Влияние синтетического гестагена бутерола на обмен моноаминов в головном мозге крыс

МЕДИКО-БМОЛОГИНЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

Влияние синтетического гестагена бутерола на обмен моноаминов в головном мозге крыс

А.П.Порохин1, В.С.Кудрин2, П.М.Клодт2, В.Б.Наркевич2, А.И.Матюшин1, В.С.Роговский1, В.М.Ржезников3, Н.Л.Шимановский1

1Российский государственный медицинский университет им. Н.И.Пирогова, кафедра молекулярной фармакологии и радиобиологии им. акад. П.В.Сергеева медико-биологического факультета, Москва (зав. кафедрой - чл.-кор. РАМН, проф. Н.Л.Шимановский);

2НИИ фармакологии им. В.В.Закусова РАМН, лаборатория нейрохимической фармакологии, Москва (зав. лабораторией - к.м.н. В.С.Кудрин);

3НИИ витаминов, лаборатория химии природных биорегуляторов, Москва

I Полученные результаты свидетельствуют о действии синтетического гестагена бутерола (АБМП) на обмен моноаминов в отдельных структурах головного мозга крыс. В наибольшей степени бутерол влияет на обмен моноаминов в прилежащем ядре.

Ключевые слова: бутерол, моноамины, головной мозг крысы

Synthetic gestagen buterol influence on monoamine metabolism in rat's brain

A.P.Porokhin1, V.S.Kudrin2, P.M.Klodt2, V.B.Narkevich2, A.I.Matyushin1, V.S.Rogovsky1, V.M.Rzheznikov3, N.L.Shimanovsky1

1N.I.Pirogov Russian State Medical University, Department of Molecular Pharmacology and Radiobiology named after

academician P.V.Sergeev of Medical Biological Faculty, Moscow

(Head of the Department - Corr. Member of RAMS, Prof. N.L.Shimanovsky);

2V.V.Zakusov Research Institute of Pharmacology of RAMS, Laboratory of Neurochemical Pharmacology, Moscow (Head of the Laboratory - PhD V.S.Kudrin);

3Research Institute of Vitamines, Laboratory of Chemistry of Natural Bioregulators, Moscow

I Obtained results show, that synthetic gestagen buterol influences on monoamine exchange in separate structures of rat's brain.

To the most degree buterol affects the exchange of monoamines in the nucleus accumbens.

Key words: buterol, monoamines, rafs brain

Препараты стероидной природы с гестагенной активностью в последние годы все шире применяются в медицинской практике. Такая тенденция связана с тем, что гестагены необходимы не только для заместительной гормональной терапии и гормональной контрацепции, но также могут использоваться в терапии опухолевых заболеваний, благодаря их способности оказывать антипролифе-ративное действие [1].

Помимо хорошо изученной роли в репродуктивной функции и половом поведении гестагены участвуют в регуляции различных физиологических и патологических процессов в нервной системе, включая миелинизацию, эпилепсию, память, настроение, дегенеративные заболевания и др. [2, 3].

Для корреспонденции:

Порохин Алексей Петрович, аспирант, старший лаборант кафедры

молекулярной фармакологии и радиобиологии им. акад. П.В.Сергеева

медико-биологического факультета Российского государственного

медицинского университета им. Н.И.Пирогова

Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1

Телефон: (495) 246-7564

Е-таН: aleksey_porokhin@mail.ru

Статья поступила 25.05.2010 г., принята к печати 01.03.2011 г.

В экспериментах на самцах крыс и овариэктомированных самках отмечен терапевтический потенциал прогестерона как нейропротективного средства при травмах головного мозга [4]. Способность прогестерона модулировать активность ГАМКА-рецепторов, НМДА-рецепторов, Н-холинорецеп-торов в центральной нервной системе (ЦНС), влиять на обмен дофамина в стриатуме, миндалине и других структурах головного мозга самцов и самок крыс и мышей свидетельствует об участии нейротрансмиттерных систем мозга в механизме нейротропного действия природных гестагенов [3, 5, 6].

Вопрос о влиянии синтетических гестагенов на обмен ней-ротрансмиттеров малоизучен. Согласно полученным данным, новый отечественный синтетический гестаген АБМП (17а-ацетокси-3р-бутанолокси-6-метил-прегнан-4,6-диен-20-он), бутамепрегенол, бутерол, бутагест)) является перспективным соединением для использования в акушерско-гинекологической и онкологической практике [1]. Терапевтический потенциал АБМП до конца не раскрыт. В настоящее время он широко применяется в ветеринарии для регуляции полового поведения животных (угнетение полового возбуждения и контрацепция) [7].

Влияние синтетического гестагена бутерола на обмен моноаминов в головном мозге крыс

140

120

СЕ

ло р 100

т

S 80

т о

60

40

20

0

А

й

V v # vvy ___

Контроль

Бутагест 10 мг/кг

Рис. 1. Влияние бутерола (АБМП) на обмен моноаминов во фронтальной коре головного мозга самцов крыс Вистар. Препарат вводили в дозе 10 мг/кг внутрибрюшинно за 1 ч до забоя. *р < 0,05.

Принимая во внимание имеющиеся данные о действии гестагенов на функционально-метаболические процессы в ЦНС, в т.ч. нейротрансмиттерные системы, анализ нейро-тропной активности АБМП представляет значительный интерес. Цель работы - изучение его влияния на обмен моноаминов в структурах головного мозга крыс.

Материалы и методы

В исследовании использовались самцы крыс линии Вистар массой 200-220 г (питомник РАМН «Столбовая»). Животные содержались в стандартных условиях при естественном световом режиме. Эксперименты проводились с 10 до 14 ч дня. При работе с крысами полностью соблюдались международные принципы Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным.

Животные были разделены на две группы. 1-я группа -контрольная, состояла из семи животных, которым однократно внутрибрюшинно вводили оливковое масло в объеме 0,5 мл. Во 2-й группе было восемь животных, которым однократно внутрибрюшинно вводился АБМП в дозе 10 мг/кг, растворенный в оливковом масле. Декапитацию животных проводили через 60 мин.

Структуры головного мозга (фронтальная кора, гипоталамус, прилежащее ядро, гиппокамп, стриатум) извлекали на льду и замораживали в жидком азоте. После этого выделенные структуры размельчали в гомогенизаторе (тефлон-стекло) при 10°С и скорости вращения пестика 3000 об/мин. В качестве среды использовали 0,1н HCIO4 с добавлением диоксибензиламина в качестве внутреннего стандарта. Прилежащее ядро гомогенизировали в 40 объемах, а остальные струкутры головного мозга - в 20 объемах выделения. Пробы центрифугировали при 10000g в течение 10 мин. Получившийся супернатант в дальнейшем использовали для определения моноаминов и их метаболитов: НА (нора-дреналин), ДА (дофамин), ДОФА (3,4-диоксифенилаланин), ДОФУК (3, 4-диоксифенилуксусная кислота), ГВК (гомова-нилиновая кислота), 5-ОТ (серотонин), 5-ОИУК (5-оксииндо-луксусная кислота).

Содержание моноаминов и их метаболитов определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией (ВЭЖД/ЭД) на хроматографе LC-304T (BAS, WestLafayette США) с инжектором «Rheodyne 7125» с петлей на 20 мкл для нанесения образцов [8].

Выполнение работы одобрено Этическим комитетом Российского государственного медицинского университета им. Н.И.Пирогова (протокол №95 от 08.02.2010 г.).

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с помощью компьютерной программы «Biostat». При этом использовали метод параметрической статистики - f-тест Стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждение

Исследование влияния АБМП в дозе 10 мг/кг на обмен моноаминов в различных отделах головного мозга крыс показало отсутствие его влияния на обмен моноаминов в гип-покампе и стриатуме. Во фронтальной коре АБМП в дозе 10 мг/кг вызывал снижение содержания ДОФА на 41% (рис. 1). В гипоталамусе (рис. 2) АБМП достоверно изменял содержание метаболита дофамина - ДОФУК, увеличивая ее уровень на 37% (рис. 2). Под влиянием АБМП в гипоталамусе достоверно уменьшалось (на 15% по сравнению с контролем) отношение 5-ОИУК к серотонину, т.е. 5-ОИУК/5-ОТ.

180

160

СЕ 140

ло р 120

т

н 9 100

т о 80

60

40

20

0

Контроль Бутагест 10 мг/кг

<Ъ'

180

160

g 140

§ 120

1 100 от 80

60 40 20 0

A il i

fil ^ i

Контроль

Бутагест 10 мг/кг

«r rj*

<b-

Рис. 2. Влияние бутерола (АБМП) на обмен моноаминов в гипоталамусе головного мозга самцов крыс Вистар. Препарат вводили в дозе 10мг/кг внутрибрюшинно за 1 ч до забоя. *р < 0,05.

Рис. 3. Влияние бутерола (АБМП) на обмен моноаминов в прилежащем ядре головного мозга самцов крыс Вистар. Препарат вводили в дозе 10мг/кг внутрибрюшинно за 1 ч до забоя. *р < 0,05.

А.П.Порохин и др. / Вестник РГМУ, 2011, №2, с. 72-74

Наибольшее влияние на обмен моноаминов АБМП оказывает в прилежащем ядре (nucleus accumbens) (рис. 3). Под действием АБМП в прилежащем ядре происходит снижении содержания ДОФА на 39%, ДА - на 25% и серотонина -на 21%. Существует также тенденция к уменьшению уровня другого метаболита ДА - ГВК.

В механизме действия многих нейроактивных соединений различных типов (нейролептики, антидепрессанты, транквилизаторы и др.) на головной мозг важнейшую роль играет их влияние на обмен моноаминов [4]. Способность гестагенов и их метаболитов влиять на обмен моноаминов в структурах головного мозга животных обоего пола также отмечена в ряде работ [3, 5, 6, 9]. В частности, введение прогестерона увеличивает дофаминергическую активность в таких структурах головного мозга крыс самцов, как миндалина и неостриатум [3].

По данным литературы, нейростероид аллопрегнанолон снижает как базальный, так и стресс-активируемый уровень ДА в префронтальной коре и прилежащем ядре и не влияет на его уровень в стриатуме [10]. Учитывая, что аллопрегнанолон является активным метаболитом прогестерона, наблюдается определенное соответствие данных, полученных нами и Motzo C. et al. (1996).

Как известно, прилежащее ядро, являясь так называемым центром удовольствия, сигнализирует другим мозговым центрам, в какой степени активность особи способствует достижению вознаграждения [11, 12]. Отмеченное нами снижение в прилежащем ядре уровня предшественника дофамина, самого дофамина, а также серотонина уменьшает его взаимосвязь с другими структурами мозга, что может быть одной из причин наблюдаемого снижения половой активности животных при введении им АБМП [7].

В более широком плане полученные данные представляют интерес по двум причинам: с одной стороны, они свидетельствует о наличии у синтетического гестагена АБМП нейротропной активности (влияние на обмен моноаминов в отдельных структурах головного мозга крыс). Этот факт необходимо учитывать при использовании его в акушерско-гинекологической и онкологической практике [1]. С другой стороны, данные указывают на целесообразность его дальнейшего изучения в качестве потенциального нейроактивно-го и нейропротекторного средства, как это наблюдается в случае природного гестагена прогестерона [4].

Работа выполнена в рамках Программы развития НИУ ГОУ ВПО РГМУ Росздрава на 2010-2019 гг. (ПНР №1: Инновационные технологии в изучении живых систем).

Литература

1. Сергеев П.В., Федотчева Т.А., Ржезников В.М. и др. Новый отечественный геста-ген с противоопухолевой активностью // Вестн. РАМН. - 2007. - Т.5. - C.27-32.

2. Birzniece V., Backstrom T., Johansson I. et al. Neuroactive steroid effects on cognitive functions with a focus on the serotonin and GABA systems // Brain Res. Rev. - 2006. - V.51.- P.212-239.

3. De Souza Silva M., Topic B., Huston J. et al. Intranasal administration of progesterone increases dopaminergic activity in amygdala and neostriatum of male rats // Neuroscience. - 2008. - V.157. - P.196-203.

4. Kasturi B., Stein D. Progesterone decreases cortical and subcortical edema in young and aged ovariectomized ratz with brain injuri // Restor. Neurol. Neurosci. -2009. - V.27, №4. - P. 265-275.

5. Diaz N., Diaz-Martinez N., Velasco I. et al. Progesterone increases dopamine neurone number in differentiating mouse embryonic stem cells // J. of Neuroendocrinol. - 2009. - V.21. - P.730-746.

6. Petitclerc M., Bedard P., Di Paolo T. Progesterone releases dopamine in male and female rat striatum: a behavioral and microdialysis study // Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. - 1995. - V.19, №3. - P.491-497.

7. Наставление по применению бутамепрегенола (бутагеста) - субстанции для изготовления препаратов, регулирующих половую охоту у мелких домашних животных. - М.: Совет по ветеринарным препаратам Департамента ветеринарии Минсельхозпрода России. - Протокол № 3 от 6 июня 2000 г. -№ ПВР-2-3.0/00397.

8. Кудрин В.С., Мирошниченко И.И., Раевский К.С // Нейрохимия. - 1988. - Т.7, №1.- С.3-8.

9. Laconi M., Reggiani P., Penissi A. et al. Allopregnanolone modulates striatal dopamingergic activity of rats under different gonadal hormones conditions // Neurol. Res. - 2007. - V.29. - №6. - P.622-627.

10. Motzo C., Porceddu M., Maira G. et al. Inhibition of basal and stress-induced dopamine release in the cerebral cortex and nucleus accumbens of freely moving rats by the neurosteroid allopregnanolone // J. Psychopharmacol. - 1996. -V.10. - №4. - P.266-272.

11. Carelli R. The Nucleus Accumbens and Reward // Neurophysiological Investigations in Behaving Animals Behavioral and Cognitive Neuroscience Reviews. - 2002. -V.1, №4. - P.281-296.

12. Knutson B., Wimmer G., Kuhnen C. et al. Nucleus accumbens activation mediates the influence of reward cues on financial risk taking // Neuro Report. - 2008. -V.19. - P.509-513.

Информация об авторах:

Кудрин Владимир Сергеевич, кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией нейрохимической фармакологии НИИ фармакологии им. В.В.Закусова РАМН Адрес:125315, Москва, ул. Балтийская, 8 Телефон: (495) 601-2153 E-mail: Kudrinvs@mail.ru

Клодт Петр Михайлович, кандидат биологических наук,

ведущий научный сотрудник лаборатории нейрохимической фармакологией

НИИ фармакологии им. В.В.Закусова РАМН

Адрес:125315, Москва, ул. Балтийская, 8

Телефон: (495) 601-2153

Наркевич Виктор Борисович, кандидат биологических наук,

старший научный сотрудник лаборатории нейрохимической фармакологией

НИИ фармакологии им. В.В.Закусова РАМН

Адрес:125315, Москва, ул. Балтийская, 8

Телефон: (495) 601-2153

Матюшин Александр Иванович, доктор медицинских наук, профессор кафедры молекулярной фармакологии

и радиобиологии им. акад. П.В.Сергеева медико-биологического факультета Российского государственного медицинского университета им. Н.И.Пирогова Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1 Телефон: (499) 246-7564 E-mail: amatmbf@inbox.ru

Роговский Владимир Станиславович, аспирант, заведующий учебной лабораторией кафедры молекулярной фармакологии и радиобиологии им. акад. П.В.Сергеева

медико-биологического факультета Российского государственного

медицинского университета им. Н.И.Пирогова

Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1

Телефон: (499) 246-7564

E-mail: qwer@yasenevo.ru

Ржезников Владимир Маркович, кандидат химических наук, заведующий лабораторией химии природных биорегуляторов НИИ витаминов

Адрес 117036, Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11 Телефон: (495) 500-0090

Шимановский Николай Львович, доктор медицинских наук, чл.-кор. РАМН, профессор, заведующий кафедрой молекулярной фармакологии и радиобиологии им. акад. П.В.Сергеева

медико-биологического факультета Российского государственного

медицинского университета им. Н.И.Пирогова

Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1

Телефон: (499) 766-4157

E-mail: shiman@rsmu.ru