CC BY
112
УДК 618.173-02:618.11-089-06:616.831:577.175.823]-092.9 © Л.А. Валеева, Э.М. Нургалина, Л.А. Шейда, Р.И. Файзуллина. 2012
Л. А. Валеева, Э.М. Нургалина, Л.А. Шейда, Р.И. Файзуллина СЕРОТОНИНОВЫЕ РЕЦЕПТОРЫ МОЗГА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕНОПАУЗЕ
ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, г. Уфа
В эксперименте на беспородных крысах-самках выявлено, что хирургическая овариэктомия изменяет количество се-ротониновых рецепторов головного мозга крыс с неоднозначным влиянием на различные подтипы рецепторов.
Ключевые слова: серотониновые рецепторы, мозг, овариэктомия, менопауза.
L.A. Valeyeva, Е.М. Nurgalina, L.A. Sheida, R.I. Faizullina BRAIN SEROTONIN RECEPTORS IN EXPERIMENTAL MENOPAUSE
In the course of the study, conducted on outbread female rats, surgical ovariectomy has been revealed to alter the amount of brain serotonin receptors in rats with ambivalent influence on various receptor subtypes.
Key words: serotonin receptors, brain, ovariectomy, menopause.
В последнее время отмечен рост гинекологических операций и «омоложение» контингента оперируемых женщин. Несмотря на то, что большинство отечественных и зарубежных гинекологов придерживается тактики органосохраняющих операций, целый ряд гинекологических заболеваний требуют радикальных вмешательств. В подобных случаях у 60-80% женщин развивается синдром, связанный с быстрым выключением гормональной функции яичников [8]. Клинический синдром, развивающийся после овариэктомии, характеризуется развитием нейро-психовегетативных и обменно-эндокринных нарушений. С каждым годом возрастает число женщин, вступающих в период естественной менопаузы. Менопауза, не являясь собственно заболеванием, приводит к нарушению эндокринного равновесия в организме [9]. При изучении функционального состояния ЦНС у женщин в этот период выявлены выраженные нарушения в виде лабильности сосудистых нарушений, снижения общего коркового тонуса, ослабления внутреннего торможения и инертности нервных процессов, нарушения взаимосвязи между корой больших полушарий и нижележащими нервными структурами [7].
Гормонозаместительная терапия в период менопаузы не всегда возможна из-за наличия противопоказаний и большого количества побочных эффектов [15]. Поэтому поиск новых способов коррекции психоэмоциональных и когнитивных проявлений менопаузы является актуальной задачей.
Одним из важнейших нейромедиаторов головного мозга является серотонин [6]. Серотонин, взаимодействуя с рецепторами мозга, участвует в формировании настроения, полового, пищевого поведения, когнитивных функций, восприятии боли, регуляции цикла сон - бодрствование. Изменения в серотони-нергической системе приводят к нарушению
мозгового кровообращения, депрессиям, психозам, ожирению, мигрени, диссомнии [2,3]. Серотонинергическая система является мишенью для антидепрессантов, нейролептиков, противомигренозных, противорвотных и других лекарственных средств.
Однако роль серотонинергической системы головного мозга в патогенезе нервнопсихических нарушений в период менопаузы изучена недостаточно.
Целью настоящего исследования является выявление изменений количества серо-тониновых рецепторов мозга у крыс после хирургической овариэктомии.
Материал и методы
Исследование выполнено на 100 белых беспородных крысах-самках массой 140-160 г, содержавшихся в обычных условиях вивария. Менопауза вызывалась путем хирургической овариэктомии [4].
Для определения влияния овариэктомии на серотониновые рецепторы мозга взято 2 группы животных: ложнооперированные и овариэктомированные. В качестве контроля использованы крысы, подвергшиеся ложной операции. Крыс забивали декапитацией под легким эфирным наркозом. Выделяли мозг, гомогенизировали. С целью получения биологического материала, содержащего наибольшее количество рецепторов серотонина, выделяли частично очищенную мембранную фракцию гомогената мозга (МФГМ). МФГМ получали методом дифференциального ультрацентрифугирования в гомогенной среде. Гомогенат мозга центрифугировали при 480g 10 мин для удаления неразрушенных клеток, ядер и крупных митохондрий. Супернатант центрифугировали при 30600 g 30 мин для удаления эндогенного серотонина. Осадок ресуспендировали и использовали для опытов по связыванию лигандов серотониновыми рецепторами. Количество серотониновых ре-
цепторов определяли радиолигандным методом [6]. Для определения уровня общего связывания [3Н]-серотонина (удельная радиоактивность 15,9 Ci/mmol) (Amercham, UK) с МФГМ связывание проводили при 370С в течение 15 мин в 50 мМ трис-HCI буфере, содержащем 0.1 % аскорбиновой кислоты и 0,01 мМ паргилина (ингибитор МАО). Содержание белка в инкубационной смеси составляло 0,3-1,0 мг/мл. Концентрация [3Н]-серотонина - 6 нМ. Неспецифическое связывание определяли точно так же, но в присутствии 1000-кратного избытка немеченых лигандов (креа-тинин-серотонина - для определения общего количества мест связывания серотонина, 5-НТ^агониста суматриптана - для определения количества 5-НТ1-рецепторов, 5-НТ3-
антагониста ондансетрона - для определения количества 5-НТ3-рецепторов). Реакция была остановлена путем фильтрации проб через фильтры GFC. Фильтры просушивались и помещались во флаконы с 5 мл сцинтиляцион-ной жидкости на основе диоксана. Через 48 часов радиоактивность растворов была измерена на счетчике импульсов Бета-2. Специфическое связывание вычисляли как разницу между общим и неспецифическим связыванием. Содержание мест специфического связывания выражали в фмолях/мг белка.
Белок определяли по Lowry [12].
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета программ STATISTICA 6.0. Для выявления достоверности использовали критерий Манна-Уитни, значимыми считали различия при р<0,05.
Рис. 1. Динамика уровня специфического связывания [3Н]-серотонина при вытеснении серотонин-креатинином с МФГМ крыс после хирургической овариэктомии,
Ме [штатах], * - р < 0,05
Результаты и обсуждение
Изучение серотониновых рецепторов головного мозга у самок крыс после хирургической овариэктомии показало, что через неделю после удаления яичников уровень специфического связывания [3Н]-серотонина с МФГМ при вытеснении серотонин-креатинином составил 88,58 [70,46; 98,79]
фмоль/мг белка против 66,17 [50,96; 78,38] фмоль/мг белка у ложнооперированных крыс (рис. 1) с дальнейшим увеличением до 123,94 [120,42; 135,45] фмоль/мг белка через 2 недели после операции по сравнению с ложноопе-рированными животными - 80,71 [65,44;
90,72] фмоль/мг белка (р < 0,05).
Следовательно, удаление яичников отражается на серотониновых рецепторах головного мозга и приводит к увеличению общего количества мест связывания серотонина.
Доказано, что существует тесное взаимодействие между овариальной и серотони-нергической нейромедиаторных системами организма в механизмах когнитивных функций мозга. Серотонин и эстрадиол принимают участие в механизмах обучения, памяти, полового поведения, сна [5]. Положительное воздействие эстрогенов на серотонинергиче-скую систему во многом связано с их ингибирующим влиянием на фермент моноаминоок-сидазу, который разрушает моноамины, в том числе и серотонин [8]. Выявленное нами увеличение числа серотониновых рецепторов после овариэктомиии по-видимому, носит адаптивный характер, способствуя изменению полового, пищевого поведения, снижению либидо в менопаузе и может быть обусловлено снижением уровня серотонина после ова-риэктомии.
Уровень специфического связывания [3Н]-серотонина с МФГМ при вытеснении суматриптаном уменьшился через неделю в 6 раз (12,15 [5,19; 16,32] фмоль/мг белка против 73,4 [60,25; 78,32] фмоль/мг белка у ложно-овариэктомированных крыс (р < 0,05) с сохранением низкого уровня (9,09 [7,02; 12,03] фмоль/мг белка против 31,58 [25,93; 39,53] фмоль/мг белка в контроле) через 2 недели (р < 0,05) (рис. 2).
неделя недели
|шложноовариэктомированные Шовариэктомированные |
Рис. 2. Динамика уровня специфического связывания [3Н]-серотонина при вытеснении суматриптаном с МФГМ крыс после хирургической овариэктомии, Ме [штатах], *- р < 0,05
Таким образом, хирургическая овариэк-томия уменьшает количество 5-НТ1-рецепторов мозга. По литературным данным, 5-НТ1-рецепторы определяют поведенческие эффекты организма [11]. 5-НТ1-рецепторы
І28
уровню контрольных животных (150,32 [121,34; 188,65] фмоль/мг белка против 121,42 [89,99; 144,04] фмоль/мг белка в контроле) (рис. 3).
Это свидетельствует об увеличении количества 5-НТ3-рецепторов мозга крыс через неделю после удаления яичников с возвращением к уровню контроля через 2 недели после операции.
По данным исследователей, резкое увеличение количества 5-НТ3-рецепторов может привести к расстройствам психики [10].
Итак, хирургическая овариэктомия изменяет количество серотониновых рецепторов головного мозга с неоднозначным влиянием на различные подтипы рецепторов. Полученные результаты свидетельствуют о вовлечении серотонинергической системы мозга в патогенез менопаузального синдрома и могут быть использованы при фармакологической коррекции психоэмоциональных и нейровеге-тативных нарушениях после овариэктомии. Выводы
Хирургическая овариэктомия способствует увеличению общего количества рецепторов серотонина, приводит к уменьшению количества 5-НТ1_рецепторов головного мозга, способствует увеличению количества 5-НТ3-рецепторов мозга крыс через неделю после удаления яичников с возвращением к исходному уровню через 2 недели после операции.
Сведения об авторах статьи:
Валеева Лилия Анваровна, зав. кафедрой фармакологии №2 БГМУ, д.м.н., проф. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Нургалина Эльвира Мансуровна, старший преподаватель кафедры фармакология №2, к.м.н.
Шейда Лилия Анваровна, врач акушер-гинеколог, к.м.н., МУ «БСМП» ГО г. Уфа.
Файзуллина Гульнара Исламовна, врач токсиколог, к.м.н., ГКБ № 21 г. Уфа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Амелин, А. В. Роль серотонина и серотониновых рецепторов в патогенезе мигрени и механизмах действия антимигренозных препаратов / А. В. Амелин, А. А. Скоромец, Ю.Д. Игнатов // Неврология и психиатрия. - 2000. - № 7. - С. 55-57.
2. Взаимосвязь между функцией 5-НТ1А,2-рецепторов и стадиями сна-бодрствования / Z.-Y. Jin, B.-S. Ku, H.-Y. Yao [etal.] // Chin. Pharmacol. Bull. - 2000. - Vol. 16, N 2. - P. 208-211.
3. Гаврилов, С.С. Увеличение серотонином и 5-метокситриптамином толерантности к глобальной ишемии головного мозга / С.С. Гаврилов, В. И. Кулинский // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2007. - Т. 70, № 6. - С. 17-18.
4. Киршенблат, Я.Д. Практикум по эндокринологии / Я.Д. Киршенблат. - М., 1989. - С. 136-141.
5. Сапронов, Н.С. Роль 5-НТ1А,-рецепторов серотонина в условнорефлекторных реакциях при дефиците эстрогенов / Н. С. Сапронов, Ю.О. Федотова, Е.И. Малыгина // Медицинский академический журнал. -2004. - Т. 4, №2. - С.53-61.
6. Сергеев, П.В. Рецепторы / П.В. Сергеев, Н.Л. Шимановский, В. И. Петров. - М.; Волгоград, 1999. - 637 с.
7. Серов, В.Н. Гинекологическая эндокринология / В.Н. Серов, В.Н. Прилепская, Т.В. Овсянникова. - М.: МЕДпресс-информ, 2006. - 2-е изд. - 528 с.
8. Сметник, В.П. Медицина климактерия /под. ред. В.П. Сметника. -Ярославль: ООО «Издательство Литера», 2006. - 848 с.
9. Тихомиров, А. Л. Патофизиология климактерия и новые возможности заместительной гормональной терапии у женщин в постменопаузе /А.Л.Тихомиров, Ч.Г.Олейник // Русский медицинский журнал. -2003. -Т. 11. -№16. - С.919-923.
10. Costal B. 5-HT3 receptor antagonist attenuate dopamine-indused hyperactivity in the rat / B. Costal, A.M. Domeney, R.J.Naylor // Neuroreport.-1990.- Vol. 1, №1.- Р.77-80.
11. Micheau J. Stimulation of 5-HT1A receptors by systemic or medial septum injection induces anxiogenic-like effects and facilitates acquisition of the spatial discrimination task in mice / J. Micheau, M.B. Van // Progr. Neuro-Psychopharmacol. Biol. Psychiat. - 1999.- Vol.23, N6.- P.1113-1133.
12. Protein measurement with Folin phenol reagent / O.H. Lowry, N.J. Rosenbrough, L. Farr, R.L. Randall // J. Biol. Chem. - 1951. - Vol.
193, N 1. - P. 265-275.
13. Reduced serotonin 5-HTia receptor binding in the temporal cortex correlates with aggressive behavior in Alzheimer disease / M.K. Lai, S.W. Tsang, P.T. Francis [et al.] // Brain Res. - 2003. - Vol. 974, N 1-2. - P. 82-7.
14. Schiapparelli L. Serotonin 5-HT^ receptor blockade enhances Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II function and membrane expression of AM PA receptor subunits in the rat hippocampus: Implications for memory formation / L. Schiapparelli, R.J. Del, D. Frechilla // J. Neurochem. - 2005. - Vol. 94, N 24. - P. 884-895.
15. Taylor H.S. Update in hormone therapy use in menopause / H.S. Taylor, J.E. Manson // J. of Clinical Endocrinology & Metabolism. -2011. - Vol. 96, N2. - P. 255-64.
вовлечены в развитие депрессии, суицидального поведения, агрессии [13]. Более низкое число 5-НТ1-рецепторов наблюдается у более агрессивных индивидуумов. 5-НТ1-рецепторы гиппокампа активируют молекулярные механизмы, участвующие в формировании мне-стических функций [14]. Снижение уровня 5-НТ^рецепторов в ЦНС приводит к дисфункции серотонинергической антиноцицептивной системы, нарушению центральной регуляции болевой чувствительности, что характерно для постовариэктомического синдрома [1].
неделя недели
|□лoжнooвapиэктoмиpoвaнныe □oвapиэктoмиpoвaнныe |
Рис. 3. Динамика уровня специфического связывания [3H]-серотонина при вытеснении ондансетроном с МФГМ крыс носле хирургической овариэктомии, Ме [min^max], * - р < 0,0З.
Количество мест связывания [3H]-
серотонина с МФГМ при вытеснении ондан-сетроном через неделю после овариэктомии повысилось в 2 раза, составив І82,3б [ІЗ0,2І; 230,04] фмоль/мг белка (у ложнооперирован-ных крыс - 90,9б [80,ІЗ; 9l,i4] фмоль/мг белка) (р < 0,0З), и через 2 недели вернулось к
