Біологічні науки/9. Біохімія і біофізика

Попова А.В.

Національний університет харчових технологій, Україна

Дослідження функціонування серотонінергічної системи у морських свинок за експериментального алергічного енцефаломієліту

За останні десятиріччя важливим напрямом, що активно розвивається у всьому світі, стало дослідження нейродегенеративних захворювань, оскільки для них характерні надзвичайно складні наслідки, що зазвичай супроводжуються важкими психічними та фізичними ефектами.

Серед всіх нейродегенеративних захворювань найбільш небезпечним є розсіяний склероз (РС), оскільки, на відміну від інших, розвивається у людей молодого працездатного віку. Більше 2,5 млн людей у всьому світі хворіють на РС [1].

На жаль, прояв клінічних симптомів у пацієнтів з РС спостерігається на пізніх стадіях патології, коли відмічаються парези та паралічі кінцівок. У зв’язку з цим актуальним є дослідження тих функціональних та біохімічних порушень в нервовій системі, які спостерігаються на початкових етапах розвитку РС.

Можна припустити, що одним із порушень на початкових етапах захворювання є зміни у системі біогенних амінів, особливо серотоніну, який вносить певний вклад у рухові, поведінкові розлади та прояви больових симптомів, що спостерігаються за РС.

Тому метою даної роботи було вивчення процесів зворотного захвату та вивільнення серотоніну синаптосомами головного мозку морських свинок при моделюванні РС на ранніх стадіях його розвитку.

Найбільш адекватною моделлю для дослідження патогенетичних механізмів, що лежать в основі розвитку РС, є модель експериментального алергічного енцефаломієліту у гризунів. ЕАЕ моделювали на безпородних морських свинках обох статей масою 300 – 350 г шляхом одноразового підшкірного введення в подушечки задніх лапок енцефалітогенної суміші: 100 мкг препарату основного білку мієліну (ОБМ) в 0,2 мл повного ад’юванта Фрейнда [2]. Тварин декапітували через 10 діб.

Синаптосоми головного мозку виділяли методом диференційного центрифугування в градієнті густини сахарози за методом Abita [3].

Для вивчення процесів захвату та вивільнення серотоніну синаптосоми головного мозку морських свинок нагружали [2-¹⁴С] серотоніном, препарат фірми «Amersham», UK, кінцева концентрація якого скаладала 1,48 мкМ [4]. Вивільнену радіоактивність підраховували на спектрометрі у сцинтиляційній рідині ЖС-103, а поглинену – у ЖС-1. Захват та вивільнення медіаторів синаптосомами виражали у відсотках.

Однією з важливих функцій серотоніну в організмі є його участь у передачі нервового імпульсу в якості нейромедіатора. Відомо, що для забезпечення нормального функціонування серотонінергічної системи на певному рівні повинні підтримуватись процеси вивільнення та зворотного захвату серотоніну

Проведені дослідження показали, що за ЕАЕ захват [2-¹⁴C]серотоніну синаптосомами головного мозку морських свинок дещо збільшується, в той час як вивільнення [2-¹⁴C]серотоніну знижено на 20% в порівнянні з контролем (див. рисунок).

Рисунок. Зворотній захват та вивільнення [2-¹⁴C]серотоніну синаптосомами головного мозку морських свинок

Отримані результати дозволяють припустити, що виявлені зміни у серотонінергічній системі обумовлені інгібуванням синаптичної передачі на рівні пресинаптичної мембрани. Такі дані узгоджуються з дослідженнями інших авторів, які показали, що у пацієнтів з РС відбувається виснаження серотонінергічної системи, що супроводжується прогресуючою атрофією серотонінергічних нейроцитів [5]. Крім того, оскільки відомо, що серотонін приймає участь у підтримці цілісності гематоенцефалічного бар’єру, порушення проникності якого створює можливість контакту імунних клітин з клітинами нервової системи, виявлені зміни в серотонінергічній системі можуть сприяти активації нейроімунних процесів, які виступають пусковим механізмом РС.

Література:

1. Bitsch A, Bruck W. Differentiation of multiple sclerosis subtypes: implications for treatment // – CNS Drugs. – 2012. – Vol.16. – P. 405–18. 

2. Житнухин Ю.Л., Литвиненко И.В., Огурцов Р.П. Влияние никотинамида на развитие экспериментального аллергического энцефаломиелита // Бюлл. эксп. биол. мед. – 1998. – T. 125, № 2. – C. 180 –182.

3. Abita I.P., Chicheportiche R., Schweitz M. Effect of neurotoxins (veratridine, sea anemonetoxin, tetrodotoxin) on transmitter accumulation. Release by nerve terminals in vitro // Biochem. – 1977. – Vol. 16. – P. 1838 – 1864.

4. Hetey L, Quiring K. Synaptosomal uptake and release of dopamine and 5-hydroxy-tryptamine in the nucleus accumbens in vitro following in vivo administration of lysergic acid diethylamide in rats // Acta Biol Med Ger. – 1980. Vol.39. – P. 889 – 95.

5. Sandyk R. Serotonergic neuronal atrophy with synaptic inactivation, not axonal degeneration, are the main hallmarks of multiple sclerosis // Int J Neurosci. – 1998. – Vol. 95. – P. 133 – 40.