CC BY
51
----—
РОЛЬ ОПИОИДНОЙ СИСТЕМЫ
В РЕАЛИЗАЦИИ АНАЛЬГЕТИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ТИМУЛИНА
ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ СИЛЫ СТРЕССОРА
1 2 А.В. Новоселецкая , Н.М. Киселева ,
1 3
А.Н. Иноземцев , В.Я. Арион
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет,
кафедра высшей нервной деятельности, г. Москва
2ГБОУ ВПО Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова Минздрава России, г. Москва
ФГБУН «Научно-исследовательский институт физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства» России, г. Москва
Ранее нами было показано, что полипептиды тимуса обладают стресспротекторной активностью. Механизмы этого эффекта до сих пор остаются неизвестными. Предполагается, что в стресс-протекторные свойства пептидов тимуса вовлечена опиоидная система. В связи с этим в работе поставлена цель экспериментально проверить предположение о влиянии полипептидов тимуса на болевую чувствительность и проанализировать возможную роль опиоидной системы в реализации анальгетических эффектов тимулина.
Проводили 3 серии экспериментов по изучению болевого порога с помощью теста «отдергивания хвоста»: 1) после тестирования в приподнятом крестообразном лабиринте; 2) после тестирования в тесте вынужденное плавание по Порсолту; 3) после эмоционального стресса, вызванного сбоем реакции избегания.
Введение тимулина интактным животным привело к достоверному увеличению порога болевой чувствительности в сравнении с контролем. Введение налоксона снизило данный параметр до фоновых значений. Следовательно, введение тимулина активирует опиоидную систему.
После тестирования животных в приподнятом крестообразном лабиринте и тесте вынужденного плавания болевой порог в контрольных группах увеличился, что позволяет говорить о стресс-вызванной аналгезии. На фоне тиму-лина болевой порог не изменялся. Введение налоксона привело к снижению исследуемого параметра в обеих группах животных до фоновых значений, что свидетельствует об опиатной природе стресс-вызванной аналгезии у контрольных животных.
Эмоциональный стресс привел к увеличению порога болевой чувствительности в обеих группах, что свидетельствует о развитии стресс-вызванной анальгезии. Введение налоксона полностью блокировало выраженность анальгезии, в контрольной группе, следовательно, природа анальгезии в данном случае определяется активацией только опиоидной системы. Введение налоксона на фоне тимулина привело к снижению порога болевой чувствительности, который, оставался выше фонового уровня, следовательно, в опытной группе развилась смешанная форма стресс-вызванной анальгезии, содержащая опиоидный и неопиоидный компоненты.
Таким образом, введение тимулина до стрессирования приводит к снижению болевого порога при увеличении силы стрессора.
Ключевые слова: тимус, тимулин, стресс, анальгезия, опиоидная система.
Показано, что полипептиды тимуса корректируют нарушения, вызванные эмоциональным стрессом [5—6], однако, молекулярные и нейрохимические механизмы этого эффекта до сих пор остаются неизвестными. Следует отметить, что основным стрессирующим фактором в поведенческих моделях является электроболевое раздражение. Постулирование участия тимуса в работе стресслимитирующей системы делает логичным предположение о влиянии полипептидов вилоч-ковой железы на болевую чувствительность [4].
Предполагается, что в стресс-протекторные свойства пептидов тимуса вовлечена опиоидная система.
В связи с этим поставлена цель экспериментально проверить указанное предположение и проанализировать возможную роль опиоидной системы в реализации анальгетических эффектов пептидов тимуса.
Работа проводилась на 120 крысах Wistar весом в среднем 180—200 г. Животных содержали в виварии при температуре +22—24 °С и свободном
—-г^е^б^-—
~ 60 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-49390 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
Since 1999 ISSN 2226-7425
Fundamental studies ----—-
доступе к воде и пище. В течение пяти дней (в одно и то же время) один раз в сутки опытным животным (п = 20) внутрибрюшинно вводили гормон тимуса — тактивин в дозе 0,15 мг/кг, а контрольным животным (п = 20) — физиологический раствор в объеме 0,5 мл.
Каждое животное помещали в проветриваемые плексигласовые цилиндры, препятствующие движению и измеряли порог болевой чувствительности с помощью теста «отдергивания хвоста» пятикратно с интервалом 5 мин. Использовали прибор, который фокусировал обжигающий луч света на хвосте животного и автоматически выключался при отдергивании хвоста или по истечению 30 с. Для снижения активности опиоидной системы по окончании тестирования животным внутри-брюшинно вводили неселективный блокатор опи-оидных рецепторов налоксон (1 мг/кг) (в виде гидрохлорида, 0,4 мг/1 мл, производство Польша) и спустя 20 мин измеряли латентный период (ЛП) отдергивания хвоста.
Проводили 3 серии экспериментов по стандартным методикам: 1) после тестирования в приподнятом крестообразном лабиринте [1]; 2) после тестирования в тесте вынужденное плавание по Пор-солту [8]; 3) после эмоционального стресса, вызванного сбоем реакции избегания [2]. Статистическую обработку результатов проводили с использованием /-критерия Стьюдента в компьютерной программе Statistica 6.0.
У интактных животных (в контрольной и опытной группе) в каждой серии экспериментов ЛП отдергивания хвоста составил 11,3 ± 0,4 с. Введение физиологического раствора не привело к изменению в контроле данного показателя (11,1 ± 0,4 с). Введение тимулина привело к увеличению ЛП отдергивания хвоста до 16,6 ± 0,4 с. Это свидетельствует об уменьшении болевой чувствительности на фоне гормона тимуса.
В первой серии экспериментов (п = 60) 30-ти животным (15 — контроль, 15 — опыт) вводили налоксон после введения тимулина и физиологического раствора. Введение налоксона не уменьшило порог болевой чувствительности в контроле. У животных, получавших тимулин, введение на-локсона снизило ЛП отдергивания хвоста до фоновых значений. На основе этих данных можно заключить, что введение тимулина активирует опио-
идную систему. Результаты, полученные на фоне гормона тимуса согласуются с результатами, полученными ранее на фоне пептидов тимуса [3].
У оставшихся 30-ти животных проводили тестирование в приподнятом крестообразном лабиринте. После тестирования животных в модели тревожного поведения болевой порог в контрольной группе достоверно увеличился до 12,7 ± 0,3 с (р < 0,05). Это означает, что приподнятый крестообразный лабиринт приводит к стресс-вызванной анальгезии. Следует отметить, что под действием тимулина болевой порог не увеличился. Введение налоксона привело к снижению ЛП отдергивания хвоста в обеих группах животных до фоновых значений. Это означает, что природа анальгезии, вызванной тревожным поведением у контрольных животных, определяется активацией только опио-идной системы. На фоне тимулина мы не наблюдали стресс-вызванной анальгезии. Так как введение тимулина активирует опиоидную систему, а тестирование животных в приподнятом крестообразном лабиринте проводили на фоне уже активированной опиоидной системы, то введение на-локсона привело к блокаде предварительно активированной опиоидной системы.
Во второй серии экспериментов (п = 30) тестирования в тесте вынужденное плавание по Порсол-ту. После тестирования животных в модели, где стрессовое состояние вызывают форсированным плаванием, болевой порог в контрольной группе достоверно увеличился до 13,2 ± 0,4 с (р < 0,05). Это означает, что тест вынужденное плавание по Порсолту приводит к стресс-вызванной анальгезии. Следует отметить, что под действием тиму-лина болевой порог не изменился, как и в тесте приподнятый крестообразный лабиринт. Введение налоксона, как и в первой серии экспериментов, привело к снижению ЛП отдергивания хвоста в обеих группах животных до фоновых значений. Это означает, что природа анальгезии, вызванной тревожным поведением у контрольных животных, определяется активацией только опиоид-ной системы, а на фоне тимулина мы наблюдали блокаду предварительно активированной опиоид-ной системы.
В третьей серии экспериментов (п = 30) животных подвергали эмоциональному стрессу, который привел к увеличению порога болевой чувствитель-
—-г^е^б^-—
~ 61 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-49390 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
ности в контроле на 13%. Это означает, что эмоциональный стресс приводит к стресс-вызванной анальгезии. Введение налоксона полностью блокировало выраженность анальгезии, вызванной сбоем в контрольной группе, что выразилось в снижении ЛП отдергивания хвоста до исходных значений. Это означает, что природа анальгезии, вызванной эмоциональным стрессом у контрольных животных, определяется активацией только опиоидной системы. На фоне тимулина также наблюдалось увеличение порога болевой чувствительности после эмоционального стресса, вызванного сбоем реакции избегания, но не на 13% как в контроле, а на 9%. Введение налоксона на фоне тимулина привело к снижению порога болевой чувствительности, который, однако, оставался выше фонового уровня. Важно отметить, что введение налоксона не привело к снижению порога болевой чувствительности до интактных значений. Таким образом, сбой реакции избегания на фоне гормона тимуса вызвал смешанную форму стресс-вызванной анальгезии, содержащую опиоидный и неопиоид-ный компоненты.
Полученные результаты позволяют предположить, что предотвращение последствий эмоционального стресса гормоном тимуса связано с активацией опиоидной системы до стрессирования, которая препятствует истощению опиоидной системы при стрессировании.
Предварительное повышение уровня опиоид-ной системы лимитирует силу стресс-реакции, предотвращая повреждающие эффекты, вызванные гиперактивацией стресс-системы. Стресс-регули-рующая функция пептидов тимуса может быть связана с механизмом, в который вовлечены те же звенья, что и при опиоидной анальгезии, вызванной условным стимулом и выполняющей стресс-лимитирую функцию. Снижение опиоидной компоненты анальгезии на фоне пептидов тимуса можно объяснить тормозным действием со стороны неопиоидной компоненты стресс-лимитиру-ющей системы. Данное предположение согласуется с литературными данными, где было показано, что опиоидная и неопиоидная формы анальгезии взаимодействуют реципрокно, по принципу коллатерального торможения [9—10], и опиоидные рецепторы принимают участие в формировании как опиоидной, так и неопиоидной форм стрессвы-званной анальгезии [7].
Таким образом, можно предположить возможный ашистрессорный механизм гормона тимуса. На фоне активированной опиоидной системы происходит дополнительная активация опиоидной компоненты, вызванная, в свою очередь, активацией стресс-лимитирующей системы. Последняя, по достижении определенного уровня, вызывает активацию неопиоидной компоненты стресс-лими-тирующей системы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Воронина Т.А., Островская Р.У. Экспериментальное изучение препаратов с ноотропным типом действия // Ведомости фарм. комитета. 1998. № 3. С. 25—31.
2. Иноземцев А.Н., Прагина Л.Л. Обратимое нарушение реакции избегания как методическое средство для изучения действия психотропных препаратов на высшую нервную деятельность // Журн. высш. нервн. деят. 1989. Т. 39 (4). С. 764—766.
3. Иноземцев А.Н., Новоселецкая А.В., Матвеева О.Д., Аристова В.В., Калюжный А.Л., Шульгов-ский В.В., Зимина И.В., Арион В.Я. Опиоидная система участвует в реализации анальгетических эффектов так-тивина // Докл. акад. наук. 2013. Т. 450. № 5. С. 613—316.
4. Киселева Н.М., Иноземцев А.Н. Возможная роль тимуса в работе стресс-лимитирующей системы // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2010. № 3. С. 13—20.
5. Киселева Н.М., Новоселецкая А.В., Зимина И.В., Иноземцев А.Н., Арион В.Я. Влияние тактивина на функциональное нарушение реакции избегания у крыс // Бюлл. эксперим. биологии и медицины. 2009. Т. 147. № 1. С. 75—77.
6. Киселева Н.М., Новоселецкая А.В., Иноземцев А. Н., Зимина И. В., Арион В. Я, Пептиды тимуса в регуляции стресса // Медицинский академический журнал. 2013. Т. 13. № 3. С. 64—70.
7. Panerai A.E., Martini A., Sacerdote P., Mantegaz-za P. x-Receptor antagonist reverse 'non-opioid' stress-induced analgesia // Brain research. 1984. Т. 304. № 1. P. 153—156.
8. Porsolt R.D., Le Pinchon M., Jalfre M. Depression: a new animal model sensitive to antidepressant treatments // Nature. 1977. V. 266. P. 730—732.
9. Rubinstein M., Mogil J.S., Japón M., Chan E.C., Allen R.G., Low M.J. Absence of opioid stress-induced analgesia in mice lacking beta-endorphin by site-directed mutagenesis // Proceedings of the National Academy of Sciences. 1996. Т. 93. № 9. P. 3995—4000.
10. Yamada K., Nabeshima T. Stress-induced behavioral responses and multiple opioid systems in the brain // Behavioural brain research. 1995. V. 67. № 2. P. 133—145.
—-г^е^б^-—
~ 62 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-49390 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
Since 1999
ISSN 2226-7425
Fundamental studies ----—
T HE ROLE OF THE OPIOID SYSTEM IN THE IMPLEMENTATION OF THE ANALGESIC EFFECTS OF THYMULIN
WITH INCREASING THE STRENGTH OF THE STRESSOR
1 2 A. V. Novoseletskaya , N.M. Kiseleva ,
A.N. Inozemtsev1, V. Ya. Arion3
1Lomonosov Moscow State University, Faculty of Biology, the Department of higher nervous activity, Moscow; 2
Pirogov Russian National Research Medical University, Moscow; Scientific Research Institute of Physical-Chemical Medicine, Moscow
We have shown previously that the polypeptides of the thymus have a stress-protective activity. The mechanisms of this effect are still unknown. It is assumed that the stress-protective properties of thymus peptides are made using the opioid system. For this reason, the goal of the work is to verify experimentally the assumption about the effect of the polypeptides of the thymus on pain sensitivity and to analyze the possible role of the opioid system in the implementation of the analgesic effects of thymulin.
We performed 3 series of experiments for the study of pain threshold by using the test "tail flick": 1) after testing in the elevated plus maze; 2) after testing in the Porsolt forced swimming test; 3) after emotional stress caused by the functional disturbance of avoidance response.
Thymulin injected intact animals showed significant increase in pain threshold in comparison with the controls. Naloxone administration reduced this parameter to background values. Therefore, the administration of thymulin activates the opioid system.
After testing animals in the elevated plus maze and forced swimming, pain threshold in the control groups increased, that suggests the occurrence of stress-induced analgesia. Thymulin administration did not change the pain threshold. Naloxone administration resulted in the decrease of the investigated parameter in both groups of animals to background values, indicating opiate nature of stress-induced analgesia in the control animals.
Emotional stress has led to an increase in pain threshold in both groups, indicating the development of stress-induced analgesia. Naloxone injection completely blocked the expression of analgesia in the control group, therefore the nature of analgesia in this case is determined by the activation of only the opioid system. Naloxone administration on the background of thymulin diminished pain threshold, which still remained above reference level. Therefore, in the experimental group, a mixed form of stress-induced analgesia developed containing opioid and non- opioid components.
Thus, when the strength of the stressor increases, thymulin administration decreases pain threshold. Key words: thymus, thymulin, stress, analgesia, opioid system.
REFERENCES
1. Voronina T.A., Ostrovskaja R.U. Ehksperimen-tal'noe izuchenie preparatov s nootropnym tipom dejstvija, Vedomosti farm. komiteta, 1998, no. 3, pp. 25—31.
2. Inozemcev A.N., Pragina L.L. Obratimoe narushenie reakcii izbeganija kak metodicheskoe sredstvo dlja izuche-nija dejstvija psikhotropnykh preparatov na vysshuju nerv-nuju dejatel'nost', Zhurn. vyssh. nervn. dejat., 1989, vol. 39 (4), pp. 764—766.
3. Inozemcev A.N., Novoseleckaja A.V., Matveeva O.D., Aristova V.V., Kaljuzhnyj A.L., Shul'gov-skij V.V., Zimina I.V., Arion V.Ja. Opioidnaja siste-ma uchastvuet v reali-zacii anal'geticheskikh ehffektov taktivina, Dokl. akad. nauk, 2013, vol. 450, no. 5, pp. 613—316.
4. Kiseleva N.M., Inozemcev A.N. Vozmozhnaja rol' timusa v rabote stress-limitirujushhej sistemy, Immunopa-tologija, allergologija, infektologija, 2010, no. 3, pp. 13—20.
5. Kiseleva N.M., Novoseleckaja A.V., Zimina I.V., Inozemcev A.N., Arion V.Ja. Vlijanie taktivina na funkcio-nal'noe narushenie reakcii izbeganija u krys, Bjull. ehkspe-rim. biologii i mediciny, 2009, .vol147, no. 1, pp. 75—77.
6. Kiseleva N.M., Novoseleckaja A.V., Inozemcev A.N., Zimina I.V., Arion V.Ja, Peptidy timusa v reguljacii stressa.
Medicinskij akademicheskij zhurnal, 2013, vol. 13, no. 3, pp. 64—70.
7. Panerai A.E., Martini A., Sacerdote P., Mantegazza P. x-Receptor antagonist reverse 'non-opioid' stress-induced analgesia, Brain research, 1984, vol. 304, no. 1, pp. 153— 156.
8. Porsolt R.D., Le Pinchon M., Jalfre M. Depression: a new animal model sensitive to antidepressant treatments // Nature. 1977. V. 266. P. 730—732.
9. Rubinstein M., Mogil J.S., Japón M., Chan E.C., Allen R.G., Low M.J. Absence of opioid stress-induced analgesia in mice lacking beta-endorphin by site-directed mutagenesis // Proceedings of the National Academy of Sciences. 1996. T. 93. № 9. P. 3995—4000.
10. Yamada K., Nabeshima T. Stress-induced behavioral responses and multiple opioid systems in the brain // Behavioural brain research. 1995. V. 67. № 2. P. 133—145.
—-г^е^б^-—
~ 63 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-49390 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
