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
Показатель |
Контроль (n=6) |
Гепатоз (n=6) |
Гепатоз +гептрал(n=6) |
Гепатоз + метионин (n=6) |
АЛТ, ме/л |
42,17±7,96 |
431,00±82,98* |
85,83±17,85 # |
83,17±12,69 # |
АСТ, ме/л |
143,67±54,18 |
1085,80±254,92* |
176,17±18,73 # |
156,83±31,12 # |
ЩФ, ме/л |
413,67±82,02 |
543,33±197,87 |
446,60±78,40 |
509,67±135,13 |
ГГАТ, ме/л |
3,67±1,03 |
10,00±2,90* |
5,67±2,50 # |
4,17±1,47 # |
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
Показатель |
Контроль (n=6) |
Гепатоз (n=6) |
Гепатоз +гептрал (n=6) |
Гепатоз + метионин (n=6) |
НА, мкг/гр |
0,325±0,016 |
0,331±0,036 |
0,342±0,040 |
0,342±0,057 |
ДА, мкг/гр |
0,813±0.098 |
0,840±0,043 |
0,958±0,103* |
0,923±0,202 |
Серотонин, мкг/гр |
0,468±0,085 |
0,479±0,075 |
0,565±0,048* |
0,516±0,105 |
5-ГИУK, мкг/гр |
0,223±0,074 |
0,264±0,031 |
0,305±0,069 |
0,269±0,059 |
ДОФУК, мкг/гр |
0,071±0,011 |
0,073±0,009 |
0,076±0,007 |
0,093±0,025* |
ГВК, мкг/гр |
0,058±0,012 |
0,056±0,008 |
0,066±0,016 |
0,080±0,032 |
3-МТ, мкг/гр |
0,060±0,010 |
0,058±0,012 |
0,066±0,013 & |
0,091±0,027 *# |
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
Показатель |
Контроль (n=6) |
Гепатоз (n=6) |
Гепатоз + гептрал (n=6) |
Гепатоз + метионин (n=6) |
ДОФУК/ДА |
0,086±0,008 |
0,086±0,010 |
0,079±0,005 |
0,104±0,034 |
ГВК/ДА |
0,072±0,015 |
0,068±0,012 |
0,069±0,013 |
0,089±0,036 |
3-МТ/ДА |
0,074±0,017 |
0,069±0,012 |
0,069±0,016 & |
0,098±0,019*# |
(ДОФУК+ ГВК+3-МТ)/ДА |
0,231±0,032 |
0,223±0,015 |
0,218±0,022 & |
0,291±0,085 |
5-ГИУК/Серотонин |
0,473±0,133 |
0,559±0,067 |
0,548±0,145 |
0,528±0,110 |
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
Показатель |
Контроль (n=6) |
Гепатоз (n=6) |
Гепатоз + гептрал (n=6) |
Гепатоз + метионин (n=6) |
SAM, мкг/гр |
11,26±1,27 |
10,17±1,74 |
11,78±0,74 |
11,46±1,87 |
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
- В группе гепатоз + гептрал достоверно увеличено содержание дофамина и серотонина в мозге.
- В группе гепатоз + метионин достоверно увеличено содержание 3-МТ и ДОФУК (промежуточных метаболитов дофамина), что свидетельствует об увеличении метаболизма дофамина.
- 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).
- Не изменяется содержание S - аденозилметионина в мозге в группах гепатоз + гептрал и гепатоз + метионин.
Список литературы
- Andreoli,V.M.; Maffei,F.; Tonon,G.C.; Bukovska,G.(1978) Monogr Gesamtgeb. Psychiatr. Psychiatry Ser. 18: 147-150.
- Benelli A.; Filaferro M.; Bentolini A.; Genedani S.; Bukovska G. (1999), Br.J. Pharmacol 127(3) 645-654.
- Bottiglieri T, Laundy M, Martin R, et al. Lancet 1984;ii:224.
- Bottiglieri T. (2002) Am J Clin Nutr 76(suppl):1151S-7S.
- Bottiglieri T., Godfrey P., Flynn T., et al J Neurol.Neurosurg. Psychiatry 159 (1994) 101-113.
- Chishty M., Reichel A., Abbott N.J., Begley D.J. Brain Research 942 (2002) 46-50.
- Curcio M., Catto E., Stramentinoli G., Algeri S. (1978) Prog. Neuropsychopharmacol. 2(1): 65-71.
- Douglas McGregor, Matti Lang (1996) Mutation Research 366: 181-195
- Fonlupt P, Barailler J, Roche M, Cronenberger L, Pacheco H.(1979) C. R. Seances Acad. Sci. D. Jan 15;288(2):283-6.
- James V. Bruckner, Raghupathy Ramanathan, K. Monica Lee, Srinivasa Muralidhara (2002) JPET 300: 273-281
- Kennedy B.T., Bottiglieri T., Arning E. et al J. Neural. Transm. (2004) 111:547-567.
- Losada ME, Rubio MC. (1989) Eur. J. Pharmacol. Apr 25;163(2-3):353-6.
- Oldendorf WH, Szabo J. Am J Physiol 1976;230:94-8.
- Otero-Losada ME, Rubio MC.(1989) Gen.Pharmacol.20(4):403-6.
- Pardridge WM. Nutr Rev 1986;44 Suppl:15-25.
- Simon N. Young; Marjan Shalchi, J Psychiatry Neurosci 2005;30(1):44-8.
- Stramentinoli G, Pezzoli C, Catto E.Minerva Med. 1975 May 2;66 (33):1541-62.
- 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
Ротенко А.А., Дугин С.Ф., Крылин В.В., Агаджанян З.C. ВЛИЯНИЕ ХРОНИЧЕСКОГО ВВЕДЕНИЯ ЛЕКАРСТВЕННОГО ПРЕПАРАТА «ГЕПТРАЛ» И АМИНОКИСЛОТЫ МЕТИОНИН НА СОДЕРЖАНИЕ МОНОАМИНОВ И S-АДЕНОЗИЛМЕТИОНИНА В МОЗГЕ КРЫС С ГЕПАТОЗОМ // Современные наукоемкие технологии. – 2006. – № 4. – С. 16-19;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=22611 (дата обращения: 17.08.2024).