся моноцитах. Это влияние угнеталось конкурентным ингибитором NO-синтазы NG-монометил-Ь-аргинином, кальциевым хелатором и ингибитором кальмоду-лина, что свидетельствует о возможной способности интерлейкина-4 активировать кон-ституитивную NO-синтазу в покоящихся клетках.
В то же время более значительное повышение содержания внутриклеточного цГМФ в ответ на воздействие интерлейкина-4 отмечено в моноцитах, предварительно активированных интерфероном-у. При этом конкурентный ингибитор NO-синтазы NG-монометил-Ь-аргинин отменял эффект интерлейкина-4, а ингибитор кальмодулина и кальциевый хелатор не оказывали влияния на увеличение концентрации внутриклеточного цГМФ в преактивированных моноцитах. Эти факты позволяют сделать заключение об активации в данном случае интерлейкином-4 индуцибельной NO-синтазы [45, 86].
На модели мышиных воспалительных перитонеальных макрофагов, стимулированных липополисахаридом и интерфероном-у, было исследовано влияние интерлейкина-13 на активность индуцибельной NO-синтазы [96]. После 16 часов от начала воздействия данного цитокина наблюдалось снижение содержания белка индуцибельной NO-синтазы, несмотря на остававшийся нормальным уровень мРНК данного фермента, что могло являться результатом истощения запасов аргинином. Добавление в культуру ингибиторов аргиназы или аргинина полностью отменяло супрессирующее влияние интерлейкина-13. Значительная супрессия белка индуцибельной NO-синтазы (но не ее мРНК) наблюда-
лась в случае замещения интерлейкина-13 очищенной аргиназой или после стимуляции макрофагов липополисахаридом и интерфе-роном-у в отсутствии аргинина. Дефицит аргинина специфически ухудшал синтез de novo и стабильность протеина NO-синтазы, но не влиял на продукцию ФНОа и предельный синтез белка макрофагами. Следовательно, аргинин не только функционирует как субстрат для индуцибельной NO-синтазы, но также необходим для поддержания нормальных уровней белка фермента в стимулированных цитокинами макрофагах.
Другим доказанным механизмом реализации иммуносупрессорной активности интерлейкина-13 в активированных липополисаха-ридом макрофагах является снижение продукции оксида азота за счет активации аргиназы путем активации тирозинкиназ, цАМФ, протеинкиназы А2 и р38 митоген-активи-рованной протеинкиназы [92].
Таким образом, в настоящее время имеется значительное количество исследований, посвященных изучению роли L-аргинина и его метаболита оксида азота в функционировании нервной и иммунной систем организма. Учитывая полифункциональный характер биологических эффектов аминокислоты, представляется, что для достижения дальнейших значимых результатов в данном направлении исследований достаточно эффективным может быть использование системного подхода к оценке результатов отдельных работ. Подобная методология позволит более четко определить роль аминокислоты в функционировании регуляторных систем организма - нервной, эндокринной и иммунной, а также в механизмах их взаимодействия.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ашмарин И.П. Нейропептиды в синаптической передаче / И.П. Ашмарин, М.А. Каменская // ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Серия "Физиология человека и животных". - М., 1988. - Т. 34. - 184 с.
2. Биология окиси азота / С.Я. Проскуряков,
А.Г. Коноплянников, А.И. Иванников, В.Г. Скворцов // Успехи соврем. биологии. -
1999. - Т. 119, № 4. - С. 380-395.
3. Бобынцев И.И. Нейротропные эффекты аналога люлиберина у крыс с различной чувствительностью к этанолу / И.И. Бобынцев,
Л.А. Северьянова, Ю.Д. Ляшев // Бюл. экспе-рим. биологии и медицины. - 1991. - Т. 112, № 12. - С. 612-615.
4. Бобынцев И.И. Иммунотропные эффекты аналога гонадотропин-рилизинг гормона у крыс в условиях эмоционально-болевого стресса / И.И. Бобынцев, Л.А. Северьянова // Бюл. экс-перим. биологии и медицины. - 2002. - Т. 133, № 5. - С. 504-506.
5. Ванин А. Ф. Оксид азота - регулятор клеточного метаболизма / А.Ф. Ванин // Соросовский образовательный журнал. - 2001. - Т. 7, № 11. - С. 7-12.
6. Малкоч А. В. Физиологическая роль оксида азота в организме / А.В. Малкоч, В.Г. Майда-ник, Э.Г. Курбанова. Нефрология и диализ. -2000. - Т. 2, № 1-2. - С. 22-32
7. Предшественник оксида азота - L-аргинин -снижает болевую чувствительность крыс при пероральном введении / К.В. Савельева,
Е.А. Себенцова, В.Д. Микоян и др. // Бюл. эксперим. биологии и медицины. - 1997. -Т. 124, № 11. - С. 498-500.
8. Серая И.П. Современные представления о биологической роли оксида азота / И.П. Серая, Я.Р. Нарциссов // Успехи соврем. биологии. - 2002. - Т. 122, № 3. - С. 249-258.
9. Хавинсон В.Х. Пептидергическая регуляция гомеостаза / В.Х. Хавинсон, И.М. Кветной, И.П. Ашмарин // Успехи соврем. биологии. -2002. - Т. 122, № 2. - С. 190-203.
10. Циклические превращения оксида азота в организме млекопитающих / В.П. Реутов,
Е.Г. Сорокина, В.Е. Охотин, Н.С. Косицын. -М.: Наука, 1998. - 156 с.
11. Цитокины и оксид азота при бронхиальной астме / Ф.И. Петровский, Ю.А. Петровская, Л.М. Огородова, В.Ю. Серебров // Бюлл. Сибирской медицины. - 2002. - № 1. - С. 70-74.
12. Эффекты L-аргинина и его функционального антагониста К-нитро^-аргинина на поведение / В.А. Дубинин, С.С. Федюшина, С.Н. Стрюков и др. // Бюлл. эксперим. биологии и медицины. - 1995. - Т. 120, № 11. -С. 465-468.
13. Эффекты L-аргинина при хронических болевых синдромах / Е.И. Данилова, В.Н. Графова, М.Л. Кукушкин, В.А. Зинкевич // Эксперим. и клин. фармакология. - 1999. - Т. 62, № 4. -
С.11-13.
14. Эффекты L-аргинина при центральноспинальном болевом синдроме / Е.И. Данилова, В.Н. Графова, М.Л. Кукушкин, В.А. Зинкевич // Бюлл. эксперим. биологии и медицины. - 1999. - Т. 127, № 2. - С. 160-163.
15. Aley K.O. Nitric oxide signaling in pain and nociceptor sensitization in the rat / K.O. Aley, G.
McCarter, J.D. Levine // J. Neurosci. - 1998. -Vol. 18, № 17. - P. 7008-7014.
16. Antineutrophil cytoplasm antibody-induced neutrophil nitric oxide production is nitric oxide synthase independent / W.Y. Tse, J. Williams, A. Pall et al. // Kidney Int. - 2001. - Vol. 59, № 2. -P.593-600.
17. Antinociceptive effect of spinally injected L-NAME on the acute nociceptive response induced by low concentrations of formaline / C. Sacurada, A. Sugiyama, M. Nakayama et al. // Neurochem. Int. - 2001. Vol. 38, № 4. - P. 417423.
18. Arginase I: a limiting factor for nitric oxide and polyamine synthesis by activated macrophages? /
D. Kepka-Lenhart, S.K. Mistry, G. Wu, S.M. Morris // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. - 2000. - Vol. 279, № 6. - P. 22372242.
19. Arginine deficiency affects early B-cell maturation and lymphoid organ development in transgenic mice / W.J. de Jonge, K.L. Kwikkers, A.A. te Velde et al./ // J. Clin. Invest. - 2002. -Vol. 110, № 10. - P. 1411-1413.
20. Ashutosh K. Nitric oxide and asthma: a review / K. Ashutosh // Curr. Opin. Pulm. Med. - 2000. -Vol. 6, № 1. - P. 21-25.
21. Badovinac V. Niytic oxide promotes growth and major histocompatibility complex-unrestricted cytotoxity of interleukin-2-activated rat lymphocytes / V. Badovinac, V. Trajkovic, M. Mo-starica-Stojkovic // Scand. J. Immunol. - 2000. -Vol. 52, № 1. - P. 62-70.
22. Bansal V. Arginine availabity, arginase, and the immune response / V. Bansal, J.B. Ochoa // Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. - 2003. - Vol. 6, № 2. - P. 223-228.
23. Barnes P.J. Nitric oxide and asthmatic inflammation / P.J. Barnes, F.Y. Liew // Immunol. Today. - 1995. - Vol. 16, № 3 - P. 128-130.
24. Berlyne G. No role for NO in asthma? / G. Ber-lyne, N. Barnes // Lancet. - 2000. - Vol. 355. -P. 1029-1030.
25. Besedovsky H. O. Immune-neuro-endocrine interactions: facts and hypotheses / H.O. Besedovsky,
A.D. Rey // Endocrine Rev. - 1996. - Vol. 17, № 1. - P. 64-102.
26. Biochemical characterization of the arginine degrading enzymes arginase and arginine deiminase and their effect on nitric oxide production /
B.J. Dillon, F.W. Holtsberg, C.M. Ensor et al. // Med. Sci. Monit. - 2002. - Vol. 8, № 7. - P. 248253.
27. Bredt D.S. Nitric oxide mediates glutamate-linked enhancement of cGMP levels in the cerebellum / D.S. Bredt, S.H. Snyder // Proc. Natl.
Acad. USA - 1989. - Vol. 86, № 22 - P. 90309033.
28. Bredt D.S. Nitric oxide, a novel neuronal messenger / D.S. Bredt, S.H. Snyder // Neuron. -
1992. - Vol. 8, № 1. - P. 3-11.
29. Brown G.C. NO says yes to mitochondria /
G.C. Brown // Sciece. - 2003. - Vol. 299, № 5608. - P. 838-839.
30. Brown G.C. Inflammatory neurodegeneration mediated by nitric oxide, glutamate, and miti-chondria // G.C. Brown, A. Bal-Price // Mol. Neurobiol. - 2003. -Vol. 27, № 3. - P. 325-355.
31. Central antinociceptive effect of L-ornitine, a metabolite of L-arginine, in rsta and mice / A. Kawabata, K. Iwatsubo, S. Takaya, H. Ta-kagi // Eur. J. Pharmacol. - 1996. - Vol. 296, № 1. - P. 23-31.
32. Chen X. NOS inhibitor antagonism of PGE2-induced mechanical sensitization of cutaneous C-fiber nociceptors in the rat / X. Chen, J.D. Levine // J. Neurophysiol. - 1999. - Vol. 81, № 3. -P. 963-966.
33. Deficient iNOS in inflammatory bowel disease intestinal micrivascular endothelial cells results in increased leukocyte adhesion / D.G. Binion, P. Rafiee, K.S. Ramanujam et al. Free Radic. Biol. Med. - 2000. - Vol. 29, № 9. - P. 881-888.
34. Dawson T.M. A novel neuronal messenger molecule in brain: the free radical, nitric oxide / T.M. Dawson, V.L. Dawson, S.N. Snyder // Ann. Neurol. - 1992. - Vol. 32. № 2. - P. 297-311.
35. Effects of L-arginine on the proliferation of T-lymphocyte subpopulation / J.B. Ochoa, J. Strange, P. Kearney et al. // J. Parenter. Enteral Nutr. - 2001. - Vol. 25, № 1. - P. 23-29.
36. Functional attributes discriminating mechanoin-sensitive and mechanoresponsive C-nociceptors in human skin / C. Weidner, R. Schmidt, M. Schmelz et al. // J. Neurosci. - 1999. - Vol.
19, № 22. - P. 10184-10190.
37. Giner Munoz M. Exhaled nitric oxide / M. Giner Munoz // Allergol. Immunopathol. - 2000. -Vol. 28, № 3. - P. 124-135.
38. Gustaffson L.E. Exhaled nitric oxide as marker in asthma / L.E. Gustaffson // Eur. Respir. J. Suppl. - 1998. - Vol. 26. - P. 49S-52S.
39. Heterogenous nitrite production by IL-4-stimulated human monocytes and peripheral blood mononuclear cells / N. Paul-Eugene, J.P. Kolb, C. Damais // Immunol. Lett. - 1994. -Vol. 42, № 1-2. - P. 31-34.
40. Hibbs J.B. Infection and nitric oxide / J.B. Hibbs // J. Infect. Dis. - 2002. - Vol. 185, Suppl. 1. - S. 9-17.
41. Hoheisel U. A block of spinal nitric oxide synthesis leads to increased background activity predominantly in nociceptive dorsal horn neurons in
the rat / U. Hoheisel, T. Unger, S. Mense // Pain - 2000. Vol. 88, № 3. - P. 249-257.
42. Inactivation of ribonucleotide reductase by nitric oxide / M. Lepoivre, F. Fieschi, J. Goves et al. // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1991. -Vol. 179, № 1. - P. 442-448.
43. Inhibition of allergic airway in mice lacking nitric oxide synthase 2 / Y. Xiong, G., Karupian, S.P. Hogan et al. // J. Immunol. - 1999. -Vol. 162, № 1. - P. 445-452.
44. Interferon gamma and unterleukin-4 stimulate prolonged expression of inducible nitric oxide synthase in human airway epithelium through synthesis of soluble mediators / F.H. Guo, K. Uetani, S.J. Haque et al. // J. Clin. Invest. -
1997. - Vol. 100, № 4. - P. 829-838.
45. Interleukine-4 stimulates cGMP production by IFN-gamma-activated human monocytes. Involvement of the nitric oxide synthase pathway / J.P. Kolb, N. Paul-Eugene, C. Damais et al. // J. Biol. Chem. - 1994. - Vol. 269, № 13. -P. 9811-9816.
46. Intracerebroventricular injection of N-omega-nitro-L-arginine in rats impais learning in a 14-unit T-maze / D.K. Ingram, E.L. Spangler, H. Kametani et al. // Eur. J. Pharmacol. - 1998. -Vol. 341, № 1. - P. 11-16.
47. Intrathecal clonidine decreases spinal nitric oxide release in rat model of complete Freund's adjuvant induced inflammatory pain / C.R. Lin, Y.C. Chuang, J.T. Cheng et al. // Inflammation. -2002. - Vol. 26, № 4. - P. 161-166.
48. Intrathecal injection of corticotrophin inhibited nitric-oxide synthase-positive neuron increase in rat spinal cord after formalin-induced htperalge-sia / H.J. Zhou, H.D. Li, H.Z. Ruan et al. // Zhongguo Yao Li Xue Bao. - 1999. - Vol. 20, № 8. - C. 737-740.
49. Ji X.Q. Possible involvement of nitric oxide in arginine-induced analgesia / X.Q. Ji, X.Z. Zhu // Zhongguo Yao Li Xue bao. - 1993. - Vol. 14, № 4. - P. 289-291.
50. Kawabata A. L-arginine exerts a dual role in nociceptive processing in the brain: involvement of the kyotophin-Met-enkephalin pathway and NO-cyclic GMP pathway / A. Kawabata, N. Umeda,
H. Takagi. // Br. J. Pharmacol. - 1993. -Vol. 109, № 1. - P. 73-79.
51. Kawamata T. Activation of spinal N-methyl-D-aspsrtate receptors stimulates a nitric oxide/cyclic guanosine 3,5-monophosphate/glutamate release cascade in nociceptive signaling / T. Kawamata, K. Omote // Anesthesiology. - 1999. - Vol. 91, № 5. - P. 1415-1424.
52. Khavandgar S. The effect of L-NAME and L-arginine on impairment of memory formation and state-dependent learning induced by morphine in
mice / S. Khavandgar, H. Homayoun, M.R. Zarmmdast // Psychopharmacology (Berl.) - 2003. - Vol. 167, № 3. - P. 291-296.
53. Kolhekar R. Characterization of the role of spinal N-methyl-D-aspartate receptors in thermal nociception in the rat / R. Kolhekar, S.T. Meller,
G.F. Gebhart // Neuroscience. - 1993. - Vol. 57, № 2. - P. 385-395.
54. Kovacs K.J. Neuronal nitric oxide synthase (nNOS) mRNA is down-regulated, and constitui-tive NOS enzymatic activity decreased, in thoracic dorsal root ganglia and spinal cord of the rat by a substance P N-terminal metabolite / K.J. Kovacs, Y. Cay, A.A. Larson // Eur. J. Neurosci. - 2001. - Vol. 14, № 4. - P. 577-584.
55. L-arginine consumption by macrophges modulates the expression of CD3zeta chain in T-lymphocytes / P.C. Rodriguez, A.H. Zea, J. DeSalvo et al. // J. Immunol. - 2003. - Vol. 171, № 3. - P. 1232-1239.
56. L-arginine metabolism in myeloid cells controls T-lymphocyte functions / V. Bronte, P. Serafini, A. Mazzoni et al. // Trends Immunol. - 2003. -Vol. 24, № 6. - P. 302-306.
57. L-arginine is required for expression of the activated macrophage effector mechanism causing selective metabolic inhibition in target cells / J.B.Jr. Hibbs, Z. Vavrin, R.R. Taintor // J. Immunol. - 1987. - Vol. 138, № 2. - P. 550-565.
58. L-arginine/nitric oxide pathway in chronic tension-type headache: relation with serotonin content and secretion and glutamate content / P. Sar-chielli, A. Alberti, A. Floridi, V. Gallai // J. Neurol. Sci. - 2002. - Vol. 198, № 1-2. - P. 9-15.
59. L-arginine regulates the expression of the T-cell receptor zeta chain (CD3zeta) in Jurkat cells /
F. Taheri, J.B. Ochoa, Z. Faghiri et al. // Clin. Cancer Res. - 2001. - Vol. 7, Suppl. 3. -P. 958S-965S.
60. Learning in a 14-unit T-maze is impaired in rats following systemic treatment with N-omega-nitro-L-arginine / D.K. Ingram, E.L. Spangler, R.C. Meyer, E.D. London // Eur. J. Pharmacol. -
1998. - Vol. 341, № 1. - P. 1-9.
61. Lemanske R.F. Inflammatory events in asthma: an expanding equation / R.F. Lemanske // J. Allergy Clin. Immunol. - 2000. - Vol. 105, № 6 (Pt. 2). - P. S633-S636.
62. Lin C.C. Pulmonary function changes and increased Th2 cytokine expression and nuclear factor kB activation in the lung after sensitization and allergen challenge in brown Norway rats / C.C. Lin, C.Y. Lin, H.Y. Ma // Immunol. Lett. -
2000. - Vol. 73, № 1. - P. 57-64.
63. Lowenstein C.J. Nitric oxide: a physiologic messenger // C.J. Lowenstein, J.L. Dinerman,
S.H. Snyder // Ann. Intern. Med. - 1994. -Vol. 120, № 3. - P. 227-237.
64. Malmberg A.B. Spinal nitric oxide synthesis inhibition blocks NMDA-induced thermal hyperalgesia and produces antinociception in the formalin tests in rats / A.B. Malmberg, T.L. Yaksh // Pain. - 1993. - Vol. 54, № 3. - P. 291-300.
65. Marletta M.A. Trace elements and nitric oxide function / M.A. Marletta // J. Nutr. - 2003. -Vol. 133, № 5, Suppl. 1. - P. 1431-1433.
66. Mayer B. Biosynthesis and action of nitric oxide in mammalian cells / B. Mayer, B. Hemmens // Trends Biochem. Sci. - 1997. - Vol. 22, № 12. -P. 477-481.
67. Meller S.T. Production of endogenous nitric oxide and activation of soluble guanylate cyclase are required for N-methyl-D-aspartate-produced facilitation of the nociceptive tail-flick reflex / S.T. Meller, C. Dykstra, G.F. Gebhart // Eur. J. Pharmacol. - 1992. - Vol. 214, № 1. - P. 93-96.
68. Meller S.T. NO and nociceptive processing in the spinal cord / S.T. Meller, G.F. Gebhart // Pain. -
1993. - Vol. 52, № 1. - P. 127-136.
69. Mills C.D. Macrophage arginine metabolism to ornitine/urea or nitric oxide/citrulline: a life or death issue / C.D. Mills // Crit. Rev. Immunol. -
2001. - Vol. 21, № 5. - P. 399-425.
70. Moncada S. Nitric oxide: physiology, Pathophysiology, and pharmacology / S. Moncada, R.M.J. Palmer, E.A. Higgs // Pharmacol. Rev. -1991. - Vol. 43, № 2. - P. 109-142.
71. Murad F. Discovery of some the biological effects of nitric oxide and its role in cell signaling /
F. Murad // J. Biosci. Rep. - 1999. - Vol. 19, № 3. - P. 133-154.
72. Murphy M.P. Niytic oxide and cell death / M.P. Murphy // Biochim. Biophys. Acta. - 1999. -Vol. 1411, № 2-3. - P. 401-414.
73. Nitric oxide and asthma / N.H. Hacken, W. Ti-mens, T.W. van der Mark et al. // Ned. Tijdschr. Geneeskd. - 1999. - Vol. 143, № 31. - P. 16061611.
74. Nitric oxide increased interleukin-4 expression in T-lymphocytes / R.H. Chung, M.H. Feng, W.H. Liu et al./ // Immunology. - 1997. - Vol.
90, № 3. - P. 364-369.
75. Nitric oxide mediates the thermal hyperalgesia produced in a model of neuropathic pain in the rat / S.T. Meller, P.S. Pechman, G.F. Gebhart, T.J. Maves // Neuroscience. - 1992. - Vol. 50, № 1. - P. 7-10.
76. Nitric oxide modulates eosinophil infiltration in antigen-induced airway inflammation in rat /
H.H. Fereira, E. Bevilacqua, S.M. Gagiotti et al. // Eur. J. Pharmacol. - 1998. - Vol. 358, № 3. - P. 253-259.
77. NMDA receptors activation induces nitric oxide synthesis from arginine in rat brain slices / J. Garthwaite, G. Garthwaite, R.M.J. Palmer et al. // Eur. J. Pharmacol. - 1989, № 4-5. - Vol. 172. - P. 413-416.
78. Noxious stimulation increases glutamate and arginine in the periaqueductal gray matter in rats: a microdialysis study / E. Silva, L. Hernandez, Q Contreras // Pain. - 2000. - Vol. 87, № 2. -P. 131-135.
79. Palmer R.M.J. Nitric oxide release accounts for the biological activity of endothelium-derived relaxing factor / R.M.J. Palmer, A.G. Ferrige,
S. Moncada // Nature. - 1987. - Vol. 327. - P. 524-526.
80. Paul V. Prevention of picrotoxin convulsions-induced learning and memory impairment by nitric oxide increasing dose of L-arginine in rats / V. Paul // Pharmacol. Biochem. Behav. - 2003. -Vol. 75, № 2. - P. 329-334.
81. Plech A. Effect of L-arginine on memory in rats / A. Plech, T. Klimkiewicz, B. Maksym // Pol. J. Pharmacol. - 2003. - Vol. 55, № 6. - P. 987-992.
82. Possible involvement of L-arginine-nitric oxide pathway in the modulation of stress-induced analgesia / I. Haulica, A. Busuioc, C. Neamtu et al. // Rom. J. Physiol. - 1997. - Vol. 34, № 1-4. -P. 19-24.
83. Potenza M.A. Immunoregulatory effects of L-arginine and thepeutical implications / M.A. Po-tenza, C. Nacci, D. Mitolo-Chieppa // Curr. Drug. Immune Endocr. Metabol. Disord. - 2001. -Vol. 1, № 1. - P. 67-77.
84. Rapid development of nitric oxide-induced hyperalgesia depends on an alternate to the cGMP-mediated pathway in the rat neuropathic pain model / T. Inoue, T. Mashimo, M. Shibata et al. // Brain Res. - 1998. - Vol. 792, № 2. - P. 263-270.
85. Regulation of T-cell receptor CD3zeta chain expression by L-arginine / P.C. Rodriguez, A.H. Zea, K.S. Culotta et al. // J. Biol. Chem. -
2002. - Vol. 277, № 24. - P. 21123-21129.
86. Role of interleukin-4 in the regulation of nitric oxide production by normal human monocytes / M.C. Defer, B. Dugas, N. Paul-Eugene et al. // C.R. Acad. Sci. III. - 1994. - Vol. 317, № 11. -P. 1021-1025.
87. Semos M.L. The role of nitric oxide in spinal nociceptive reflex in rats with neurogenic and non-neurogenic peripheral inflammation / M.L. Semos, P.M. Headley // Neuropharmacology. -
1994. - Vol. 33, № 11. - P. 1487-1497.
88. Sildenafil-induced peripheral analgesia and activation of nitric oxide-cyclic GMP pathway / N.K. Jain, C.S. Patil, A. Singh, S.K. Kulkarni // Brain Res. - 2001. - Vol. 909. - P. 170-178.
89. Stuer D.J. Induction of nitric/nitrate synthesis in murine macrophages by BCG infection, lym-phokines, or interferon-gamma / D.J. Stuer, M.A. Marletta // J. Immunol. - 1987. - Vol. 139, № 2. - P. 518-525.
90. Taylor-Robinson A.W. AWCounter-regulation of T helper 1 cell proliferation by nitric oxide and interleukin-2 / A.W. Taylor-Robinson // Bio-chem. Biophys. Res. Commun. - 1997. -Vol. 233, № 1. - P. 14-19.
91. Therapeutic administration of nitric oxide synthase inhibitors reverses hyperalgesia but not inflammation in rat model of polyarthritis / L.S. Tedesco, J. Fuseler, M. Grisham et al. // Pain. - 2002. - Vol. 95, № 3. - P. 215-223.
92. The involvement of tyrosine kinases, cyclic AMP/protein kinase A, and p38 mitogen-activated protein kinase in IL-13 mediated argi-nase I induction in macrophages: its implications in IL-13-inhibited nitric oxide production / C.I. Chang, B. Zoghi, J.C. Liao, L. Kuo // J. Immunol. - 2000. - Vol. 165, № 4. - P. 2134-2141.
93. The 25-kDa soluble CD23 activated type III con-stituitive nitric oxide-synthase activity via CD11b and CD11c expressed by human monocytes / J.P. Aubry, N. Dugas, S. Lecoanet-Henchoz et al. // J. Immunol. - 1997. - Vol. 159, № 2. -P. 614-622.
94. The role of nitric oxide and prostaglandin E2 on the hyperalgesia induced by excitatory amino acids in rats / Y.H. Park, C.Y. Shin, T.S. Lee et al. // J. Pharm. Pharmacol. - 2000. - Vol. 52, № 4. - P. 431-436.
95. Transient action of the endothelial constuitive nitric oxide synthase (ecNOS) mediates the development of thermal hypersensitivity following peripherap nerve injury / D. Levy, M. Tal, A. Hoke, D.W. Zochodne // Eur. J. Neurosci. -2000. - Vol. 12. № 7. - P. 2323-2332.
96. Translational control of inducible nitric oxide synthase by IL-13 and arginine avaibility in inflammatory macrophages / S. El-Gayar, H. Thur-
ing-Nahler, J. Pfeilschifter et al. // J. Immunol. -
2003. - Vol. 171, № 9. - P. 4561-4568.
97. Tseng L.F. Increase of nitric oxide production by L-arginine potentiates i.c.v. administered beta-endorphin-induced antinociception in the mouse / L.F. Tseng, J.Y. Xu, G.M. Pieper // Eur. J. Pharmacol. - 1992. - Vol. 121, № 2-3. - P. 301-303.
98. Ubiquitination of inducible nitric oxide synthase is required for its degradation / P.J. Kolodziejski, A. Musial, J.S. Koo, N.T. Eissa // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2002. - Vol. 99, № 19. -P. 12315-12320.
99. Xu J.Y. Increase of nitric oxide by L-arginine potentiates beta-endorphin, but not mu-, delta- or kappa-opioid agonists induced antinociception in the mouse / J.Y. Xu, L.F. Tseng // Eur. J. Pharmacol. - 1993. - Vol. 236, № 1. - P. 137-142.
100. Yonehara N. Involvement of NMDA-nitric oxide pathways in the development of tactile hypersensitivity evoked by the loose-ligation of inferior alveolar nerves in rats // N. Yonehara,
C. Kudo, Y. Kamisaki // Brain Res. - 2003. -Vol. 963, № 1-2. - P. 232-243.
101. Yonehara N. Involvement of NMDA-nitric oxide pathways in the development of hypersensitivity to tactile stimulation in dental injured rats / N. Yonehara, K. Amano, Y. Kamisaki // Jpn. J. Pharmacol. - 2002. - Vol. 90, № 2. -P. 145-155.
102. Yoon Y.W. Nitric oxide mediates behavioral sings of neuropathic pain in an experimental rat models / Y.W. Yoon, B. Sung, J.M. Chung // Neuroreport. - 1998. - Vol. 9, № 3. - P. 367372.
103. Zajac J.M. Opposing interplay between neuropeptide FF and nitric oxide in antinociception and hypothermia / J.M. Zajac, J.P. Latapie, B. Frances // Peptides. - 2000. - Vol. 21, № 8. -P. 1209-1213.
