CC BY
83
УДК (547.757.547.466.577.158.344:577.31/ 611.81) - 092.9
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ СМЕСЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ
АМИНОКИСЛОТЫ С РАЗВЕТВЛЕННОЙ УГЛЕВОДОРОДНОЙ ЦЕПЬЮ, ТАУРИН И L-ТРИПТОФАН НА УРОВНИ ТРИПТОФАНА И ЕГО МЕТАБОЛИТОВ В ПЛАЗМЕ КРОВИ, ПЕЧЕНИ И ГОЛОВНОМ МОЗГЕ КРЫС ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ ИНТОКСИКАЦИИ ЭТАНОЛОМ М.М. Золотухин, Е.М. Дорошенко, В.Ю. Смирнов, Ю.Е. Разводовский, В.М. Шейбак ЦНИЛ, УО «Гродненский государственный медицинский университет»
Исследовали эффекты двух аминокислотных смесей на ночные уровни триптофана и его метаболитов в плазме крови, печени, головном мозге крыс на фоне хронической алкогольной интоксикации (ХАИ). Смесь А содержала L-лейцин, L-изолейцин, L-валин и таурин. Смесь B включала также L-триптофан. Смеси А (500 мг/кг) и В (600мг/ кг) вводились внутрижелудочно 7 дней в световую фазу за 12 ч до декапитации. ХАИ не изменяла уровней триптофана (Trp) и его метаболитов в плазме, печени, в большинстве отделах мозга, за исключением среднего мозга, где уровень мелатонина (Mel) был повышен; не изменяла уровня Trp в печени и снижала его содержание в плазме. Уровень Trp снижался в среднем мозге, гипоталамусе, мозжечке, эпифизе, а серотонина (5-HT) - в лобной доле коры и мозжечке. После введения смеси А содержание 5-гидрокситриптофана (5-HTP) увеличивалось в лобной доле и мозжечке. В лобной доле коры, гипоталамусе уровень N-ацетилсеротонина (NAS) увеличивался, в среднем мозге - снижался. В стриатуме уровень N-ацетилтриптофана (NAT) также снижался. Концентрация Mel увеличивалась в гипоталамусе и снижалась в лобной доле коры. Смесь В увеличивала уровень Trp в плазме, печени и мозжечке. В стриатуме уровни 5-HTP, 5-гидроксииндолуксусной кислоты (5-HIAA) были повышены. Содержание 5-HTP было снижено в гипоталамусе, лобной доле коры и мозжечке. Концентрации NAS и NAT были увеличены в лобной доле коры. Уровень триптамина (TRN) был повышен в стриатуме и понижен в эпифизе. В гипоталамусе катаболизм Mel снижался и увеличивался в лобной доле. Мы полагаем, что эффекты обоих композиций могли быть реализованы путем модификации транспорта аминокислот из-за конкурентных отношений АРУЦ и Trp.
Ключевые слова: метаболизм триптофана, аминокислоты, алкоголь, циркадианныйритм, головной мозг.
We investigated the effects of two amino acid mixtures on nocturnal content of tryptophan and its metabolites in blood plasma, liver, and brain ofrats undergoing chronic alcohol intoxication (CHAI). Mixture A contained L-leucine, L-isoleucine, L-valine and taurine. Mixture В included also L-tryptophan. Solutions of mixtures A (500 mg/kg) and B (600 mg/kg) were injected intragastricaly for 7 days in light phase; both mixtures - 12 h before decapitation. The CHAI didn't change the levels of Trp and its metabolites in plasma, liver and most brain areas except midbrain (the level of Mel was increased). The mixture A didn't affect the level of Trp in the liver and decreased its content in plasma. The level of Trp was decreased in midbrain, hypothalamus, cerebellum, pineal gland, and that at cerotonine (5-HT) in frontal cortex and cerebellum. After the administration of mixture A the content of 5-HTP increased in frontal cortex and cerebellum. In frontal cortex, hypothalamus the level of NAS was increased while its level in midbrain was decreased. In striatum the level of NAT was declining. The concentration of Mel increased in hypothalamus and decreased in frontal cortex. The mix B increased the level of Trp in plasma, liver and cerebellum. In the striatum the levels of 5-HTP and 5-HIAA were increased. The content of 5-HTP was declined in hypothalamus, frontal cortex, and cerebellum. The concentrations of NAS and NAT rised in frontal cortex. The level of TRN was increased in striatum and decreased in pineal gland. The catabolism of Mel was decreased in hypothalamus and increased in frontal cortex. We suppose the effects of both mixtures can be realized by modification of transport of amino acids due to the competition of BCAA and tryptophan.
Key words: tryptophan metabolism, amino acids, alcohol, circadian rhythm, brain.
Хроническая алкогольная интоксикация (ХАИ) сопровождается снижением активности гидрокси-лазного пути обмена триптофана, в результате чего снижается синтез серотонина. Угнетение его синтеза связывают со снижением доступности предшественника в мозге или катаболизма серотонина [7, 10]. Перспективным является направление разработки композиций на основе аминокислот, позволяющих снизить токсическое воздействие этанола на мозг и осуществить целенаправленную коррекцию в отношении гидроксилазного пути обмена триптофана в случае угнетения его активности. Для снижения токсического действия алкоголя на нейроциты считается обоснованным включение в состав композиции таурина и аминокислот с разветвленной углеводородной цепью (АРУЦ) - L-лейцина, L-изолейцина и L-валина. Примене-
13
ние первого основано на его антиоксидантных и мембраностабилизирующих свойствах [3], поскольку при ХАИ имеет место изменение свойств биологических мембран [4]. Включение вторых основано на их детоксикационных свойствах [6]. Включение L-триптофана в состав композиции может считаться целесообразным, так как он обладает антиалкогольными свойствами [11] и способен оказывать стимулирующее влияние на синтез серотонина [5]. Таким образом, представляет интерес описать эффекты композиций на основе АРУЦ, триптофана, таурина на уровни триптофана и его метаболитов при ХАИ в темновую фазу, поскольку синтез некоторых метаболитов гидро-ксилазного пути обмена триптофана активен в ночное время.
Цель работы. Исследовать влияние внутриже-
0
лудочного введения композиции на основе АРУЦ, триптофана и таурина при хронической алкогольной интоксикации на ночное содержание триптофана и метаболитов гидроксилазного пути его обмена в плазме крови, печени и отделов головного мозга крыс.
Материалы и методы
В работе использовались 32 крысы-самца гетерогенной популяции массой 160-240 г, которые содержались на стандартном рационе вивария, после фотоадаптации (2 нед). Во время всего эксперимента крыс содержали при нормальном световом цикле (12/12 ч, 9:00-21:00 ч). Хроническую алкогольную интоксикацию моделировали в течение 14 недель, используя 20% раствор этанола в качестве единственного источника питья [4]. Средняя доза этанола за весь период алкоголизации составила 8,3±0,3 г/кг (по данным регистрации потребления). Опытным группам в течение 7 дней внутрижелу-дочно вводили 2,4 % раствор композиции А (500 мг/кг) или 3,0 % раствор композиции В (600 мг/кг) в 11:00 ч. Композиция А состояла из L-лейцина, L-изолейцина, L-валина и таурина в массовых соотношениях 1 : 0,25 : 0,25 : 0,5. Композиция В состояла из L-лейцина, L-изолейцина, L-валина, L-трип-тофана и таурина в массовых соотношениях 1 : 0,25 : 0,25 : 0,4 : 0,5 [2]. Интактному контролю и контролю, получавшему этанол, вводили экви-объемные количества изотонического раствора хлорида натрия. Декапитацию проводили в 23:00 ч, спустя 12 ч после последнего введения композиций. Печень и отделы головного мозга быстро извлекали и помещали в жидкий азот [9]. Гомогенизацию биологического материала (гипоталамус, стриатум, средний мозг, лобную долю коры, моз-жечек, печень) производили тефлоновым пестиком в 10-кратном объеме (эпифизов - в фиксированном объеме 100 мкл) экстракционной среды, содержащей 0,2 М хлорную кислоту, 25 мг/л ЭДТА и 1 мкМ ванилиновую кислоту (VA) (внутренний стандарт). Центрифугировали 15 мин при 20000 g (4°С). Супернатанты замораживали и хранили при -80°С.
Кровь собирали в пластиковые пробирки, содержащих 10% раствор Na2EDTA и центрифугировали 15 мин при 3000 g. К полученной плазме добавляли равные объемы среды для депротеинизации, содержащей 1 М хлорную кислоту, 25 мг/л ЭДТА и 5 мкМ VA. Центрифугировали 15 мин при 20000 g (4°С). Супернатанты хранили при -80°С.
В работе использовали L-лейцин, L-изолейцин, L-валин, L-триптофан (Reanal, Венгрия), таурин (Sigma, США). Для приготовления подвижных фаз использовали ацетонитрил, метанол (Merck, Германия), КН2РО4, ЭДТА (Reanal, Венгрия), октил-сульфонат натрия, гептилсульфонат натрия (Элси-ко, Россия), уксусную кислоту, хлорную кислоту хч (НеваРеактив, Россия) и этанол квалификации не ниже хч. В качестве стандартов применяли се-ротонин креатинин-сульфат (5-HT), триптамин гидрохлорид (TRN), N-ацетилтриптофан (NAT) (Reanal, Венгрия), L-триптофан (Trp), 5-гидрокси-
индолуксусную кислоту (5-HIAA), мелатонин (Mel), N-ацетилсеротонин (NAS), ванилиновую кислоту (VA), 5-метоксииндолуксусную кислоту (5-MIAA), 5-гидрокситриптофан (5-HTP) (Sigma, США). Тридистиллированную воду для подвижных фаз пропускали через патрон «Norganic» (Millipore, США), подвижные фазы фильтровали через мембранный фильтр 0,22 мкм.
Определения проводили методом изократичес-кой обращено-фазовой ВЭЖХ на хроматографе Agilent 1100. Колонка 3x250 мм Separon SGX C18, 8 мкм (Элсико, Россия) термостатировалась при 30°С, скорость потока 0,5 мл/мин. Введение образцов осуществлялось автосамплером (ALS G1313A), объем 20 мкл. Детектирование по природной флуоресценции 280/340 нм. Для определения Trp, 5-HTP, 5-HT и 5-HIAA использовали подвижную фазу, содержащую 0,1 М KH2PO4, 17 мМ уксусной кислоты, 25 мг/л ЭДТЛ, 1 мМ гептилсуль-фоната натрия, 0,8 мМ октилсульфоната натрия и 11 % метанола (об.). Определение NAS, NAT, TRN, 5-MIAA и Mel проводили по методу [1]. Интегрирование и расчет содержания триптофана и его метаболитов проводили с помощью программы ChemStation версии А.10.01.
Статистическая обработка данных (корреляционный анализ и t-критерий Стьюдента, U-тест Ман-на-Уитни для проверки достоверностей, когда различались значения дисперсий, либо отмечалось отклонение от нормального распределения) проводилась с помощью пакета Statistica 7.0.
Результаты и обсуждение
Продолжительная интоксикация алкоголем не изменяла содержание Trp в плазме крови и печени. Введение композиции A достоверно снижало уровень Trp в плазме, при сравнении с контролем, в то время как уровень его в печени не изменялся. Смесь В повышала содержание Trp в плазме и печени, в сравнении с контролем и ХАИ (табл. 1). ХАИ в плазме крови увеличивала только уровень тирозина. Отмечено, что содержаниие фенилала-нина и АРУЦ при этом не изменяется (Ю.Е. Разво-довский и др., в печати) таким образом, транспорт Trp в мозг и периферические ткани не претерпевал существенных изменений, о чем говорит также отсутствие достоверных изменений в содержании этой аминокислоты в печени и отделах головного мозга. Наблюдавшееся после введения смеси А снижение уровня Trp в плазме крови может объясняться тем, что условия для снижения его транспорта создавало повышение уровней лейцина, тирозина и таурина (Ю.Е. Разводовский и др., в печати). Возможно, определенную роль играл тау-рин, так как он увеличивает транспорт АРУЦ [3] в нервную ткань, снижая содержание Trp [8]. Смесь А на фоне ХАИ не изменяла скорость катаболизма Trp в печени, об этом косвенно свидетельствует его неизменный уровень. Повышение в плазме уровня Trp после введения композиции В было связано с созданием градиента его концентрации между эн-тероцитами и кровью. В печени снижался катаболизм Trp по диоксигеназному пути, о чем косвен-1 -
но говорит повышение уровня Trp. После введения смеси В создавались условия для увеличения доступности Trp в мозге: снижение катаболизма Trp в печени, повышение уровня Trp в крови за счет поступления его в составе композиции и повышение содержания в плазме крови тирозина и фени-лаланина при неизменных уровнях АРУЦ (Ю.Е. Разводовский и др., в печати).
В эпифизе ХАИ не изменяла содержание Trp и его метаболитов. Аминозоль А в железе снижал содержание Trp, при сравнении с контролем. В эпифизе смесь В понижала концентрацию TRN, по отношению к контролю (табл. 2). Хроническая алкогольная интоксикация сопровождалась появлением корреляционной связи 5-HT-NAS (r=0,92) и ослаблением связи TRN-5-MIAA (r=0,82 против r=0,90) в эпифизе. Сохранялась связь Trp-5-HIAA ^=0,82).Такие изменения свидетельствуют о перераспределении потока 5-HT между окислительным дезаминированием и N-ацетилирующей цепочкой. Аминозоль А в эпифизе снижал синтез и катаболизм 5-HT за счет снижения доступности Trp. На это указывает достоверное снижение содержания Trp, понижение уровней 5-HT, 5-HIAA (изменения носили недостоверный характер) и появление корреляционной связи 5-HT-5-HIAA (r=0,85). Кроме того, снижался синтез NAT и TRN, что указывает тенденция к снижению их содержания и ослабление связи NAT - TRN (r=0,93 против r= 0,99). Угнетался синтез Mel и 5-MIAA, о чем свидетельствует тенденция к снижению их уровней. Таким образом, снижение доступности Trp угнетает его катаболизм по гидроксилазной и минорным катаболи-ческим цепочкам в эпифизе. Смесь В увеличивала окисление TRN в эпифизе, о чем говорит снижение его уровня. Усиление корреляционной связи Trp-5-HlAA (r=0,89) против r=0,82, а также ослабление связи 5-HT-NAS (r=0,84 против r=0,92 при ХАИ) означает частичное снижение метаболических эффектов ХАИ за счет воздействия на метаболизм серотонина.
ХАИ в стриатуме не изменяла уровней всех исследованных соединений. Смесь А понижала содержание NAT, при сравнении с контролем. После введения аминозоля В в стриатуме увеличивались уровни 5-HTP, 5-HIAA и TRN, в сравнении с ХАИ (табл. 3). В стриатуме ХАИ вызывала появление корреляционной связи Trp-5-HT (r=0,84) и ослабление - 5-HT-5-HIAA (r=0,78 против 0,96). Нарушались связи между концентрациями минорных метаболитов и метаболитами гидроксилазного пути обмена Trp. Возможно, это связано с перераспределением потока Trp в пользу гидроксилирую-щей цепочки. Снижение содержания NAT после введения смеси А, а также появление корреляционной связи NAT-5-HIAA (r=0,82), NAT-NAS (r=0,89), и отмечаемая тенденция к снижению уровня TRN означает, что осуществляется адаптивное перераспределение потока Trp с минорных цепочек его катаболизма на гидроксилирующую ветвь. В пользу этого говорит и отсутствие изменений в уровнях 5-HTP, 5-HT, 5-HIAA и NAS. В стриатуме
- 1
введение аминозоля В сопровождалось увеличением уровней 5-HTP, 5-HIAA и изменением корреляционной связи 5-HT- 5-HIAA (r=0,94 против r=0,78 при ХАИ, r=0,96 в контроле). На фоне отмечаемой тенденции к увеличению уровня Trp отмечалось повышение синтеза TRN, о чем свидетельствует увеличение концентрации последнего. Таким образом, данный аминозоль стимулирует синтез се-ротонина и его катаболизм за счет увеличения доступности Trp, частично устраняя метаболические эффекты ХАИ.
В лобной доле коры больших полушарий ХАИ не изменяла содержание Trp и его метаболитов. Композиция А в этом отделе мозга увеличивала содержание 5-HTP, при сравнении с контролем, и концентрацию NAS, в сравнении с контролем и ХАИ. Уровни 5-HT и Mel были снижены, по отношению к ХАИ. Композиция В достоверно повышала содержание NAT и NAS, при сравнении с контролем. Снижались уровни 5-HTP, Mel при сравнении с ХАИ (табл. 4). Интоксикация этанолом сопровождалась исчезновением корреляционной связи Trp-NAS и возникновением новых TRN-5-HT (r=0,88), 5-HT-Mel (r=0,79). В перераспределении Trp между декарбоксилазным и гидроксилазным путями возможен вклад Mel. В лобной доле коры смесь А снижала декарбоксилирование 5-HTP, о чем свидетельствует повышение уровня 5-HTP и снижение 5-HT. Снижался синаптический выброс медиатора за счет снижения его синтеза, в пользу чего говорит снижение уровня амина, отмечаемая тенденция к понижению содержания 5-HIAA и появление корреляционной связи 5-HTP - 5-HIAA (r=0,77). Увеличение содержания NAS означает, что в катаболизм 5-HT вовлекается его метаболический пул, это также косвенно подтверждается снижением его уровня. Кроме того, в лобной доле коры увеличивалось окисление Mel, в пользу этого свидетельствует понижение его уровня. Аминозоль В в лобной доле коры увеличивал декарбоксилиро-вание 5-HTP, о чем говорит снижение уровня 5-HTP. Данный аминозоль, кроме того, увеличивал активность N-ацетилтрансферазы, в результате чего увеличивался катаболизм 5-HT и Trp, о чем свидетельствует повышение концентраций NAT и NAS. Возможно, увеличение активности N-ацетилтрансфе-разы было связано с ослаблением ингибирующего влияния Mel [12], поскольку содержание последнего снижалось.
Интоксикация этанолом в гипоталамусе характеризовалась отсутствием достоверных изменений в уровнях всех изученных соединений. В гипоталамусе аминозоль А снижал концентрацию Trp при сравнении с интактным контролем и группой ХАИ, в то время как уровни Mel и NAS были повышены относительно ХАИ. Аминозоль В в этом отделе мозга снижал уровень 5-HTP и увеличивал Mel при сравнении с контролем и ХАИ (табл. 5). ХАИ сопровождалась разрушением связей Trp-NAS и возникновением 5-HT-5-HIAA (r=0,82) и 5-HIAA-NAS (r=0,86). Это означает, что ХАИ вызывает перераспределение потока 5-HT между катаболичес-
32
Таблица 1 - Содержание триптофана в плазме крови (мкмоль/л) и в печени (нмоль/г ткани) после введения смеси А (500 мг/кг) или В (600мг/кг) на фоне ХАИ, среднее ± средняя ошибка среднего
Контроль ХАИ ХАИ + смесь А ХАИ + смесь B
Trp, плазма 35,1 ± 1,55 32,2 ± 1,26 29,2 ± 2,24* 48,5 ± 2,17* f
Trp, печень 14,0 ± 1,0 14,5 ± 1,3 12,1 ±1,4 19,4 ± 1,2* f
Примечание к табл. 1-7: * - р<0,05 по отношению к контролю, | - по отношению к ХАИ Таблица 2 - Содержание триптофана и его метаболитов в эпифизе крыс после введения смеси А (500 мг/кг) или В (600мг/кг) на фоне ХАИ (нмоль/эпифиз), среднее ± средняя ошибка среднего
Контроль ХАИ ХАИ + смесьА ХАИ + смесьВ
Trp 0,0224 ± 0,0026 0,0256 ± 0,0047 0,01623±0,0017* 0,02263±0,0013
5-HTP 0,0014 ± 0,0004 0,0012 ±0,0003 0,00112±0,00008 0,00109±0,00013
5-HT 0,0635 ± 0,0215 0,061 ± 0,019 0,02423±0,00465 0,06575 ± 0,0135
5-HIAA 0,0036 ± 0,001 0,0043 ± 0,0013 0,00183±0,00035 0,0037 ± 0,00058
NAS 0,00070±0,00018 0,0010± 0,0005 0,00046±0,00010 0,00131 ± 0,00044
NAT 0,00013±0,00002 0,00014±0,00005 0,00007±0,00002 0,00007± 0,00002
TRN 0,00014±0,00003 0,00016±0,00007 0,00009±0,00002 0,00006±0,00001*
5-MIAA 0,0051± 0,0011 0,0029 ± 0,0004 0,003 ± 0,00088 0,00278 ± 0,00058
Mel 0,00031±0,00007 0,00033±0,00013 0,00017±0,00003 0,00020 ± 0,00002
Таблица 3 - Содержание триптофана и его метаболитов в стриатуме крыс после введения смеси А (500 мг/кг) или В (600 мг/кг) на фоне ХАИ (нмоль/г ткани), среднее ± средняя ошибка среднего
Контроль ХАИ ХАИ + смесь А ХАИ+ смесь В
Trp 14,3 ± 1,1 14,84 ± 1,25 16,6 ± 2,1 17,1 ± 1,1
5-HTP 0,144 ± 0,017 0,123 ± 0,023 0,154 ± 0,007 0,18 ± 0,02 f
5-HT 0,419 ± 0,098 0,542 ± 0,206 0,535 ± 0,080 0,528 ± 0,078
5-HIAA 0,632 ± 0,099 0,516 ± 0,070 0,640 ± 0,109 0,766 ± 0,092 f
NAS 0,0190 ± 0,0027 0,0201 ±0,0027 0,0208 ± 0,0023 0,0392 ± 0,0172
NAT 0,0192 ± 0,0020 0,0158 ±0,0021 0,0124 ± 0,0021* 0,0161 ± 0,0030
TRN 0,0220 ± 0,0034 0,0180 ±0,0047 0,0141 ± 0,0024 0,0201 ± 0,0018 f
Mel 0,0325 ± 0,0165 0,0191 ±0,0032 0,0179 ± 0,0017 0,0171 ± 0,0016
Таблица 4 - Содержание триптофана и его метаболитов в лобной доле коры больших полушарий крыс после введения смеси А (500 мг/кг) или В (600 мг/кг) на фоне ХАИ (нмоль/г ткани), среднее ± средняя ошибка среднего
Контроль ХАИ ХАИ + смесьА ХАИ + смесь В
Trp 14,4 ± 1,8 16,4 ± 2,2 17,4 ± 2,2 16,4 ± 1,3
5-HTP 0,197 ± 0,0183 0,241 ± 0,018 0,282 ± 0,0201* 0,181 ± 0,0167 f
5-HT 0,664 ± 0,1004 0,802 ± 0,081 0,477 ± 0,0746 f 0,785 ± 0,0600
5-HIAA 0,995 ± 0,0975 0,958 ± 0,108 0,919 ± 0,1452 1,10 ± 0,16
NAS 0,0283 ± 0,0050 0,0326 ± 0,0058 0,0475 ± 0,0030* f 0,0610 ±0,0190*
NAT 0,0171 ± 0,0036 0,0234 ± 0,0024 0,0184 ± 0,0022 0,0310 ±0,0042*
TRN 0,0182 ± 0,0021 0,0192 ± 0,0020 0,0192 ± 0,0027 0,0205 ± 0,0031
Mel 0,0769 ± 0,0073 0,1123 ± 0,0168 0,0694 ± 0,0069 f 0,0747 ±0,0112 f
Таблица 5 - Содержание триптофана и его метаболитов в гипоталамусе крыс после введения смеси А (500 мг/кг) или В (600 мг/кг) на фоне ХАИ (нмоль/г ткани), среднее ± средняя ошибка среднего
Контроль ХАИ ХАИ + смесь А ХАИ + смесь В
Trp 15,2 ± 1,5 14,5 ± 1,1 10,6 ± 1,1* f 19,0 ± 2,0
5-HTP 0,151 ± 0,0086 0,149 ± 0,0104 0,135 ± 0,0087 0,105 ± 0,0085* f
5-HT 1,69 ± 0,26 1,65 ± 0,23 1,45 ± 0,19 1,82 ± 0,24
5-HIAA 1,13 ± 0,17 1,09 ± 0,19 0,713 ± 0,1084 1,31 ± 0,19
NAS 0,118 ± 0,056 0,0480 ±0,0047 0,0882 ± 0,0056 f 0,0550 ± 0,0018
NAT 0,0187±0,0021 0,0227 ±0,0036 0,0151 ± 0,0029 0,0178 ± 0,0030
TRN 0,0227±0,0024 0,0207 ±0,0016 0,0168 ± 0,0030 0,0253 ± 0,0029
Mel 0,0572±0,0054 0,0562 ±0,0046 0,0754 ± 0,0082 f 0,0884±0,0090* f
кими цепочками. Снижение содержания Trp в гипоталамусе после введения смеси А сопровождалось усилением катаболизма 5-HT по N-ацетили-рующей цепочке, о чем говорит повышение уровня NAS. Появление корреляционной связи 5-HTP-5-HIAA (r=0,76) , а также снижение катаболизма Mel (повышение уровня Mel), свидетельствует об адаптивном стимулирующем влиянии на данную
катаболическую цепь с возможным вовлечением в регуляцию Mel. Аминозоль В вызывал появление корреляционной связи Trp- 5-HIAA (r=0,92), что свидетельствует об увеличении потока этой аминокислоты по гидроксилазному пути. Повышение уровня Mel в этом отделе мозга было связано со снижением его деградации.
В среднем мозге ХАИ увеличивала содержание Mel. Смесь А снижала уровень Trp, в сравнении с ХАИ и уровень NAS, по отношению к контролю. В этой структуре мозга смесь В не изменяла достоверно уровни Trp и его метаболитов (табл. 6). В среднем мозге ХАИ снижала катаболизм Mel и вызывала исчезновение корреляционных связей между уровнями 5-HIAA и Trp, 5-HT. Возникновение связей Trp-NAS (r=0,94),Trp-5-HTP (r=0,90), 5-HTP-NAS (r=0,97) говорит об адаптивном перераспределении потока субстрата между окислительной и N-ацетилирующей цепочками в пользу последней. Не исключается вклад Mel в этот адаптивный механизм. Аминозоль А снижал доступность Trp в среднем мозге, в результате чего снижался катаболизм 5-HT по N-ацетилирующему пути , о чем говорит снижение уровня NAS. Аминозоль В в этом отделе мозга не оказывал существенного влияния на обмен Trp.
Алкогольная интоксикация в мозжечке не изменяла уровней всего спектра изученных соединений. Аминозоль А в этой структуре мозга повышал уровень 5-HTP и снижал концентрацию Trp, в сравнении с контролем. Содержание 5-HT было снижено, при сравнении с контролем и ХАИ. Аминозоль В в мозжечке увеличивал содержание Trp и снижал уровень 5-HTP при сравнении с контролем и ХАИ (табл. 7). ХАИ в мозжечке не изменяла потока субстратов всех изученных метаболических цепочек Trp. В мозжечке смесь А снижала доступ-
ность Тгр и синтез 5-НТ за счет угнетения декарбокси-лирования 5-НТР, о чем говорит повышение уровня последнего и снижение содержания 5-НТ. Таким образом, данная композиция угнетает серотонинергичес-кую систему в этом отделе мозга. Смесь В увеличивала декарбоксилирование 5-НТР на фоне повышения содержания Тгр, при этом не изменяя скорость катаболизма 5-НТ. Это означает, что данный аминозоль увеличивает синтез 5-НТ, о чем также свидетельствует появление корреляции Тгр-5-НТ (г= 0,76). Таким образом, аминозоль В увеличивает синтез медиатора за счет увеличения доступности предшественника (Тгр).
Заключение
Хроническая алкогольная интоксикация не изменяла уровней Тгр в плазме крови , печени и не оказывала влияния на метаболизм Тгр в мозжечке. В эпифизе, гипоталамусе, стриатуме, в лобной доле коры хроническая алкогольная интоксикация вызывала адаптивное перераспределение потока Тгр между своими катаболическими цепочками в тем-новую фазу, в то время как в среднем мозге в этот механизм вносил вклад мелатонин.
Аминозоль на основе АРУЦ и таурина в темно-вую фазу не изменял уровень триптофана в печени и снижал его содержание в плазме, создавая, тем самым, условия для снижения его уровня в мозге.
В лобной доле коры больших полушарий, гипоталамусе снижался синтез серотонина и увеличивался его катаболизм по ^ацетилирующему пути, в то время как эта катаболическая цепочка угнеталась в среднем мозге. Снижалась активность серотонинергической системы в эпифизе, мозжечке и в стриатуме, адаптивно перераспределялся поток триптофана между минорными и гидроксилаз-ным путем его обмена в пользу последнего. Данная композиция на фоне хронической алкогольной интоксикации усиливала катаболизм мелатонина в лобной доле коры и снижала его деградацию в гипоталамусе. Большинство эффектов на гидрокси-лазный путь обмена триптофана данной композицией реализовывались через снижение доступности триптофана в головном мозге.
Композиция на основе АРУЦ, таурина и L-трип-тофана в темновую фазу снижала катаболизм триптофана в печени и повышала содержание его в плазме крови, создавая условия для повышения доступности аминокислоты в мозге. Данный аминозоль увеличивал функциональную активность гидрокси-лазного пути обмена триптофана в мозжечке, эпифизе, стриатуме, гипоталамусе, лобной доле коры
Таблица 6 - Содержание триптофана и его метаболитов в среднем мозге крыс после введения смеси А (500 мг/кг) или В (600 мг/кг) на фоне ХАИ (нмоль/г ткани), среднее ± средняя ошибка среднего
Контроль ХАИ ХАИ + смесь А ХАИ + смесь В
Trp 15,7 ± 1,6 17,8 ± 0,9 13,5 ± 1,5f 19,8 ± 1,2
5-HTP 0,167 ± 0,0126 0,150 ± 0,0196 0,145 ± 0,0130 0,196 ± 0,0154
5-HT 1,55 ± 0,30 1,69 ± 0,14 1,67 ± 0,19 1,82 ± 0,34
5-HIAA 1,45 ± 0,25 1,73 ± 0,15 1,41 ± 0,14 1,76 ± 0,23
NAS 0,0493±0,0054 0,0461 ±0,0079 0,0269 ± 0,0056* 0,0717 ± 0,0106
NAT 0,0218±0,0038 0,0163 ±0,0016 0,0161 ± 0,0011 0,0165 ± 0,0009
TRN 0,0216±0,0032 0,0190 ±0,0018 0,0234 ± 0,0054 0,0167 ± 0,0010
Mel 0,0719±0,0048 0,0887±0,0034* 0,0746 ± 0,0112 0,0828 ± 0,0050
Таблица 7 - Содержание триптофана и его метаболитов в мозжечке крыс после введения смеси А (500 мг/кг) или В (600 мг/кг) на фоне ХАИ (нмоль/г ткани), среднее ± средняя ошибка среднего
Контроль ХАИ ХАИ + смесь А ХАИ + смесь В
Trp 16,2 ± 0,9 15,4 ± 1,0 12,4 ± 1,5* 19,8 ± 1,1* f
5-HTP 0,133 ± 0,0099 0,187 ± 0,0295 0,190 ± 0,022* 0,096 ± 0,0062* f
5-HT 0,175±0,0352 0,123 ±0,0138 0,0778 ±0,0143* f 0,127 ± 0,0158
5-HIAA 0,321±0,0535 0,315±0,0525 0,338 ± 0,0316 0,268 ± 0,0395
и особенно N-ацетилирование серотонина в последнем отделе мозга. В стриатуме увеличивался синтез триптамина, в то время как в эпифизе усиливался его катаболизм. В лобной доле коры этот аминозоль повышал N-ацетилирование триптофана и усиливал катаболизм мелатонина, в отличие от гипоталамуса, где снижалась его деградация. Большинство эффектов опосредовались через повышение доступности триптофана в мозге за счет поступления его в составе композиции.
Литература
1. Золотухин, М.М. Метод определения метаболитов гидрокси-лазного пути обмена триптофана в эпифизе крысы с помощью ион-парной хроматографии с детектированием по флуоресценции / М.М. Золотухин, Е.М. Дорошенко // Журнал ГрГМУ - 2007.- № 2. - С.25-28.
2. Метаболические эффекты композиции аминокислот с разветвленной углеводородной цепью и таурина при синдроме отмены этанола / В.Ю. Смирнов [и др.] // Аминокислоты и их производные в биологии и медицине: материалы II Междунар. науч. конф., Гродно, 10-12 окт. 2001 г. / НАН Беларуси, Институт биохимии, УО ГрГУ им. Я. Купалы; под общ. ред. Л.И. Нефедова. - Гродно, 2001. - С.103.
3. Нефедов, Л.И. Биологическая роль таурина / Л.И. Нефедов // Весщ AH Беларуси - 1992 . - № 3-4. - С. 99- 106.
4. Островский, Ю.М. Аминокислоты в патогенезе, диагностике и лечении алкоголизма / Ю.М. Островский, С.Ю. Островский. - Мн.: Навука i тэхнка, 1995. - С. 62-63, 164-210.
5. Попова, Н.К. Серотонин и поведение / Н.К. Попова, Е.В. На-уменко, В.Г. Колпаков. - Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1978. - С.51-52.
6. Amino Acids (Chemistry, Biology, Medicine); edited by C. Lubec, J.A. Rosental . - N.Y.: Escom, 1990. - P. 1196 .
7. Badawy, A.A.-B. Tryptophan metabolism in alcoholism / A.A.-B. Badawy // Adv. Exp. Med. Biol. - 1999. - Vol. 467. - P. 265-274.
8. Fernstrom, J.D. Branched-Chain Amino Acids and Brain Function / J.D. Fernstrom // J. Nutr. - 2005. - Vol. 135. - Suppl. 6. - P. 1539S-1546S.
9. Glowinsky, J. Regional studies of catecholamines in the rat brain.The disposition of [H3]-dopamine and [H3]-DOPA in various regions of the brain / J. Glowinsky, L.L. Iversen // J.Neurochem. - 1966. -Vol. 13, N. 8. - P.655-669.
10. Naimova, T.G. Change in the biogenic amine content in rats in acute and chronic alcohol poisoning / T.G. Naimova // Farmakol.Toksikol.-1978.-Vol.41,N.1.- P.49-52.
11. Sandyk, R. L-tryptophan in neuropsychiatric disorders: a review / R. Sandyk //Int. J. Neurosci. - 1992. - Vol. 67, N. 1-4. - P. 127-144.
12. Voisin, P. Arylamine N- acetyltransferase and arylalkylamine N-acetyltransferase in the mammalian pineal gland / P. Voisin, M. A. Namboodiri, D. Klein // J. Biol. Chem.- 1984.-Vol.259, N. 17 .- Р. 1091310918.
Поступила 02.09.08
