Введение к работе
Актуальность исследования
В настоящее время считается общепризнанным тот факт, что деятельность мозга зависит от состава и функции белков, в частности, содержащих аминокислоту лизин Установлено преобладание белков, богатых лизином, в нейронах, в том числе среди гистонов, а также прямая зависимость между их содержанием и сложностью структурной и функциональной организации нервных элементов (Терпиловская О Н , Иванов В А , 1990, Худоерков Р М , 2001) Так, больше всего лизинсодержащих белков оказалось в телах и отростках нейронов коры больших полушарий, особенно в клетках пирамидного типа Кроме того, показано увеличение доли этих белков в направлении от низкоорганизованных к более высокоорганизованным животным с наибольшим содержанием в мозге человека Установлено также, что нарушение метаболизма лизина вызывает деструктивные процессы в нервной ткани и приводит к умственной отсталости (Ашмарин И П и др , 1999)
Эти эффекты дают основание для предположения о возможности самостоятельного значения L-лизина в функционировании мозга Действительно, в последние годы показано его влияние на некоторые нейротрансмиттерные системы В частности, оказалось, что эта аминокислота имеет характеристики депрессанта ЦНС с антисудорожным действием, которое осуществляется через усиление аффинности ГАМК-бензодиазепин-рецепторного комплекса (Chang Y F , Gao X М , 1995) При этом роль нейротрансмиттера или нейромо-дулятора в центральных тормозных системах ГАМК отводится главному метаболиту L-лизина в ткани мозга - пипеколовой кислоте (Fujita Т et al, 2003) С помощью радиолигапдного связывания показано таюке, что L-лизин может быть частичным антагонистом рецепторов серотонина (Smnga М , Тоги К, 2003)
Наряду с исследованием нейротропных эффектов L-лизина, предприняты отдельные попытки выявления его действия на иммунную систему, не принес-
шиє, однако, однозначных результатов (Белокрылов Г А. и др , 1986, Белокрылое Г А идр, 1991)
Учитывая приведенные данные, можно констатировать, что проблема выяснения роли L-лизина в активности и взаимодействии нервной и иммунной ре-гуляторных систем еще далека от решения Это и определило цель и задачи настоящей работы
Диссертационное исследование (№ государственной регистрации 01 2 006 10412) выполнено по основному плану научно-исследовательской работы Курского государственного медицинского университета по проблеме 001 "Механизмы системной организации физиологических функций в норме и патологии"
Цель работы: выявить особенности влияния аминокислоты L-лизина на различные виды поведения, развитие иммунного ответа и активность неспецифических факторов защиты
Задачи исследования
Изучить действие L-лизина на термоболевую чувствительность у крыс в тесте "горячая пластина"
Исследовать влияние L-лизина на боль и болевое поведение, вызванное у крыс электрокожным раздражением хвоста
Выяснить действие L-лизина на агрессивно-оборонительное поведение крыс при неизбегаемом электрическом раздражении
Исследовать влияние L-лизина на ориентировочно-исследовательское поведение и эмоциональность крыс в тестах "арена" и "открытое поле"
Выявить эффекты L-лизина при выработке пищедобывательного условного рефлекса у крыс в Т-образном лабиринте
Изучить действие L-лизина на развитие гуморального иммунного ответа у крыс и гиперчувствительности замедленного типа у мышей в исходном состоянии и в условиях эмоционально-болевого стресса
Выяснить влияние L-лизина на показатели активности нейтрофилов у крыс в исходном состоянии и в условиях эмоционально-болевого стресса
Научная новизна
Впервые в результате системного анализа установлено влияние L-лизина на интегративную деятельность мозга, которая проявляется в формировании биологически различного поведения, а также его действие на иммунологическую реактивность и врожденные механизмы защиты
Показано, что при формировании поведения, вызываемого болью, преобладающее значение имеет не интенсивность болевого раздражения, а биологическое значение ситуации, которое определяет супраспинальные интегратив-ные взаимодействия Установлены альгические или анальгетические эффекты L-лизина в зависимости от дозы, вида болевого раздражения и биологического значения ситуации
В условиях незнакомой обстановки при системном введении аминокислоты показано ослабление ориентировочно-исследовательского поведения на фоне усиления настороженности и эмоциональности Выявлено улучшение под влиянием L-лизина обучения при положительном подкреплении с повышением показателей мотивации и памяти
Изучено в исходном состоянии и в условиях эмоционально-болевого стресса действие L-лизина на эффекторные звенья гуморального и клеточного иммунного ответа, а также на активность нейтрофилов Установлено преимущественно стимулирующее влияние аминокислоты на формирование гуморального иммунного ответа и угнетающее - на развитие гиперчувствительности замедленного типа В условиях стресса выявлено выраженное стресслимити-рующее действие L-лизина в отношении обеих форм иммунного ответа Оно является значительным и устойчивым в сравнении с действием аминокислоты на эволюционно более ранние врожденные механизмы защиты
Научно-практическая значимость
Выполненное исследование эффектов L-лизина в отношении нервной и иммунной систем расширяет существующие представления о физиологической роли аминокислоты в организме Определены эффективные дозы аминокислоты, обладающие нейро- и иммунотропным действием, которые могут быть ис-
пользованы при дальнейшем изучении физиологического значения L-лизина в организме
Установленные особенности действия аминокислоты целесообразно учитывать при клиническом использовании корригирующих лизиновых иммуностимулирующих диет, лизинсодержащих пептидных препаратов и т д
Результаты работы могут быть использованы в лабораториях синтеза пептидов для структурно-функционального анализа пептидных молекул и целенаправленного синтеза препаратов с заданными свойствами
Полученные результаты о влиянии L-лизина на формирование болевой чувствительности и вызванного болью поведения расширяют представление о его участии в данных процессах и могут способствовать разработке новых методов их эффективной коррекции
По материалам работы оформлена и подана заявка на изобретение "Способ стимуляции иммунной функции в условиях эмоционально-болевого стресса" Получена приоритетная справка № 2006137382 от 23 10 2006 г Создан и апробирован пакет компьютерных программ для автоматизированой регистрации показателей поведения в тестах "открытое поле" и "Т-лабиринт"
Основные положения, выносимые на защиту
При системном (внутрибрюшинном) введении животным в широком (от 0,15 до 5000 мкг/кг) диапазоне доз L-лизин влияет на различные поведенческие реакции При формировании поведения, вызванного болыо, его эффекты зависят от дозы, вида болевой чувствительности и биологического значения ситуации раздражения В пределах данного диапазона доз L-лизин усиливает реакции животных на незнакомую обстановку, ослабляя двигательную и исследовательскую активность, а в ситуации обучения способствует формированию пишедобывательного приобретенного поведения
L-лизин при системном введении стимулирует гуморальный иммунный ответ и снижает выраженность реакции гиперчувствительности замедленного типа, а также уменьшает их угнетение при эмоционально-болевом стрессе, проявляя иммуностимулирующее и стресслимитирующее действие
3 Неспецифические механизмы защиты менее чувствительны к действию L-лизина, при этом кислородзависимые бактерицидные свойства нейтрофилов усиливаются только при его применении в больших дозах, а фагоцитарная активность угнетается независимо от дозы
Апробация работы
Результаты исследования доложены и обсуждены на 11-м Всемирном конгрессе по боли (Австралия, Сидней, 2005), на итоговых научных конференциях Курского государственного медицинского университета и сессиях Центрально-Черноземного научного центра РАМН (Курск, 2005, 2006, 2007), на 11-й межвузовской конференции молодых ученых "Актуальные проблемы патофизиологии" (Санкт-Петербург, 2005), на итоговых межвузовских научных конференциях студентов и молодых ученых "Молодежная наука и современность" (Курск, 2005, 2006)
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 3 - в центральной печати, 1 - в международной, 1 - в журналах, рекомендуемых ВАК Опубликованные материалы содержат полный объем информации, касающейся темы диссертации
Объем и структура работы
Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста, иллюстрирована 21 таблицей и 38 рисунками, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения собственных результатов исследования (2 главы), заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 138 источников, в том числе 51 отечественный и 87 зарубежных
