Введение к работе
Актуальность проблемы. Паркинсонизм является одной из наиболее распространенных форм экстрапирамидной патологии, возникающей вследствие выраженной дегенерации нигростриатных дофаминергических нейронов, которая приводит к снижению содержания дофамина (ДА) в стриатуме (Волошин, 1990; Aotsuka, Paulson, 1993; Bernheimer et al., 1973).
Препараты [_-3,4-дигидроксифенилаланина (L-ДОФА), предшественника ДА, компенсируют дефицит этого нейромедиатора в мозге, существенно сглаживая двигательные расстройства, наблюдаемые при данном заболевании. Однако, некоторые симптомы паркинсонизма толерантны по отношению к L-ДОФА; часто у пациентов появляются побочные эффекты, которые невозможно контролировать изменением дозировки препарата или режима терапии (Caraceni et al., 1991; Nutt, 1990; Ogawa, 1994). Кроме того продемонстрирована токсичность L-ДОФА по отношению к нейронам мезэнцефалона в культуре (Mena et al., 1993; Mytilineou et al., 1993) и эмбриональным ДА-ергическим нейронам, пересаженным крысам, с повреждениями, вызванными 6-гидроксидофамином (6-ГОДА) (Steece-Collier et al., 1990;Yureketal., 1991).
Участие других медиаторных систем, включая нейропептиды, в патогенезе паркинсонизма в последние годы привлекает пристальное внимание в попытке объяснить и скорректировать клиническую симптоматику при данном заболевании.
Предпосылкой к изучению роли субстанции Р (СР) при паркинсонизме послужило применение в клинике метода лечебных электростимуляций через долгосрочно вживленные электроды, разработанного академиком Н.П.Бехтеревой (1988). Анализ крови и спинномозговой жидкости пациентов на фоне выраженного эффекта лечебных электростимуляций показал повышение содержания веществ во фракциях с молекулярной массой, близкой к пептидам группы СР - тахикининам (Дамбинова, Корольков, 1990). На основе применения этих фракций, выделяемых из собственной плазмы крови больных, был разработан новый метод для лечения паркинсонизма, названный аутогемоликворотрансфузией (АГЛТ) (Бехтерева и др., 1987). Дальнейшим развитием метода АГЛТ явилось изучение возможностей коррекции двигательных расстройств у больных паркинсонизмом аналогами СР (Дамбинова и др., 1995).
Кроме того, анатомические, биохимические и фармакологические исследования последних лет показали наличие тесных функциональных связей между ДА-ергическими нейронами, и нейронами, синтезирующими СР в базальных
ганглиях (Hokfelt et a!.. 1991; Mendez et al., 1992; Reid et al., 1990; Tamiya et al., 1990). Также было обнаружено, что повреждение ДА-ергических нейронов в черной субстанции, стриатуме и прилежащем ядре мозга больных паркинсонизмом сопровождается снижением уровня СР в этих структурах (Agig, Javoy-Agid, 1985; Fernandez et al., 1992; Sivam, 1991).
Однако, нейрохимические аспекты участия СР в метаболизме ДА при паркинсонизме практически не исследованы. В частности, не изучено влияние нейропептида на содержание ДА и на интенсивность обмена данного медиатора в структурах мозга, которые в первую очередь вовлекаются в патогенез заболевания. Казалось целесообразным исследовать проблему, связанную с определением роли СР при паркинсонизме.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы явилось изучение участия СР в регуляции активности ДА-ергических систем мозга при экспериментальном паркинсонизме.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Охарактеризовать экспериментальную модель паркинсонизма у крыс,
полученную при интравентрикулярном введении 6-ГОДА.
-
Изучить на экспериментальной модели паркинсонизма влияние интравен-трикулярного введения СР на содержание ДА и его основных метаболитов 3,4-дигидроксифенилуксусной кислоты (ДОФУК) и гомованилиновой кислоты (ГВК) в стриатуме, прилежащем ядре и фронтальной коре мозга.
-
Исследовать действие СР на интенсивность метаболизма ДА в разных структурах мозга при экспериментальном паркинсонизме.
-
Изучить с помощью селективного антагониста специфичность действия СР на функциональную активность ДА-ергических систем мозга при экспериментальном паркинсонизме.
Научная новизна работы. Комплексно охарактеризована экспериментальная модель паркинсонизма, вызванная интравентрикулярным введением 6-ГОДА. Получены данные о том, что в результате у крыс развивается паркинсонический синдром, характеризующийся снижением двигательной активности, а также уменьшением уровня ДА и его метаболитов в стриатуме, прилежащем ядре и фронтальной коре мозга и соответствующим изменением величины отношений ДОФУК/ДА и ГВК/ДА.
Впервые проведен анализ изменения активности ДА-ергических систем мозга, отражающих функциональные перестройки, вызванные введением СР, при
экспериментальном паркинсонизме. В результате работы установлено увеличение интенсивности обмена ДА в стриатуме, прилежащем ядре и фронтальной коре -структурах, непосредственно участвующих в организации двигательных и эмоциональных функций.
Впервые показано, что влияние СР на активность метаболизма ДА в исследованных структурах мозга при экспериментальном паркинсонизме является специфичным и полностью блокируется антагонистом этого нейропептида Спант 1.
Теоретическая значимость работы. Представленные в работе экспериментальные данные вносят существенный вклад в понимание механизмов нейропепти-дной регуляции и поддержания функций ДА-ергических систем мозга при паркинсонизме. Полученные результаты свидетельствуют о важной роли СР в компенсаторных процессах, происходящих при экстрапирамидных расстройствах.
Практическая значимость работы. Модель экспериментального паркинсонизма может быть использована в целях скрининга фармакологических средств для лечения двигательных расстройств экстрапирамидной природы.
Результаты исследования демонстрируют возможность использования нейропептида СР и его синтетических аналогов для коррекции активности ДА-ергических систем мозга при паркинсонизме. Предполагается, что СР может стать основой в создании альтернативных или дополнительных препаратов пептидной природы для оптимизации терапии экстрапирамидных двигательных расстройств.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Использование интравентрикулярного введения 6-ГОДА является
адекватной моделью для исследования механизмов ДА-ергической регуляции при
паркинсонизме. Введение нейротоксина вызывает развитие тяжелого паркинсо-
нического синдрома, проявляющегося в уменьшении двигательной активности
экспериментальных животных и снижении уровня ДА и его метаболитов в
стриатуме, прилежащем ядре и фронтальной коре - структурах мозга, участвующих
в организации двигательных и эмоциональных функций.
2. Введение СР активирует метаболизм ДА в мозге при экспериментальном
паркинсонизме. Изменения носят однонаправленный характер: в стриатуме,
прилежащем ядре и фронтальной коре наблюдается повышение содержания ДА и
его метаболитов ДОФУК и ГВК в ответ на введение нейропептида. Наиболее
выраженное влияние на интенсивность метаболизма ДА СР оказывает в стриатуме,
где происходит нормализация величины отношений ДОФУК/ДА и ГВК/ДА.
3. Эффект влияния СР на метаболизм ДА в мозге является специфичным. Увеличение концентрации ДА и его метаболитов в стриатуме, прилежащем ядре и фронтальной коре при экспериментальном паркинсонизме, вызванное введением СР, блокируется антагонистом Спант 1.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на 1-м Европейском Конгрессе по клинической нейрофармакологии (Фрайбург, 1994), на Международном Симпозиуме "Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности мозга" (Санкт-Петербург, 1994), на конференции Международной зимней школы молодых ученых по нейробиологии "Современные проблемы в изучении метаболизма мозга" (Санкт-Петербург, 1995), на 11-м Конгрессе Европейского нейрохимического общества (Гренинген, 1996), на Научной конференции по функциональной нейрохимии (Пущино, 1996).
По теме диссертации опубликовано 6 работ в отечественной и зарубежной печати.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 106 страницах машинописного текста, содержит 6 таблиц, иллюстрирована 12 рисунками. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, 3 разделов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и списка литературы, включающего 270 наименований.