CC BY
52
УДК (547.757. 547.29.262:577.31./ 611.81.) - 092.9
гидроксилазный путь обмена l-триптофана в головном мозге крыс: острые эффекты l-
триптоФана, этаноламина, вальпроевой
кислоты и двух аминокислотных композиций в
темновую Фазу обращенного светового цикла
М.М. Золотухин, Е.М. Дорошенко, В.Ю. Смирнов
ЦНИЛ УО «Гродненский государственный медицинский университет»
Смесь аминокислот с разветвленной углеводородной цепью (АРУЦ), таурина и триптофана (600 мг/кг) повышает оборот серотонина в гипоталамусе, стриатуме и больших полушариях мозга крыс в условиях обращенного светового цикла в равной степени, как и L-триптофан (100 мг/кг), но в меньшей мере повышает содержание триптофана и его минорных метаболитов. Вальпроевая кислота (400 мг/кг) и этаноламин (100 мг/кг) ингибиру-ют N-ацетилтрансферазный путь в гипоталамусе, эпифизе и среднем мозге.
Ключевые слова: метаболизм триптофана, L-аминокислоты, этаноламин, вальпроевая кислота, циркадиан-ный ритм, мозг.
The mixture of branched-chain amino acids (BCAA), taurine and tryptophan (600 mg/kg) enhanced turnover of serotonin in hypothalamus, striatum and brain hemispheres of rats under reversed photocycle in the same extent as L-tryptophan (100 mg/kg), with less pronounced increase of the levels of tryptophan and its minor metabolites. Valproic acid (400 mg/kg) and EA (100 mg/kg) inhibited N-acetyltransferase pathway in hypothalamus, pineal gland and midbrain.
Keywords: tryptophan metabolism, amino acids, ethanolamine, valproic acid, circadian rhythm, brain.
Гидроксилазный путь обмена L-триптофана представляет собой одну из магистральных ката-болических ветвей, в которой образуются соединения с широким спектром биологического действия (серотонин, мелатонин), уровни которых в структурах головного мозга крысы подвержены суточным колебаниям [6]. Кроме магистральных путей, метаболизм триптофана представлен ^аце-тилированием и декарбоксилированием, продуктами которых являются ^ацетилтриптофан и трип-тамин [8]. Любые изменения в фотоцикле сопровождаются развитием десинхронозов, при которых изменяются активности ферментов метаболизма триптофана, транспорт предшественников синтеза индоламинов. Следствием этого является снижение активности серотонинергической и мелато-нин-продуцирующей систем головного мозга [5].
В качестве агентов, способных повышать функциональную активность этих систем, могут выступать L-триптофан, этаноламин (ЕА), вальпроевая кислота (УРА) и некоторые аминокислотные композиции. ЕА способен опосредованно повышать уровень серотонина, реализуя таким образом свое антиоксидантное действие [1]. Вальпроат способен изменять оборот 5-НТ, модифицировать мембраны, увеличивая доступность предшественника [12, 13]. Применение композиций на основе аминокислот с разветвленной углеводородной цепью (АРУЦ), таурина и триптофана, возможно, позволит влиять на транспорт ароматических аминокислот в ЦНС, вызывая тем самым целенаправленные сдвиги в системах моноаминов [4, 11]. Таким об-
разом, целесообразно оценить эффекты вышеуказанных препаратов при обращенном световом цикле на уровни интермедиатов гидроксилазного пути обмена триптофана в головном мозге, включая N ацетилсеротонин и мелатонин. Поскольку синтез последних активен в ночное время, введение препаратов и оценку эффектов следует проводить в ночную фазу.
Цель работы: оценить острые эффекты введения L-триптофана, этаноламина, вальпроевой кислоты и композиций АРУЦ, L-триптофана и таури-на на уровни метаболитов гидроксилазного пути обмена триптофана в головном мозге крыс в тем-новую фазу обращенного фотоцикла.
Материалы и методы
В работе использовалось 30 белых крыс-самцов гетерогенной популяции массой 170-230 г, которые содержались один месяц при обращенном световом цикле (12/12 ч) [5] на стандартном рационе вивария. Начало темновой фазы приходилось на 9:00 ч, окончание на 21:00 ч. Животным вводились Тгр, ЕА, УРА и две композиции аминокислот: композиция А ^-лейцин, L-изолейцин, L-валин и тау-рин в массовых соотношениях 1:0,25:0,25:0,5) и композиция В ^-лейцин, L-изолейцин, L-валин, L-триптофан и таурин в массовых соотношениях 1:0,25:0,25:0,4:0,5 [2]. Внутрижелудочно вводили крысам 2,4 % раствор композиции А (500 мг/кг), 3 % раствор композиции В (600 мг/кг), 0,5 % растворы L-триптофана (100мг/кг) [8] и этаноламина (100мг/кг) [9], УРА (400 мг/кг) [14, 15, 17] в начале темновой фазы. Контрольная группа получала эк-
виобъемные количества воды. Декапитацию проводили спустя 1,5 ч после внутрижелудочного введения препаратов. Извлеченные отделы мозга помещали в жидкий азот. Гомогенизацию биологического материала (гипоталамус, стриатум, средний мозг, большие полушария головного мозга) производили тефлоновым пестиком в 10-кратном объеме экстракционной среды, содержащей 0,2 М хлорную кислоту, 25 мг/л ЭДТА, 25 мг/л Na2S2O5 и
I мкМ ванилиновой кислоты (VA) в качестве внутреннего стандарта, а эпифизов в 100 мкл такой среды. Центрифугировали 15 мин при 13000 g. Супер-натанты замораживали и хранили при -80°С.
В работе использовался препарат «Орфирил», содержащий 60 мг/мл вальпроевой кислоты (Pharmacia, Польша), L-лейцин, L-изолейцин, L-валин, L-триптофан, этаноламин гидрохлорид (Reanal, Венгрия) и таурин (Sigma, США). Для приготовления подвижных фаз использовали химически чистый ацетонитрил, метанол (Мегск, Германия), КН2РО4, ЭДТА (Reanal, Венгрия), гептилсуль-фонат натрия, октилсульфонат натрия (Элсико, Россия), уксусную и хлорную кислоты (НеваРеак-тив, Россия). В качестве эталонных соединений применяли серотонин креатинин-сульфат (5-HT), ^ацетил^-триптофан (NAT) (Reanal, Венгрия), L-триптофан (Trp), триптамин гидрохлорид (Trn), 5-метоксииндолуксусную кислоту (5-MIAA), мела-тонин (Mel), 5-оксииндолуксусную кислоту (5-HIAA), N-ацетилсеротонин (NAS), 5-окситрипто-фан (5-HTP), ванилиновую кислоту (VA) (Sigma, США).
Воду для подвижных фаз подвергали тройной дистилляции в стеклянном аппарате с последующим удалением следов органических соединений пропусканием через патрон «Norganic» (Millipore, США) и фильтровали через мембранный фильтр GV 0,22 мкм.
Эталонные растворы Trp, 5-HTP, 5-HIAA, 5-MIAA, Trn, NAT, 5-HT, NAS и Mel - 10 мМ хранили при -80°С, последовательными разбавлениями которых готовили рабочие растворы (10 мкМ для Trp и 1 мкМ для 5-HT, 5-HIAA, 5-MIAA, Trn, NAT, NAS ,VA, Mel, 5-HTP), которые хранили при -20°С.
Определения проводили методом обращенно-фазовой ВЭЖХ с детектированием по природной флуоресценции. Использовался жидкостный хроматограф Agilent 1100. Колонка диаметром 3 х 250 мм Separon SGX C18, 8 мкм (Элсико, Россия) термостатировалась при 30°С. Скорость потока элюента 0,5 мл/мин. Объем проб 20 мкл. Детектирование при длине волны возбуждения 280 нм и испускания 340 нм. Для определения Trp, 5-HTP, 5-HT, 5-HIAA использовали подвижную фазу, содержащую 0,1 М дигидрофосфата калия, 17 мМ уксусной кислоты, 25 мг/л ЭДГЛ, 1 мМ гептилсуль-фоната натрия, 0,8 мМ октилсульфоната натрия и
II % метанола (об.). Для определения NAS, NAT, Trn, 5-MIAA и Мel использовали метод [3]. Интегрирование и расчет содержания триптофана и его
метаболитов проводили с помощью программы ChemStation версии А.10.01. Статистическая обработка данных (U-тест Манна-Уитни) реализована программой STATISTICA 7.0.
Результаты и обсуждение
Введение VPA в эпифизе через 1,5 ч снижало содержание NAS; ЕА не изменял уровней Trp и его метаболитов. Композиция А снижала также уровень NAS. Введение L-триптофана повышало содержание Trp, 5-HT и снижало уровень NAS в эпифизе. Аминозоль B увеличивал только уровень Trp, достоверно также по сравнению с аминозолем А (таблица 1).
В гипоталамусе VPA снижала содержание NAS, в отличие от ЕА, который не влиял на уровни всех исследованных соединений. В этом отделе мозга смесь А снижала уровень NAS. Экзогенный триптофан повышал содержание Trp, 5-HTP, 5-HIAA и NAT, в то время как аминозоль В, наряду с повышением концентраций Trp, 5-HTP, 5-HIAA понижал содержание Mel. После введения аминозоля В уровни Trp, 5-HTP, 5-HIAA и NAT были достоверно выше, по сравнению с аминозолем А, но содержание Trp и NAT - ниже, чем после введения Trp (таблица 2).
VPA не изменяла уровней исследуемых соединений в среднем мозге. Введение EA снижало концентрацию NAS, композиция А понижала содержание NAT, а Trp и смесь В его увеличивали. Содержание Trp, 5-HTP, 5-HIAA, NAT и Mel после введения смеси В было выше, чем после введения смеси А, уровень Mel был выше, а NAT - ниже, чем после введения Trp (таблица 3).
В больших полушариях головного мозга после введения VPA и композиции А не наблюдалось значимых различий в содержании Trp и его метаболитов, тогда как ЕА снижал уровень Trn. Экзогенный триптофан увеличивал содержание Trp, 5-HTP, 5-HIAA и NAT, а аминозоль В - только Trp и 5-HIAA. При сравнении групп, получавших аминозоль В и А, были достоверно выше концентрации Trp и NAT в первой группе (таблица 4).
Введение VPA увеличивало содержание 5-HTP в стриатуме, где ЕА не изменял уровней исследованных соединений. Аминозоль А снижал уровни Trp, 5-HIAA и повышал уровень Trn. Введение триптофана увеличивало содержание Trp, 5-HTP, 5-HIAA, NAS, Trn, NAT и Mel. После введения аминозоля В увеличивались уровни этих же соединений, кроме 5-HTP. После введения смеси В были более высокими концентрации Trp, 5-HTP, 5-HIAA, Mel, Trn и NAT, чем после введения смеси А, но более низкими - уровни Trp и NAT, чем после введения Trp (таблица 5).
В эпифизе после введения VPA, несмотря на снижение содержание NAS, уровень Mel оставался неизменным. Возможно, эффект VPA на продукцию NAS не был связан с угнетением 5-HT активности N-ацетилтрансферазы, в пользу чего свидетельствует неизменный уровень 5-HT. Кроме того,
снижение N-ацетилирова-ния 5-HT отмечалось в гипоталамусе, возможно, по схожему механизму. Стриатум характеризовался повышением уровня 5-HTP, что было связано с увеличением гидро-ксилирования Trp либо торможением декарбок-силирования 5-HTP. Однако это не сопровождалось усилением синапти-ческого выброса 5-HT, о чем свидетельствует неизменный уровень 5-HIAA.
Этаноламин не оказывал влияния на синтез ме-латонина в шишковидной железе. В среднем мозге снижалось N-ацетилиро-вание 5-HT, на что указывает снижение концентрации NAS. Вероятно, это было связано с угнетением N-ацетилтрансфераз-ной реакции. В больших полушариях мозга снижалось декарбоксилирова-ние Trp, о чем свидетельствует снижение уровня Trn.
Композиция на основе АРУЦ и таурина в стриа-туме снижала синтез и синаптический выброс 5-HT за счет снижения доступности Trp, на это указывает снижение уровней 5-HIAA и Trp. Снижение доступности предшественника (Trp) в этом отделе мозга, наиболее вероятно, было связано с конкурентными отношениями между АРУЦ и Trp за транспортную систему [4, 11]. Поскольку присутствие таурина в композиции облегчает транспорт первых в мозг [7] и, как следствие, снижается уровень Trp [11]. Повышение содержания Trn носило адаптивный характер вследствие угнетения де-карбоксилирования Trp и направления его потока с минорной цепочки на гид-роксилазную ветвь. Этот
Таблица 1 - Содержание триптофана и его метаболитов в эпифизе крыс через 1,5 ч после введения VPА, ЕА, Тгр, смесей А и В в темновую фазу (пмоль/эпифиз, среднее ± средняя ошибка среднего)
Контроль VPA 400 мг/кг EA 100 мг/кг Смесь А 500 мг/кг Trp 100 мг/кг Смесь B 600 мг/кг
NAS 16,0 ± 4,98 4,17 ± 0,65 не опр. 5,59 ± 0,67 4,65 ± 1,51 7,56 ± 0,96
NAT не опр. 2,20 ± 0,14 2,74 ± 0,88 3,38 ± 1,77 6,23 ± 3,32 6,02 ± 0,83
Trn 2,28 ± 0,48 1,80 ± 0,46 1,77 ± 0,36 1,72 ± 0,71 1,65 ± 0,23 1,83 ± 0,39
5- MIAA 124 ± 88 25,3 ± 5,7 51,5 ± 26,5 22,5 ± 7,8 41,3 ± 30,6 99,1 ± 42,5
Mel 6,87 ± 1,27 3,96 ± 1,31 6,58 ± 0,56 3,51 ± 2,93 4,6 ± 2,3 9,2 ± 2,7
5-HTP 2,8 ± 0,8 1,8 ± 0,3 5,5 ± 1,2 1,3 ± 0,4 5,2 ± 0,9 6,2 ± 2,0
5-HIAA 3,5 ± 1,3 3,7 ± 1,4 2,9 ± 0,4 2,5 ± 0,6 5,6 ± 1,5 5,6 ± 1,4
Trp 10,0 ± 2,4 11,3 ± 1,9 12,8 ± 1,0 8,2 ± 2,4 36,0 ± 5,0 27,8 ± 3,0* +
5-HT 77 ± 27 130 ± 39 95 ± 53,8 46,5 ± 8,9 839 ± 269 616±217
Примечание к табл. 1-5:* — Р < 0,05 по отношению к контролю; + — Р < 0,05 при сравнении смеси В со смесью А; |— Р < 0,05 при сравнении смеси В с триптофаном; не опр.- не определялся
Таблица 2 - Содержание триптофана и его метаболитов в гипоталамусе крыс через 1,5 ч после введения VPА, ЕА, Тгр, смесей А и В в темновую фазу (пмоль/г ткани, среднее ± средняя ошибка среднего)
Контроль VPA 400 мг/кг EA 100 мг/кг Смесь А 500 мг/кг Trp 100 мг/кг Смесь B 600 мг/кг
NAS 12,57 ± 4,02 6,50± 0,306 11,43 ± 4,48 9,73 ± 0,867 10,86 ± 4,98 8,16 ± 0,37
NAT 3,31 ± 1,071 2,18 ± 0,552 2,82± 0,826 1,65 ± 0,270 18,15 ± 2,84* 8,72± 2,52T +
Trn 0,428 ± 0,074 0,462 ± 0,088 0,596 ± 0,092 0,662 ± 0,283 0,591 ± 0,099 1,210 ± 0,374
Mel 1,29 ± 0,250 1,45 ± 0,449 0,796 ± 0,136 0,911 ± 0,349 0,638 ± 0,104 0,606±0,039
5-HTP 80 ± 19,5 90 ± 13,2 120 ± 5 70 ± 9,8 190 ± 24,3* 160 ± 20,3* +
5-HIAA 250 ± 56,2 250 ± 28,5 270 ± 16 120 ± 10,0 830 ± 95,7* 570 ± 95*+
Trp 7730 ± 1735 7580 ± 750,2 7350 ± 485 3900 ± 444 34650± 2344 24620±2618*T+
5-HT 330 ± 66,0 320 ± 50,4 330 ± 52 230 ± 50,4 680 ± 370,8 340 ± 125,4
Таблица 3 - Содержание триптофана и его метаболитов в среднем мозге крыс через 1,5 ч после введения VPА, ЕА, Тгр, смесей А и В в темновую фазу (пмоль/г ткани, среднее ± средняя ошибка среднего)
Контроль VPA 400 мг/кг EA 100 мг/кг Смесь А 500 мг/кг Trp 100 мг/кг Смесь B 600 мг/кг
NAS 11,38±1,68 9,05 ± 3,78 4,36± 1,530 11,36 ± 3,74 7,20±2,93 6,65 ± 2,93
NAT 4,74±0,20 4,13 ± 0,80 6,27± 2,89 2,44 ± 0,38* 23,40 ± 4,24* 8,62±1,70*T +
Trn 2,34±1,44 1,00 ± 0,37 3,73 ± 1,90 0,802 ± 0,301 0,769 ± 0,198 2,14 ± 0,749
Mel 4,91±2,74 1,07 ± 0,22 4,16 ± 1,62 0,829 ± 0,105 0,611 ± 0,057 4,57 ± 2,21T +
5-HTP 140 ± 54 110 ± 31 150 ± 26 70 ± 17,5 290 ± 102,1 210±28+
5-HIAA 1070±615 570 ± 191 980±308 370 ± 105,5 1580 ± 570,4 1540±332+
Trp 10710±2687 7460 ± 555 13940±3259 6050 ± 1784 30790 ± 3579 30250±6217+
5-HT 640 ± 330 420±154 860 ± 224 990 ± 438 610 ± 203,9 1790 ± 1136
Таблица 4 - Содержание триптофана и его метаболитов в больших полушариях мозга крыс через 1,5 ч после введения VPА, ЕА, Тгр, смесей А и В в темновую фазу (пмоль/г ткани, среднее ± средняя ошибка среднего)
Контроль VPA 400 мг/кг EA 100 мг/кг Смесь А 500 мг/кг Trp 100 мг/кг Смесь B 600 мг/кг
NAS 4,01± 1,3 9,96 ± 4,9 15,9 ± 6,9 10,0 ± 3,6 12,6 ± 3,6 7,16 ± 3,0
NAT 2,99 ± 0,8 2,26 ± 0,6 2,84 ± 0,8 2,86 ± 1,1 12,5 ± 2,4 6,52± 1,0+
Trn 1,34 ± 0,1 1,57 ± 0,6 0,718 ± 0,2* 0,997 ± 0,2 17,9 ± 16,9 0,764 ± 0,3
Mel 1,45 ± 0,6 2,32 ± 1,6 1,33 ± 0,7 13,4 ± 12,3 7,6 ± 6,8 1,67 ± 0,6
5-HTP 120 ± 11,5 123 ± 15 128 ± 17,8 102 ± 27 183 ± 16,5 176 ± 41,3
5-HIAA 230 ± 39,8 261 ± 94,1 355± 154 323±105 1070±233 1140±639
Trp 6220 ± 480 7080 ± 1490 13000±6850 5710 ± 1460 41200±8000 39000±19800*+
5-HT 991± 520 206 ± 16 444±211 923 ± 402 701 ± 166 264 ± 69,2
Таблица 5 - Содержание триптофана и его метаболитов в стриатуме крыс через 1,5 ч после введения VPА, ЕА, Тгр, смесей А и В в темновую фазу (пмоль/г ткани, среднее ± средняя ошибка среднего)
Контроль VPA 400 мг/кг EA 100 мг/кг Смесь А 500 мг/кг Trp 100 мг/кг Смесь B 600 мг/кг
NAS 1,48 ± 0,23 2,48 ± 0,91 не опр. не опр. 226,8 ± 104,2 99,20±9,41
NAT 3,02 ± 0,47 3,16 ± 0,50 4,81 ± 0,79 1,98 ± 0,29 49,66 ± 15,76 18,59±3,62* T +
Trn 0,66 ± 0,06 1,68 ± 0,60 0,92 ± 0,18 2,67 ± 0,14* 34,54 ± 11,70* 16,33±3,96* +
Mel 0,805 ± 0,175 0,539 ± 0,167 0,83 ± 0,29 1,08 ± 0,29 22,94 ± 8,39* 9,01±1,80* +
5-HTP 120 ± 7,2 150 ± 6 140 ± 10 90 ± 14 160 ± 16 140±13+
5-HIAA 270 ± 32,2 320 ± 55 350 ± 37 130 ± 34 600 ± 57 530±102*+
Trp 7600 ± 629 7380 ± 722 7210±248 3560 ± 405 35360±3405 21760±2094*T+
5-HT 190 ± 46,2 160 ± 64 550 ± 273 150 ± 46 190 ± 55 250±59
аминозоль угнетал N-ацетилирование 5-HT в эпифизе, хотя содержание Mel не изменялось; такое же снижение N-ацетилирования 5-HT наблюдалось в гипоталамусе, возможно, эти изменения носили адаптивный характер, переключая катабализм 5-HT на основной путь деградации (окислительное де-заминирование). В среднем мозге снижалось N-ацетилирование Trp, которое также носило адаптивный характер, таким образом, перераспределяя поток Trp на гидроксилазную ветвь, на что указывают неизменные уровни ее метаболитов.
Введение Trp стимулировало синтез 5-НТ в эпифизе за счет повышения доступности Trp, о чем свидетельствует повышение уровней Trp и 5-HT, это сопровождалось угнетением активности ари-лалкиламин-К-ацетилтрансферазы по аутокринно-му механизму [16], на что указывает снижение уровня NAS, однако при этом содержание Mel не изменялось. В гипоталамусе отмечалось ускорение N-ацетилирования Trp и оборота 5-HT за счет повышения доступности Trp, связанное с созданием его концентрационного градиента между кровью и нервной тканью. На это указывает повышение уровней NAT, Trp, 5-HTP и 5-HIAA. Введение Trp в среднем мозге характеризовалось повышением уровня его минорного метаболита (NAT) вследствие усиления N-ацетилирования. Содержание метаболитов гидроксилазного пути оставалось неизменным. Это означает, что Trp в этой структуре мозга оказывает влияние только на метаболизм минорной ветви. В больших полушариях мозга повышалось гидроксилирование Trp, связанное с насыщением субстратом триптофангидроксилазы, о чем свидетельствует увеличение уровней 5-HTP и Trp. Такая стимуляция серотонинергической системы сопровождалась усиленным выбросом медиатора, на что указывает повышение уровня 5-HIAA. Кроме того, повышение доступности Trp в больших полушариях головного мозга сопровождалось усилением его N-ацетилирования, о чем говорит повышенный уровень NAT. Повышение доступности Trp в стриатуме характеризовалось увеличением синтеза 5-HT и его катаболизмом по N-ацетилирующему и окислительному путям. На увеличение синтеза и синаптического выброса 5-HT указывают повышенные уровни 5-HTP и 5-HIAA. Кроме того, увеличивался поток серотони-на по N-ацетилирующему пути, вследствие повышения активности N-ацетилтрансферазы, о чем свидетельствовало повышение содержания NAS. Повышение уровня Trp в стриатуме характеризовалось усилением его декарбоксилирования и N-ацетилирования, что видно по увеличению уровней Trn и NAT. В этой области мозга увеличение содержания Mel, наиболее вероятно, было связано со снижением его катаболизма, а не с увеличением доступности, поскольку усиления его синтеза в эпифизе не наблюдалось. Не исключается возможность повышения синтеза Mel в желудочно-кишечном тракте за счет повышения доступности Trp [10,
— 4
18], но тогда уровни этого индоламина должны были быть увеличены в большинстве отделах мозга, чего не отмечалось.
Аминозоль В в темновую фазу повышал доступность Trp в эпифизе, хотя при этом не отмечалось изменений в синтезе Mel и 5-HT. Такое увеличение уровня предшественника в железе могло быть связано с активацией его транспорта, несмотря на повышенные уровни конкурентных аминокислот в крови, поступающих в составе этой композиции [4]. В гипоталамусе данная смесь увеличивала синтез и синаптический выброс 5-HT. Причиной таких изменений было повышение доступности Trp в нервной ткани за счет триптофана, входящего в состав композиции. Свидетельствами активации гидроксилазного пути Trp было увеличение уровней этой аминокислоты, 5-HTP и 5-HIAA. Снижение уровня Mel в гипоталамусе было связано с усилением его катаболизма, поскольку не изменялся синтез этого индоламина в эпифизе. Средний мозг характеризовался повышением N-ацетилирования Trp, что, возможно, отражало изменения в доступности Trp, не приводя при этом к количественным изменениям уровней метаболитов гидроксилазного пути. В больших полушариях головного мозга отмечалось усиление синаптическо-го выброса 5-HT при неизменной скорости его синтеза, несмотря на повышенный уровень Trp, о чем свидетельствует увеличение уровня 5-HIAA и неизменный уровень 5-HTP. Наблюдалось увеличение оборота 5-HT в стриатуме вследствие увеличения уровня предшественника; на это указывало увеличение концентрации Trp и 5-HIAA. Одновременно с этим усиливался катаболизм 5-HT по N-ацетилирующему пути, поскольку повышалось содержание NAS. Это, возможно, было связано с увеличением активности N-ацетилтрансферазы, так как параллельно с этим усиливалось N-ацетилирование Trp, сопровождаемое увеличением уровня NAT. В стриатуме аминозоль В усиливал декар-боксилирование Trp, что было связано с увеличением уровня субстрата этой реакции [19]. Повышение содержания Mel было связано со снижением катаболизма этого индола в этом отделе мозга.
При сравнении эффектов смесей В и А видно, что в первом случае имеет место более высокое содержание: Trp в эпифизе; Trp, 5-HTP, 5-HIAA, NAT в гипоталамусе; Trp, 5-HTP, 5-HIAA, NAT, Mel в среднем мозге; Trp, NAT в больших полушариях головного мозга; Trp, 5-HTP, 5-HIAA, NAT, Trn, Mel в стриатуме. Все это указывает на то, что эффекты аминозоля В в отношении метаболизма триптофана во всех этих структурах мозга реализуются через доступность Trp в нервной ткани и приписываются только этой аминокислоте, входящей в состав композиции.
Если сравнивать влияние Trp и композиции B на уровни триптофана и его метаболитов в головном мозге, отчетливо видно, что содержание Trp, NAT в гипоталамусе; Trp, NAT в стриатуме; NAT в
3
среднем мозге было ниже, если Trp вводился в составе композиции. В то же время, содержание Mel было в этом случае выше. Кроме того, не было выявлено достоверных различий в уровнях метаболитов гидроксилазного пути обмена триптофана. Все это указывает на то, что аминозоль В, вызывая менее выраженное повышение уровня Trp, чем L-триптофан, практически в той же степени стимулировал гидроксилазный путь его превращений, и даже более выраженно повышал содержание Mel. Эти различия между группами были обусловлены присутствием АРУЦ и таурина в составе композиции, которые выступали в качестве конкурентов при транспорте Trp в головной мозг.
Все вышеуказанное позволяет заключить, что композиция, содержащая АРУЦ, таурин и Trp, в равной степени, как и сам L-триптофан, оказывает стимулирующее влияние на серотонинергическую систему и в меньшей мере повышает содержание минорных метаболитов и самого Trp.
Заключение
Внутрижелудочное введение вальпроевой кислоты в темновую фазу через 1,5 ч снижало N-аце-тилирование серотонина в эпифизе, гипоталамусе и увеличивало гидроксилирование триптофана в стриатуме.
Этаноламин в данных экспериментальных условиях угнетал катаболизм 5-HT по N-ацетилиру-ющему пути в среднем мозге и декарбоксилирова-ние триптофана в больших полушариях головного мозга. Эти эффекты вальпроата и этаноламина на гидроксилазный путь обмена триптофана реализуются через активацию или угнетение отдельных звеньев этой метаболической цепочки.
Аминозоль на основе АРУЦ и таурина снижал синтез серотонина и его синаптический выброс в стриатуме, адаптивно перенаправлял поток серо-тонина в эпифизе, гипоталамусе и триптофана в среднем мозге по основным катаболическим путям. Эти эффекты реализовывались через снижение доступности триптофана в мозге вследствие конкурентных отношений с большими нейтральными аминокислотами.
L-триптофан стимулировал серотониновую систему и катаболизм триптофана по минорным цепочкам в стриатуме, гипоталамусе и больших полушариях головного мозга, тогда как в эпифизе усиление синтеза серотонина сопровождалось угнетением его N-ацетилирования. В среднем мозге триптофан усиливал свой катаболизм только по N-ацетилирующей цепочке.
Сочетанное введение L-триптофана с АРУЦ и таурином, подобно триптофану, стимулировало серотонинергическую систему в гипоталамусе, больших полушариях мозга, в то время как в стри-атуме такая активация сопровождалась некоторым усилением катаболизма триптофана по минорным путям. В эпифизе этот аминозоль повышал только уровень триптофана. В среднем мозге увеличива-
лась деградация триптофана по N-ацетилирующе-му пути, которое параллельно сопровождалось разнонаправленным влиянием на метаболизм мелато-нина в гипоталамусе и стриатуме. Данная композиция в равной степени, как и L-триптофан, оказывала стимулирующее влияние на серотонинер-гическую систему головного мозга и в меньшей мере повышала содержание триптофана и его минорных метаболитов. Все эти эффекты были обусловлены присутствием триптофана в составе данной композиции.
Литература
1. Антиоксидантная активность и угнетение перекисного окисления липидов биомембран в механизме действия противоалкогольных соединений. Алкогольная интоксикация и зависимость. Механизмы развития, диагностика, лечение / Г.Н. Смелянская [и др.] // Мн.: Беларусь. - 1988. - С.58-69.
2. Влияние аминокислотных композиций на основе АРУЦ, таурина и триптофана на фонд свободных аминокислот в плазме крови и печени крыс при отмене этанола / В.Ю. Смирнов [и др.] // Альманах аминокислоты: аминокислоты: от эксперимента к клинике: сб. трудов Респ. конференции, Минск, 29 июня 2007г. / Бел МАПО.-Минск, 2007. - С. 45—49.
3. Золотухин, М.М. Метод определения метаболитов гидрокси-дазного пути обмена триптофана в эпифизе крысы с помощью ион-парной хроматографии с детектированием по флуоресценции / М.М.Золотухин, Е.М.Дорошенко // Журнал ГрГМУ, 2007. - № 2.- С.25-28.
4. Золотухин, М.М. Эффекты введения смесей, содержащих аминокислоты с разветвленной углеводородной цепью, L - триптофан и таурин, при введении в темновую фазу, на уровни метаболитов гид-роксилазного пути обмена триптофана в плазме крови и головном мозге крыс / М.М. Золотухин, Е.М Дорошенко, В.Ю. Смирнов // Журнал ГрГМУ (в печати).
5. Комаров,Ф.И. Хронобиология и хрономедицина / Ф.И. Комаров, С.И. Рапопорт.- М.: Триада - Х. - 2000. - 488 с.
6. Науменко, Е.В. Серотонин и мелатонин в регуляции эндокринной системы / Е.В.Науменко, Н.К.Попова. - Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1975.- 218 с.
7. Нефедов, Л.И. Биологическая роль таурина / Л.И. Нефедов // Весщ AH Беларуси - 1992. - № 3- 4. - С. 99- 106.
8. Попова, Н.К. Серотонин и поведение / Н.К. Попова, Е.В.Нау-менко, В.Г. Колпаков. - Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1978. - 304 с.
9. Островский, Ю.М. Аминокислоты в патогенезе, диагностике и лечении алкоголизма / Ю.М. Островский, С.Ю. Островский.- Мн.: Изд-во «Навука i тэхшка », 1995. - С.164-210.
10. Effect of tryptophan administration on circulating melatonin levels in chicks and rats: evidence for stimulation of melatonin synthesis and release in the gastrointestinal tract / G.Huether [et al.] // Life Sci. - 1992. - Vol 51, № 12. - P.945- 953.
11. Fernstrom, J.D. Branched-Chain Amino Acids and Brain Function / J.D. Fernstrom // J. Nutr. - 2005.- Vol.135. - Suppl.6.- P.1539S - 1546S.
12. Loscher, W. Valproate and its major metabolite E-2-en-valproate induce different effects on behaviour and brain monoamine metabolism in rats / W. Loscher, D. Honack // Eur. J. Pharmacol. - 1996.- Vol. 299, N1-3.- P. 61-67.
13. Perlman, B.J. Membrane-disordering potency and anticonvulsant action of valproic acid and other short-chain fatty acids / B.J. Perlman, D.B. Goldstein // Mol. Pharmacol. - 1984. - Vol. 26, № 1. - P. 83-89.
14. The acute effect of valproate on cerebral energy metabolism in mice / C.U. Johannessen [ еt al.] // Epilepsy. Res. - 2001. - Vol. 47,N 3. -P. 247-256.
15. The modification of the ethanol withdrawal syndrome in rats by di-n- propylacetate / E.P. Noble [й al.] // Psychopharmacologia. - 1976.-Vol.46,N2. - P. 127- 131.
16. Tryptophan administration inhibits nocturnal N-acetyltransferase activity and mеlatonin content in the rat pineal gland. Evidence that serotonin modulates melatonin production via a receptor- mediated mechanism / R.J. Reiter [et al. ] // Neuroendocrinology. - 1990. - Vol. 52, № 3.- Р. 291- 296.
17. Whitton, P.S. The effect of valproic acid on 5-hydroxytryptamine and 5-hydroxyindoleacetic acid concentration in hippocampal dialysates in vivo / P.S.Whitton, L.J. Fowler // Eur. J. Pharmacol. - 1991.- Vol. 200, N. 1. - P. 167-169.
18. Yaga, K. Tryptophan loading increases daytime serum melatonin levels in intact and pinealectomized rats / K. Yaga, R.J. Reiter, B.A. Richardson // Life Sci. - 1993.- Vol.52, № 14. -Р.1231 - 1238.
19. Young, S.N. Tryptophan availability and the control of 5-hydroxytryptamine and tryptamine synthesis in human CNS / S.N. Young, S. Gauthier // Adv. Exp. Med. Biol. - 1981.- Vol. 133.- P. 221- 230.
Поступила 07.10.08
