Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Резюме
• Файлы

Ротенко А.А. Дугин С.Ф. Крылин В.В. Агаджанян З.C.

S-аденозилметионин имеется во всех живых клетках. Он образуется из метионина и АТФ. В медицине под названием «Гептрал» в качестве гепатопротектора используется органическая соль S-аденозилметионина.. При остром введении у здоровых животных SAM увеличивает содержание в мозге норадреналина и серотонина. Целью данной работы являлось изучение воздействия хронического введения SAM и метионина на метаболизм моноаминов в мозге крыс на модели хронического гепатоза. Полученные данные свидетельствуют о разнонаправленном влиянии SAM и метионина на обмен моноаминов (SAM увеличивает концентрацию дофамина, серотонина и 3-МТ, а метионин - 3-МТ и ДОФУК).

Статья в формате PDF

129 KB

  Введение

S-аденозилметионин (SAM) метаболит, имеющийся во всех живых клетках, играющий важную роль как агент трансметилирования, транссульфирования и аминопропилирования [4]. Он образуется из метионина и АТФ. Его участие во многих биохимических процессах послужило основанием к проведению экспериментальных и клинических исследований с целью изучения его эффективности при различных патологических состояниях. Результатом этих исследований стало появление в терапевтической практике нового лекарственного препарата «Гептрал», введенного как гепатопротектор. В последствии у него была выявлена противовоспалительная, анальгетическая, хондропротекторная и антидепрессивная активности [4]. Имеются данные, указывающие на связь концентрации SAM в мозге с развитием неврологических заболеваний: шизофренией, болезнью Альцгеймера, деменцией [1,5,11]. Высокая биологическая активность SAM способствовала возникновению интереса к изучению его влияния на обмен моноаминов в мозге. Экспериментальные работы, проведенные на животных посвященные изучению влияния SAM на различные звенья метаболизма моноаминов, дают противоречивые результаты. Имеются работы, показывающие увеличение содержания норадреналина [9,12] и серотонина [14,7] в мозге крыс при введении SAM. Помимо увеличения содержания нейромедиаторов отмечают также увеличение содержания продуктов метаболизма моноаминов в мозге (например, метаболита серотонина 5 - гидроксииндолукссной кислоты [3]), что косвенно свидетельствует об увеличение содержания нейромедиаторов.

Схема метаболизма дофамина: ДA®3-МТ® ДОФУК ®ГВК;

Схема метаболизма серотонина: Серотонин ® 5-ГИУK;

 К настоящему времени, наиболее изучено острое влияние SAM на обмен моноаминов в мозге крыс [9,12,14,7], однако его влияние при хроническом введении практически не исследовано. Также не изучено влияние SAM на обмен моноаминов в мозге при сопутствующей патологии печени.

Целью данной работы являлось изучение воздействия хронического введения SAM и метионина на метаболизм моноаминов в мозге крыс на модели хронического гепатоза.

Методика

S-аденозил-L-метионина p - толуолсульфонатная соль (SAM), ("Sigma-Аldrich", CША), гептрал ("Эббот" С.П.А., Италия), L-метионин ("Alfa Aesar", Великобритания), L-норадреналин (НА), L-дофамина гидрохлорид (ДА), 5-гидрокси-3-индолуксусная кислота (5-ГИУК), 5-гидрокси-L-триптофан (серотонин), 3,4 - дигидроксифенил уксусная кислота (ДОФУК), гомованилиновая кислота (ГВК), 3-метокситриптамин (3-МТ) ("Fluka", Швейцария)

В исследовании использованы самцы крыс линии Spague-Dawley массой 280-300 грамм. Крысы содержались в стандартных условиях вивария с 12-ти часовой синхронизированной сменой светового и ночного периода. Основные правила содержания и ухода соответствуют нормативам, данным в Guide for Care and Use of Laboratory Animals (ILAR publication, 1996, National Academy Press). Животные получали стандартный корм для грызунов (ПК-120-1) и воду ad libitum.

Хронический гепатоз вызывали пероральным введением четыреххлористого углерода (ССl₄) в дозе 1000мг/кг веса тела (50% раствор в оливковом масле) 5-ти кратно через каждые 3 дня (т.е. в 1,4,7,10,13-й день) [8]. ССl₄ вводился в 16 часов с целью увеличения активности микросомального цитохрома P 450. Предватительно животные голодали в течение 12 часов (вечером лишались пищи) [10]. Контрольной группе вводили эквивалентное количество оливкового масла. Гептрал (S-аденозил-L-метионин) и метионин вводились внутрибрюшинно в дозе 300мг/кг веса тела ежедневно [2]. На 14 день эксперимента животных забивали декапитацией, собирали кровь и извлекали головной мозг (без мозжечка). Мозг выделяли, как описано у Чумакова и др.[18] для последующего определения содержания НА, ДА, 5-ГИУК, серотонина, ДОФУК, 3-МТ, ГВК, SАМ.

Анализ гомогенатов мозга на содержание моноаминов проводили методом ВЭЖХ с электрохимическим детектированием, как описано у Чумакова и др. [18]

Анализ гомогенатов мозга на содержание SАМ проводили методом ВЭЖХ c УФ-детектированием как описано у Simon and Shalchi [16].

Кровь центрифугировали при 5000 g 10 минут для получения сыворотки, которую замораживали до последующего определения активности ферментов аланинаминотрансферазы (АЛТ), гамма глутамиламинотрансферазы (ГГАТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ), щелочной фосфатазы (ЩФ) и с помощью тест - наборов "Bio-la-test" ("Pliva-Lachema", Чехия) на спектрофотометре "Hitachi 557" (Япония).

Статистическая обработка полученных данных проводилась при помощи компьютерной программы Statistica v. 6.0 по критерию Манн-Уитни, т.к. объем выборки был небольшим (n=6); различия считались достоверно значимыми при p<0,05.

Результаты и обсуждение

Результаты влияния SAM и метионина на биохимические маркеры гепатоза показаны в таблице 1. В группе гепатоза наблюдается достоверное увеличение в сыворотке (относительно контрольной группы) уровня активности печеночных ферментов, выделяющихся в кровь при разрушении гепатоцитов [8]: АЛТ (в 10 раз), АСТ (в 7,5 раз) и ГГАТ (в 2,7). Отмечено достоверное уменьшение в группах гепатоз + Гептрал и гепатоз + метионин (относительно группы гепатоза) активности печеночных ферментов для АЛТ (в 5 раз и 5,2 раз), для АСТ (в 6,2 и 7,0 раз), соответственно, а для ГГАТ (в 1,8 и 2,4 раз).

Таблица 1. Биохимические показатели сыворотки крови крыс

Примечание (для таблиц №1,2,3,4):

*-P<0,05 по сравнению с контролем,

# -P<0,05- по сравнению с гепатозом,

& -P<0,05- по сравнению с группы с гепатозом и метионином.

Результаты измерения содержания моноаминов в головном мозге крыс приведены в таблице 2. В группе гепатоз + Гептрал наблюдается достоверно увеличение содержания дофамина и серотонина в мозге. Оба препарата не оказали влияния на содержание в мозге норадреналина и ГВК. Однако в группе метионина отмечено достоверно увеличение содержания ДОФУК и 3-МТ (относительно контроля).

Таблица 2. Влияние хронического введения «Гептрала» и метионина на содержание моноаминов в мозге крыс

Коэффициенты метаболизма моноаминов в мозге крыс приведены в таблице 3. Отмечено достоверное увеличение коэффициентов метаболизма дофамина в группе метионина только для отношения 3-МТ/ДА относительно контрольной группы и группы с гепатозом. В коэффициенте метаболизма серотонина не обнаружено достоверных различий между группами.

Таблица 3. Коэффициент метаболизма моноаминов в мозге крыс

Результаты измерения содержания SAM, в головном мозге крыс приведены в таблице 4.

Таблица 4. Влияние хронического введения SAM и метионина на содержание SAM в мозге крыс

Обсуждение

Полученные нами результаты соответствуют представлениям об гепатопротекторной активности данных препаратов, а также данным о влиянии Гептрала на содержание моноаминов в мозге. В отличие от раннее опубликованных работ, в которых исследовали острое введение SAM и было показано увеличение содержания: норадреналина (в гиппокампе и лобной коре) [12], серотонина (в стриатуме, гиппокампе и лобной коре) [14], а также уменьшение синтеза норадреналина (в целом мозге) [9] и содержания серотонина (в обонятельных луковицах) [14]. В нашей работе выявлено, что SAM увеличивает концентрацию дофамина и серотонина, но не оказывает влияния на содержание норадреналина в целом мозге. Относительно воздействия метионина на обмен моноаминов в мозге можно отметить, что он способствует повышению метаболизма дофамина.

Исследование влияние периферического введения SAM на содержания SAM в мозге продолжаются уже более 30 лет. В первых работах выполненных в 70-е годы с использованием меченого радиоактивной меткой SAM (метил ¹⁴С) было зарегистрировано, что при внутрибрюшинном введении в мозге наблюдается увеличение содержания SAM в различных структурах (в гипоталамусе, гипофизе, префронтальной коре) [17]. В последующих исследованиях с использованием ВЭЖХ при исследовании парентерального и перорального введения SAM были получены результаты, показывающие увеличение содержания SAM в головном мозге [16] и цереброспинальной жидкости [5]. В связи с тем, что транспортер для SAM до настоящего времени не определен, имеются две гипотезы: одна из которых предполагает транспорт SAM через ГЭБ посредством транспортеров для нуклеозидов [6], а вторая указывает на возможность периферического превращения SAM в метионин и последующего транспорта метионина в мозг посредством транспортеров для нейтральных аминокислот, где и происходит синтез SAM [13,15]. Полученные в нашей работе данные свидетельствуют о разнонаправленном влиянии SAM и метионина на обмен моноаминов (SAM увеличивает концентрацию дофамина, серотонина и 3-МТ, а метионин - повышает содержание лишь метаболитов дофамина (3-МТ и ДОФУК)). Итак, полученные данные позволяют предположить, что возможный механизм транспорта SAM в ЦНС опосредован не одной системой.

Работа выполнена при поддержке Научной школы Е.И.Чазова

Выводы

1. В группе гепатоз + гептрал достоверно увеличено содержание дофамина и серотонина в мозге.
2. В группе гепатоз + метионин достоверно увеличено содержание 3-МТ и ДОФУК (промежуточных метаболитов дофамина), что свидетельствует об увеличении метаболизма дофамина.
3. Гептрал и метионин оказывают разнонаправленное влияние на метаболизм моноаминов в мозге у крыс с гепатозом. Первый увеличивает концентрацию дофамина, серотонина и 3-МТ (продукта начального этапа метаболизма дофамина), второй - повышает содержание лишь метаболитов дофамина (3-МТ и ДОФУК).
4. Не изменяется содержание S - аденозилметионина в мозге в группах гепатоз + гептрал и гепатоз + метионин.

Список литературы

1. Andreoli,V.M.; Maffei,F.; Tonon,G.C.; Bukovska,G.(1978) Monogr Gesamtgeb. Psychiatr. Psychiatry Ser. 18: 147-150.
2. Benelli A.; Filaferro M.; Bentolini A.; Genedani S.; Bukovska G. (1999), Br.J. Pharmacol 127(3) 645-654.
3. Bottiglieri T, Laundy M, Martin R, et al. Lancet 1984;ii:224.
4. Bottiglieri T. (2002) Am J Clin Nutr 76(suppl):1151S-7S.
5. Bottiglieri T., Godfrey P., Flynn T., et al J Neurol.Neurosurg. Psychiatry 159 (1994) 101-113.
6. Chishty M., Reichel A., Abbott N.J., Begley D.J. Brain Research 942 (2002) 46-50.
7. Curcio M., Catto E., Stramentinoli G., Algeri S. (1978) Prog. Neuropsychopharmacol. 2(1): 65-71.
8. Douglas McGregor, Matti Lang (1996) Mutation Research 366: 181-195
9. Fonlupt P, Barailler J, Roche M, Cronenberger L, Pacheco H.(1979) C. R. Seances Acad. Sci. D. Jan 15;288(2):283-6.
10. James V. Bruckner, Raghupathy Ramanathan, K. Monica Lee, Srinivasa Muralidhara (2002) JPET 300: 273-281
11. Kennedy B.T., Bottiglieri T., Arning E. et al J. Neural. Transm. (2004) 111:547-567.
12. Losada ME, Rubio MC. (1989) Eur. J. Pharmacol. Apr 25;163(2-3):353-6.
13. Oldendorf WH, Szabo J. Am J Physiol 1976;230:94-8.
14. Otero-Losada ME, Rubio MC.(1989) Gen.Pharmacol.20(4):403-6.
15. Pardridge WM. Nutr Rev 1986;44 Suppl:15-25.
16. Simon N. Young; Marjan Shalchi, J Psychiatry Neurosci 2005;30(1):44-8.
17. Stramentinoli G, Pezzoli C, Catto E.Minerva Med. 1975 May 2;66 (33):1541-62.
18. Чумаков В.Н., Ливанова Л.М., Крылин В.В, Дугин С.Ф., Айрапетянц М.Г., Чазов Е.И. Ж. Высш. Нервн. Деят. им Павлова 2005, май-июнь; 55(3):410-7.

Библиографическая ссылка