Биологические науки/8. Физиология человека и животных

 

Хомутов А.Е., Пурсанов К.А., Перепелюк З.В.

Нижегородская государственная медицинская академия, Россия

Влияние гепарина на нейротропную активность

даларгина

 

Даларгин (Tyr-D-Ala-Gly-Phe-Ley-Arg) – оригинальный гексапептид, аналог лей-энкефалина, синтезирован в Институте экспериментальной кардиологии ВКНЦ РАМН, является регуляторным опиоидным пептидом, способным с высокой афинностью взаимодействовать с δ-рецепторами и имеющим несколько меньшее сродство к μ-опиатным рецепторам [1]. При прямой аппликации на структуры мозга анальгетический потенциал даларгина сопоставим с таковым у морфина, однако при внутривенном введении в терапевтических дозах, учитывая, что гематоэнцефалический барьер практически непроницаем для веществ пептидной природы, препарат уступает по анальгетической активности таким μ-опиатным агонистам как FK-33824 и морфину.

При применении в клинике отмечено антистрессорное действие даларгина (снижает уровень АКТГ, улучшает микроциркуляцию при травматическом шоке), кардиопротекторное и цитопротекторное свойства. По-мнению многих отечественных исследователей, даларгин обладает корректирующими свойствами по отношению к эндогенным системам, направленными на поддержание гомеостаза [2].

Целью исследования явилось изучение влияния гепарина, протамин сульфата и налоксона на нейротропное действие даларгина.

В качестве объекта исследования нами использовались лабораторные мыши массой 20-25 г, самцы, содержащиеся в стандартных условиях вивария. Нейротропное действие препаратов оценивалось с помощью теста «открытое поле». «Открытое поле» представляет собой круглую арену диаметром 90 см с пластиковым полом, расчерченную двумя концентрическими окружностями. Одна из них отгораживает так называемый «центр» - место старта, вторая делит площадь на две равные части; также арена расчерчена восемью диаметрами. Над ареной на высоте 75 см размещается источник яркого освещения. При тестировании животное помещали в центр арены и в течение 2 минут визуально оценивали: 1) горизонтальную двигательную активность (количество пересеченных секторов); 2) вертикальную активность (количество подъемов на задние лапки); 3) время ухода из центра на периферию (латентный период); 4) количество возвратов с периферии в центр. Проводилось предварительное тестирование в течение 3 дней, на четвертый день проводилось тестирование через 15 минут после введения препаратов.

Данные, полученные в тесте «открытое поле», обрабатывались методами непараметрической статистики с помощью критерия Фридмана и критерия Вилкоксона. При обработке данных применялся пакет статистических программ SPSS 11.5 for Windows.

Контрольное внутрибрюшинное введение физиологического раствора не оказывало достоверного влияния на поведенческие показатели животных.

После введения даларгина в дозе 0.5 мг/кг было выявлено повышение горизонтальной двигательной активности по сравнению с днями предварительного тестирования (рис. 1), повышение вертикальной активности, а также увеличение количества возвратов, по сравнению со всеми днями предварительного тестирования.  Даларгин в дозе 1.0 и 3.0 мг/кг не проявлял никакого эффекта.

При тестировании после введения гепарина в дозе 50 МЕ/кг выявлено достоверное повышение горизонтальной двигательной активности (рис. 2), вертикальной активности, увеличение количества возвратов, и снижение латентного периода, по сравнению со всеми днями предварительного тестирования.

После совместного введения даларгина (0.5 мг/кг) и гепарина (50 МЕ/кг) наблюдался совершенно аналогичный паттерн поведенческих эффектов - достоверно повышается по сравнению со всеми днями предварительного тестирования горизонтальная двигательная активность (рис. 3), вертикальная активность, а также достоверно снижается латентный период, и увеличивается количество возвратов.

Рис. 1. Влияние даларгина, гепарина, протамина и налоксона

на горизонтальную активность мышей

1. Физиол. р-р (контроль);                

2. Даларгин (0.5 мг/кг);

3. Гепарин (50 МЕ/кг);     

4. Гепарин(50 МЕ/кг) → Даларгин (0.5 мг/кг);

5. Протамин сульфат (10мг/кг) → Даларгин (0.5 мг/кг);

6. Налоксон (1.0мг/кг) → Даларгин (0.5 мг/кг).

* - Различия между исходными и экспериментальными

данными статистически значимы (р≤0.05)

 

В группах, получавших антагонист гепарина — протаминсульфат (10 мг/кг) или совместно даларгин (0.5 мг/кг)  и протаминсульфат, достоверных изменений в горизонтальной двигательной активности выявлено не было, можно лишь отметить тенденцию к понижению всех показателей при введении протаминсульфата. Кроме того, в группе совместного введения протамина и даларгина достоверно увеличилась вертикальная активность, т.е., при совместном введении даларгина и протаминсульфата эффект даларгина заметно снижается. Возможно, на фоне блокады эндогенного гепарина протаминсульфатом действие даларгина менее выражено.

При введении блокатора опиоидных рецепторов налоксона (1.0 мг/кг) и совместного применения налоксона и даларгина (0.5 мг/кг)  никаких достоверных изменений в поведении также не наблюдалось, однако при инъекции налоксона наблюдалась тенденция к снижению всех показателей. Следовательно, при совместном введении с даларгином, налоксон блокировал все эффекты данного синтетического опиоида.

 

 

Рис. 2. Влияние даларгина, гепарина, протамина и налоксона

на вертикальную активность мышей

1. Физиол. р-р (контроль);                

2. Даларгин (0.5 мг/кг);

3. Гепарин (50 МЕ/кг);     

4. Гепарин(50 МЕ/кг) → Даларгин (0.5 мг/кг);

5. Протамин сульфат (10мг/кг) → Даларгин (0.5 мг/кг);

6. Налоксон (1.0мг/кг) → Даларгин (0.5 мг/кг).

* - Различия между исходными и экспериментальными

данными статистически значимы (р≤0.05)

 

В целях корректного анализа возможного влияния гепарина на проявление нейротропного действия даларгина мы предварительно оценили собственное влияние гепарина на уровень тревожности и исследовательской активности, поскольку ни в отечественной, ни в зарубежной литературе не встретили ни одного указания на подобные исследования. Было установлено, что введение гепарина в дозе 50 МЕ/кг также вызывало снижение тревожности и увеличение исследовательской активности мышей, т. е. введение гепарина сопровождается центральными эффектами.

Рис. 3. Влияние даларгина, гепарина, протамина и налоксона

на количество возвратов с периферии

1. Физиол. р-р (контроль);                 

2. Даларгин (0.5 мг/кг);

3. Гепарин (50 МЕ/кг);     

4. Гепарин(50 МЕ/кг) → Даларгин (0.5 мг/кг);

5. Протамин сульфат (10мг/кг) → Даларгин (0.5 мг/кг);

6. Налоксон (1.0мг/кг) → Даларгин (0.5 мг/кг).

* - Различия между исходными и экспериментальными

данными статистически значимы (р≤0.05)

 

Возможность проникновения гепарина через ГЭБ была продемонстрирована рядом авторов [3] В настоящее время показано, что гепарин в малых дозах способен трансформировать реактивность ЦНС, его эффект при этом сходен с эффектами типичных психостимуляторов [4]. Возможно, что действие гепарина опосредуется через гепаринсвязывающие белки, максимальные колебания активности которых после стрессорного воздействия были обнаружены в гиппокампе и стриатуме [5], т.е. в отделах лимбической системы, ответственных за поведение. На мембранах нейронов мозга имеется своеобразный HB-GAM-белок (Heparin-Binding Growth-Associated Molecule), который связывает гепарин и гепарана сульфат и участвует в росте нейритов перинатальных нейронов мозга in vitro [6]. Также существует вероятность, что эффекты гепарина реализуются через опиоидные рецепторы [4]. Авторы выявили позитивное влияние регулярно вводимых низких доз гепарина (64 МЕ/кг) на обучаемость в тесте восьмилучевого радиального лабиринта и, обсуждая возможный механизм обнаруженного феномена, указывают на полученные рядом авторов свидетельства опиоидподобного действия гепарина. Полученные нами результаты в опытах с блокадой поведенческих эффектов гепарина налоксоном также позволяют предполагать подобное объяснение.

Введение даларгина на фоне гепарина сопровождалось типичным для обоих паттерном поведенческих реакций – повышение двигательной и исследовательской активности и т. д. 

На основании вышеизложенного можно предполагать, что нейротропные эффекты даларгина и гепарина во многом однонаправлены и при совместном введении.

При введении протаминсульфата, как и налоксона, никаких достоверных отличий от дней предварительного тестирования не наблюдалось, но можно отметить тенденцию к понижению всех показателей.

При совместном введении даларгина и протамин сульфата эффект даларгина заметно снижается. Возможно, на фоне блокады эндогенного гепарина протамин сульфатом действие даларгина менее выражено.

Заключение. Подводя итоги проведённой серии экспериментов, можно сделать вывод, что гепарин и даларгин, как при независимом, так и при совместном введении снижают тревожность и увеличивают исследовательскую активность мышей, следовательно, способны повысить устойчивость животных в ситуации, провоцирующей повышенную тревожность.

 

 

 

 

 

 

Литература

1. Громова Е.А., Плакхинас Л.А., Митин Ю.В. Сравнительный анализ эффектов действия некоторых аналогов лей-энкефалина на исследовательское поведение животных. Физиологическое и клиническое значение регуляторных пептидов. Пущино; 1990.

2. Лишманов Ю. Б., Маслов Л.Н., Ласукова Т. В. Роль опиоидной системы в адаптации организма и защите сердца при стрессе. Успехи физиол. наук 1997; 1: 75 – 95.

3. Кудряшов Б. А. Ляпина Л. А., Азиева Л. Д. Комплексное соединение гепарина с гистамином, его физико-химические и биологические свойства Вопр. мед. химии 1990; 36 (4): 55 –57.

4. Кондашевская М.В., Кудрин В.С., Клодт П.М. Новые аспекты действия гепарина. Бюлл. экспер. биол. и медицины 2000; 130 (12): 613 – 616.

5. Белоусова, Т.В., Ушакова Г.А. Изменение гепарин–связывающей активности белков мозга крыс после однократного воздействия ионизирующего излучения в дозе 0,25 Гр. Радиационная биология. Радиоэкология 2002; 43 (3): 268-273.

6. Kinnunen A., Kinnunen T., Kaksonen M.  N-syndecan and HB-GAM (heparin-binding growth-associated molecule) associate with early axonal tracts in the rat brain. Eur. J. Neurosci. 1998; 10 (2): 635-648.