CC BY
62
медико-биологические проблемы
Влияние диметилсульфоксида на обмен моноаминов в головном мозге крыс
А.П.Порохин1, А.И.Матюшин1, В.С.Кудрин2, Н.Л.Шимановский1
1Российский государственный медицинский университет, кафедра молекулярной фармакологии и радиобиологии медико-биологического факультета, Москва (зав. кафедрой - чл.-кор. РАМН, проф. Н.Л.Шимановский);
2Лаборатория нейрохимической фармакологии НИИ фармакологии им. В.В.Закусова РАМН, Москва (зав. лабораторией - к.м.н. В.С.Кудрин)
Целью данной работы явилось изучение эффектов влияния диметилсульфоксида (ДМСО) на обмен моноаминов в головном мозге крыс. Полученные результаты свидетельствуют, что ДМСО оказывает влияние на обмен моноаминов в отдельных структурах головного мозга крыс. В наибольшей степени ДМСО воздействовал на обмен моноаминов во фронтальной коре и прилежащем ядре, в наименьшей степени - в гиппокампе. Ключевые слова: диметилсульфоксид, моноамины, головной мозг
Dimethylsulfoxid influence on monoamine metabolism in rats' brain
A.P.Porokhin1, A.I.Matyushin1, V.S.Kudrin2, N.L.Shymanovsky1
1Russian State Medical University, Department of Molecular Pharmacology
and Radiobiology of Medical and Biological Faculty, Moscow
(Head of the Department - Corr. Member of RAMS, Prof. N.L.Shimanovskiy);
2Scientific Research Institute named after V.V.Zakusov,
Laboratory of Neurochemical Pharmacology, RAMS, Moscow
(Head of the Laboratory - PhD. V.S.Kudrin)
I The aim of this article was to establish dimethylsulfoxid effects on monoamine exchange in rats' brain. The obtained results
showed that dimethylsulfoxid (DMSO) influences on monoamine exchange in separate structures of male rats' brain. To a great extent DMSO affected monoamines reuptake in the frontal cortex and nucleus accumbens, in the least - in the hippocampus. Key words: dimethylsulfoxid, monoamines, brain
Со времени введения в научный оборот термина «ней-ростероиды» выяснилось, что в клетках нервной системы из холестерина или поступивших с кровью предшественников могут синтезироваться многие виды стероидных гормонов, которые образуются в периферических эндокринных железах, включая такие гормоны, как тестостерон, прогестерон и эстрадиол. В клетках нервной системы может протекать также их метаболизм, в процессе которого образуются промежуточные соединения, часть которых обладает выраженной нейротропной активностью. Поэтому важность изучения спектра нейротропной активности и механизма действия стероидных соединений в организме животных и человека несомненна.
Как известно, наиболее распространенной лекарственной формой при изучении спектра фармакологической активности химических препаратов является лекарственная
Для корреспонденции:
Порохин Алексей Петрович, аспирант кафедры молекулярной фармакологии и радиобиологии Российского государственного медицинского университета Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1 Телефон: (495) 246-7564 E-mail: [email protected]
Статья поступила 20.10.2008 г., принята к печати 21.10.2009 г.
форма в виде раствора. Однако в силу выраженной липо-фильности стероидные соединения практически не растворяются в солевом растворе, поэтому их приходится растворять в таких растворителях, как этиловый спирт или диметилсульфоксид (ДМСО).
Введение стероидов в организм в растворе ДМСО может повлиять на их биологическую активность, так как, по данным литературы, ДМСО обладает широким спектром биологического действия, включая влияние на ЦНС [1-6].
В связи с этим целью настоящей работы было изучение нейротропных свойств ДМСО, в частности, его влияния на обмен моноаминов в головном мозге крыс.
Материалы и методы
В работе были использованы крысы-самцы линии Wistar массой тела 200-300 г. Определение содержания моноаминов и их метаболитов в структурах мозга крыс (гипоталамус, фронтальная кора, прилежащее ядро, стриатум и гиппокамп) проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) [2]. Определяли содержание моноаминов: норадреналина (НА), дофамина (ДА), серотонина (5-ОТ)
А.П.Порохин и др. / Вестник РГМУ, 2009, №6, с. 63-64
Таблица. Влияние ДМСО на содержание моноаминов и их метаболитов в структурах головного мозга крыс
Группы НА ДОФУК ДА 5-ОИУК ГВК 5-ОТ ДОФУК/ДА ГВК / ДА 5-ОИУК /5-ОТ Фронтальная кора
Контроль 100,0 ± 3,5 100,0 ± 4,1 100,0 ± 10,8 100,0 ± 3,7 100,0 ± 15,1 100,0 ± 4,7 100,0 ± 6,8 100,0 ± 19,6 100,0 ± 4,1
ДМСО 82,4 ± 11,37 343,0 ± 93,5 57,7 ± 10,9* 97,1 ± 5,5 45,1 ± 11,5* 89,6 ± 3,1 1171,2 ± 397,7 107,7 ± 36,7 107,8 ± 4,8 Гипоталамус
Контроль 100,0 ±2,8 100,0 ± 13,6 100,0 ± 8,4 100,0 ± 3,1 100,0 ± 13,5 100,0 ± 1,4 100,0 ± 6,8 100,0 ± 15,0 100,0 ± 4,0
ДМСО 116,1 ± 5,5* 101,2 ± 13,8 109,7 ± 5,9 111,6 ± 2,8* 91,3 ± 6,4 101,8 ± 3,5 92,1 ± 8,9 82,1 ± 5,6 110,5 ± 4,7 Прилежащее ядро
Контроль 100,0 ±13,5 100,0 ± 3,7 100,0 ± 6,4 100,0 ± 5,2 100,0 ± 12,0 100,0 ± 6,1 100,0 ± 5,1 100,0 ± 7,7 100,0 ± 4,8
ДМСО 89,0 ± 15,8 144,5 ± 12,2* 120,3 ± 13,2 137,0 ± 7,3* 122,9 ± 9,9 98,2 ± 7,6 129,4 ± 16,1 117,5 ± 20,5 141,4 ± 8,2* Гиппокамп
Контроль 100,0 ± 4,8 100,0 ± 23,3 100,0 ± 18,4 100,0 ± 5,5 100,0 ± 14,8 100,0 ± 6,0 100,0 ± 15,0 100,0 ± 24,9 100,0 ± 3,2
ДМСО 88,1 ± 6,1 149,6 ± 25,1 120,2 ± 19,9 109,6 ± 5,5 104,1 ± 16,8 89,6 ± 5,0 117,7 ± 14,8 79,8 ± 17,0 122,7 ± 4,7* Стриатум
Контроль 100,0 ±15,3 100,0 ± 3,5 100,0 ± 10,1 100,0 ± 3,8 100,0 ± 15,7 100,0 ± 6,4 100,0 ± 5,4 100,0 ± 8,1 100,0 ± 6,3
ДМСО 77,5 ± 8,2 114,3 ± 8,4 99,3 ± 5,5 112,7 ± 3,4* 88,9 ± 5,3 90,5 ± 2,8 112,0 ± 6,5 92,6 ± 5,4 123,1 ± 5,7* Приведены средние значения и стандартные ошибки средних (М ± т). * - достоверность различий по сравнению с контролем при р < 0,05.
и их метаболитов - диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК), гомованилиновой кислоты (ГВК), 5-оксииндолуксусной кислоты (5-ОИУК). В качестве стандарта для определения количества катехоламинов в структурах мозга крыс использовали раствор, содержащий внутренний стандарт ДГБА (3,4-ди-гидробензиламид), НА, ДОФУК, ДА, 5-ОИУК, ГВК, 5-ОТ в концентрации 0,5 нмоль/мл.
ДМСО вводили внутрибрюшинно в дозе 5 мл/кг в течение 11 дней. Статистическую обработку полученных данных проводили стандартными методами (с помощью t-критерия Стьюдента) с использованием компьютерной программы Excel 2003, Statistica 5.0. Данные представлены в виде М ± m, где М - среднее значение, m - стандартная ошибка среднего значения.
Результаты и их обсуждение
Полученные результаты показывают, что ДМСО оказывает влияние на ряд показателей обмена моноаминов в отдельных структурах головного мозга крыс, которые представлены в таблице. Как следует из таблицы, ДМСО не оказывал влияния на содержание таких моноаминов, как НА, ДА и 5-ОТ в большей части изученных структур, за исключением гипоталамуса (увеличение НА на 16,1%). ДМСО изменял уровень метаболитов в отдельных структурах головного мозга крыс. При этом из всех изученных структур изменения в содержании ГВК при действии ДМСО наблюдались только во фронтальной коре (снижение на 53,8%). ДМСО увеличивал уровень 5-ОИУК в стриатуме, гипоталамусе и прилежащем ядре, что приводило к изменению отношения 5-ОИУК/5-ОТ в стриатуме и прилежащем ядре на 23,1% и 41,4%, соответственно. Введение ДМСО также повышало уровень ДОФУК в прилежащем ядре (на 44,5%) и снижало его во фронтальной коре (на 46,7%). Из исследованных структур в наибольшей степени ДМСО влиял на обмен моноаминов во фронтальной коре и прилежащем ядре. Так, в прилежащем ядре ДМСО повышал уровень ДОФУК на 44,5%, 5-ОИУК - на 37,5% и отношение 5-ОИУК/5-ОТ - на 41,4%. В наименьшей степени ДМСО влиял на гиппокамп, в котором было отмечено изменение только одного показателя - отношения 5-ОИУК/5-ОТ (увеличение на 22,7%).
Полученные данные представляют интерес по двум причинам: с одной стороны, они указывают на возможный механизм (изменение уровня метаболитов моноаминов в струк-
турах головного мозга крыс) нейротропной активности ДМСО, которая была показана в ряде работ [3, 6].
С другой стороны, полученные данные о способности ДМСО влиять на обмен моноаминов в головном мозге крыс указывают на целесообразность его замены на более нейтральный в биологическом отношении растворитель при изучении нейротропной активности липофильных веществ стероидной или иной природы.
Литература
1. Яковлев Г.М., Свистов А.С., Миронова М.И. Диметилсульфоксид в экспериментальной и клинической медицине. Достижения и перспективы // Эксперим. и клин. фармакол. - 1992. - Т.55. - №4. - С.74-76.
2. Кудрин В.С., Мирошниченко И.И., Раевский К.С. Различия в механизмах ауто-рецепторной регуляции биосинтеза и высвобождения дофамина в подкорковых структурах мозга крыс // Нейрохимия. - 1988. - Т.7. - №1. - С.3-8.
3. Blevins J., Stanley B., Reidelberger R. DMSO as a vehicle for central injections: tests with feeding elicited by norepinephrine injected into the paraventricular nucleus // Pharmacol. Biochem. Behav. - 2002. - №71 (1-2). - P.277-282.
4. Xiao H., Harvey K., Labarrere C., Kovacs R. Platelet cryopreservation using a combination of epinephrine and dimethyl sulfoxide as cryoprotectants // Cryobiology-2000. - №41 (2). - P.97-105.
5. Lorenzo P., Adler-Graschinsky E. Gangliosides prevent the dimethyl sulphoxide-induced increases in [3H]-noradrenaline release from rat isolated atria // J. Auton. Pharmacol. - 1992. - №12 (5). - P.349-357.
6. Nasrallah F., Garner B., Ball G., Rae C. Modulation of brain metabolism by very low concentrations of the commonly used drug delivery vehicle dimethyl sulfoxide (DMSO) // J. Neurosci. Res. - 2007. - №86 (1). - P.208-214.
Информация об авторах:
Матюшин Александр Иванович, доктор медицинских наук,
профессор кафедры молекулярной фармакологии и радиобиологии
медико-биологического факультета Российского государственного
медицинского университета
Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1
Телефон: (499) 246-7564
E-mail: [email protected]
Кудрин Владимир Сергеевич, кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией нейрохимической фармакологии ГУ НИИ фармакологии им. В.В.Закусова РАМН Адрес: 125315, Москва, ул. Балтийская, 8 Телефон: (495) 601-2153
Шимановский Николай Львович, доктор медицинских наук, чл.-кор. РАМН,
профессор, заведующий кафедрой молекулярной фармакологии
и радиобиологии медико-биологического факультета
Российского государственного медицинского университета
Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1
Телефон: (499) 766-4157
E-mail: [email protected]
