CC BY
83
УДК 612.017:612.8:616.45:616.89
Л.В. Девойно, Г.В. Идова, Е.Л. Альперина, М.А. Чейдо, М.М. Геворгян, С.М. Давыдова
СИСТЕМНЫЕ МОЗГОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
НЕЙРОИММУНОМОДУЛЯЦИИ: ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫЙ ВКЛАД*
ГУ НИИ физиологии СО РАМН, Новосибирск
Установлено, что психоэмоциональное напряжение (агрессия, субмиссия) играет важную роль в формировании иммунного ответа. При этом активация серотонинергической (5-ОТергической) системы в ядрах шва, А9 и прилежащем ядре у субмиссивных мышей сопровождается угнетением иммунного ответа. Снижение активности 5-ОТ системы в ядрах шва, А9 и хвостатом ядре с одновременным повышением активности дофаминергической (ДАергической) системы в ядрах А9, А10 и хвостатом ядре вызывает усиление интенсивности иммуногенеза у агрессивных мышей линии С57В1/6! Показано, что Д2 ДА рецепторы до-рзолате- ральной части хвостатого ядра (наибольшая плотность Д2 ДА рецепторов) участвуют в механизмах иммуностимуляции, хотя определенный вклад в этот процесс вносят и Д2 рецепторы других структур мозга. Д1 ДА рецепторы терминальных зон ДА нигростриарной и мезолимбической систем (соответственно, хвостатое и прилежащее ядра) вносят незначительный вклад. Конечный результат при фармакологическом воздействии на иммунный ответ через изменение активности 5-ОТ-, ДА-, ГАМКергической и опиоидных нейропептидергических систем, также как и иммунная реакция на иммобилизационный стресс, зависит от исходного психоэмоционального состояния (нейрохимическая установка мозга), которое является определяющим фактором для этого процесса.
Ключевые слова: нейроиммуномодуляция, психоэмоциональное напряжение, нейромедиаторные системы, подкорковые структуры мозга, рецепторы к медиаторам
Предпосылкой для изучения психоэмоцио- нального вклада и роли нейромедиаторной установки мозга [4], сформированной в результате психоэмоцинального напряжения, в развитие иммунного ответа являются два известных положения. Во-первых, это влияние зоосоци-ального статуса животных на интенсивность иммунной реакции [4, 6, 7, 23] и, во-вторых, изменения в активности нейромедиаторных систем мозга у агрессивных и доминантных животных по сравнению, соответственно, с субмиссивными и субдоминантными [2, 8]. Последнее обстоятельство с учетом ранее полученных данных о се-ротонинзависимом угнетении и дофаминзависимой стимуляции иммунной реакции у мышей разных линий, крыс линии Вистар, кроликов [3,4,16,20,22,27, 28] позволяет рассматривать системные мозговые механизмы нейроиммуномодуляции при психоэмоциональном напряжении и при изменении в этих условиях базисного уровня активности нейромедиаторных систем в структурных элементах мозга, что и является целью настоящего исследования.
Эксперименты проведены на крысах линии Вистар и мышах линий СВА и С57В1^ с использованием жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией, фармакологического анализа с применением селективных препаратов, изменяющих активность серотонин-(5-ОТ), дофамин- (ДА), ГАМКергической и опиоидных нейропептидергических систем мозга; выключением ДА структур (хвостатое и прилежащее ядро - терминальных зон, соответственно, нигростриарной и мезолимбической систем). Кроме того, в работе использовали экспериментальные модели психоэмоционального напряжения (формирование агрессии, субмиссии, депрессивно-подобного состояния и иммобилизационный стресс). Иммунный ответ тестировали по числу имму-нокомпетентных клеток - бляшкообразующих (БОК) и розеткообразующих (РОК) - в селезенке животных на пике развития реакции. Полученные данные обрабаты-
вали с помощью однофакторного дисперсионного анализа (АКОУА) с последующим множественным парным сравнением по ^критерию Стъюдента. Статистическую обработку проводили, используя стандартный пакет программ “StatgrapЫcs” для персональных компьютеров.
Психоэмоциональное напряжение при выработке обеих форм поведения - агрессии и субмиссии - вызвало активацию 5-ОТ и ДА систем мозга, определяемую по соотношению метаболита 5-ОТ - 5-оксииндолуксус-ной кислоты (5-ОИУК) к 5-ОТ и метаболита ДА - 3,
4-диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК) к ДА. Это отношение отражает не только интенсивность распада нейромедиатора, но и активность синаптических процессов. Выяснилось, что паттерн включения в активацию этих систем подкорковых структур мозга различался в зависимости от стереотипа поведения животных - субмиссия или агрессия (рис. 1). Так, у субмиссивных мышей линии С57В1/6.Т, у которых наиболее значительное снижение числа РОК наблюдалось после 10-дневных конфронтаций и некоторое их повышение - после 20-дневных конфронтаций [4, 6], динамика активности
5-ОТ системы, а именно наибольшая ее активация через 10 дней и снижение к 20 дню конфронтаций в ядрах шва среднего мозга, прилежащем ядре и А9, соответствовала интенсивности иммунного ответа. Иммунизация субмиссивных мышей с 20-дневным опытом поражений происходит уже на фоне снижения активности систем 5-ОТ в указанных ядрах по сравнению с 10-дневными субмиссивными животными. Именно со снижением 5-ОТергической активности в этих структурах может быть связано некоторое повышение, вернее тенденция к нему, иммунной реакции у животных с 20-дневными конфронтациями.
У агрессивных же мышей линии С57В1^ стимуляция иммунного ответа появлялась только после 20 дней конфронтаций, и это совпадало со снижением соотно-
шения 5-ОИУК/5-ОТ, т. е. со снижением активности 5-ОТ системы, по сравнению с 10-дневными конфронтациями в ядрах шва среднего мозга, А9 и хвостатом ядре.
Следует отметить, что на 20-й день конфронтаций именно в нигростриарной ДА системе (А9, хвостатое ядро), а также ядре А10 мезолимбической ДА системы у агрессивных животных происходит активация ДА системы, которая не наблюдалась у субмиссивных мышей. Это согласуется с представлением, что снижение активности 5-ОТ системы ослабляет тормозное влияние на ДА систему, а повышение активности последней приводит к стимуляции иммунного ответа [1, 3, 4].
Таким образом, и угнетение, и стимуляция иммунного ответа при психоэмоциональном напряжении в результате конфронтаций животных осуществляется при определенном паттерне активности 5-ОТ и ДА систем в подкорковых структурах мозга. Так, угнетению иммунного ответа соответствует повышение активности 5-ОТ системы через 10 дней и снижение - через 20 дней конфронтаций в ядрах шва, прилежащем ядре и А9, а стимуляции иммунной реакции - снижение активности 5-ОТ системы через 20 дней конфронтаций в ядрах шва, А9 и хвостатом ядре и повышение активности ДА системы в ядрах А9, А10 и хвостатом ядре. Вместе с тем, у субмиссивных и агрессивных животных происходит изменение активности 5-ОТ и ДА систем в разных вариантах и в других подкорковых структурах, что, по-видимому, отражает различное включение каждой из структур в определенный компонент поведения, из набора которых и состоит сложная поведенческая реакция.
С учетом ранее полученных [1, 3, 4, 22] и приведенных в настоящей работе данных об участии определенных 5-ОТ и ДА структур мозга в модуляции иммунного ответа представляется необходимым рассмотреть рецепторные ДА и 5-ОТ механизмы этой модуляции.
Основные типы ДА рецепторов - Д1 и Д2 - широко экспрессированы в различных областях мозга [25, 30]; особенно широко они представлены в хвостатом ядре [30] и функционально взаимосвязаны [25]. Существуют доказательства участия Д2 рецепторов в иммуномодуляции [3, 4, 16], и имеются единичные противоречивые данные о возможной роли в регуляции иммунологических функций Д1 ДА рецепторов [20, 28].
Как установлено в наших экспериментах, введение крысам линии Вистар агониста Д1 ДА рецепторов SKF 38393 в дозе 1 мг/кг за 30 мин до иммунизации вызвало стимуляцию иммунного ответа, которая не проявлялась при предвари- тельной блокаде Д1 рецепторов селективным агонистом SCH 23390 за 30 мин до введения агониста. К повышению интенсивности иммунного ответа (увеличение числа БОК и РОК) также приводило введение агониста Д2 ДА рецепторов квинпирола (Ьу 171555).
В настоящем сообщении, как и ранее [4, 22], продемонстрировано участие терминальных зон нигростриарной и мезолимбической ДА систем, соответственно хвостатого ядра и прилежащего ядра в иммуномодуляции. Возникает вопрос о вкладе каждого типа ДА рецепторов Д1 и Д2 этих структур в изменение иммунной реакции. Опыты, проведенные с электролитическим разрушени-
ем хвостатого ядра и введением таким крысам селективного агониста Д2 рецепторов квинпирола показали, что у животных с разрушенным хвостатым ядром число РОК меньше, чем при активации Д2 рецепторов у лож-нооперированных, но выше, чем в контроле. Подобная тенденция наблюдается и в числе БОК, что свидетельствует об участии Д2 рецепторов хвостатого ядра в модуляции иммунного ответа и что в этом процессе включаются Д2 рецепторы и других ДАсодержащих структур мозга (рис. 2). Такое представление подтверждается и опытами при сопоставлении иммунного ответа у животных, с разрушенной дорсолатеральной частью хвостатого ядра получавших блокатор Д2 рецепторов галопери-дол. Введение галоперидола вызывало более глубокое подавление иммунной реакции, чем разрушение хвостатого ядра, что говорит о блокаде Д2 рецепторов и в других структурах мозга.
Что касается Д1 рецепторов хвостатого ядра, то их вклад в иммуномодуляцию незначителен, так же, как и Д1 рецепторов прилежащего ядра.
Таким образом, в иммуностимуляцию нигростриарной системой включены в большей степени Д2 ДА рецепторы хвостатого ядра.
С учетом факта участия Д2 ДА рецепторов в иммуностимуляции важно было определить возможность включения этих рецепторов в изменения иммунного ответа у животных с уже сформированной нейрохимической установкой мозга в результате психоэмоциональной дестабилизации при выработке агрессивной и суб-миссивной форм поведения. Для выяснения этого вопроса мышам линии С57В1/6.Т с оппозитными формами поведения - агрессией и субмиссией, - закрепленными при 10-дневном тестировании конфронтаций, вводили квинпирол (селективный агонист Д2 ДА рецепторов).
Оказалось, что во всех группах животных - без опыта конфронтаций, агрессивных и субмиссивных - наблюдается стимуляция иммунного ответа в сравнении с мышами, которым вводили растворитель. При этом у мышей без опыта побед и поражений квинпирол увеличивает иммунный ответ, тестируемый по числу РОК, с 22,5±0,7 до 34,6±3,9 ^(1,25)=20,51; р<0,001); у агрессивных животных подъем РОК наблюдался с 23,1±0,8 до 59,4±7,0 ^(1,21)=49,66; р<0,001).
При введении квинпирола субмиссивным животным изменяется характер иммунной реакции: вместо угнетения иммунного ответа по сравнению с контролем (13,9±0,7 против 22,5±0,7 в контроле) его уровень увеличивается до 45,1±4,2 ^(1,26)=108,15; р<0,001).
Интересно, что аналогичные опыты, проведенные на мышах линии СВА с применением п-хлорфенилаланина (ПХФА), дали сходный результат с введением квинпирола, но есть и некоторые различия. Известно, что ПХФА блокирует фермент синтеза 5-ОТ триптофангид-роксилазу, тем самым снижая уровень 5-ОТ в мозге [29] и вызывая преобладание ДА системы. Реализация активирующего действия ПХФА на иммунный ответ происходит, как показано ранее [4], через Д2 ДА рецепторы, т. к. предотвращается их блокатором галоперидолом. При введении ПХФА мышам линии СВА отмечена стимуляция иммунного ответа примерно одного уровня во всех
* - работа выполнена при поддержке РФФИ. Грант - 04-04-48069.
Рис. 1. Отношение 5-ОИУК/5-ОТ в структурах мозга субмиссивных (А) и агрессивных (Б) мышей линии С57ВЬ/6Х Фр. - фронтальная кора; Минд. - миндалина; Гип. - гиппокамп; Я. шва - ядра шва; Прил. ядро - прилежащее ядро; Хв. ядро - хвостатое ядро; Гипот. - гипоталамус.
* - достоверность по сравнению с контролем; о - достоверность по сравнению с 10 конфронтациями
группах животных: мыши без опыта конфронтаций, с агрессивным и субмиссивным типами поведения (табл. 1).
При сопоставлении данных, полученных при введении квинпирола и ПХФА, обращает на себя внимание сходство влияния препаратов на иммунный ответ как у животных без опыта побед и поражений, так и у субмиссивных мышей. Независимо от способа активации Д2 ДА рецепторов у них наблюдается увеличение иммунной реакции.
Следует отметить, что в отличие от ПХФА, который у агрессивных мышей линии СВА вызывал, хотя и значимое, но меньшее, чем у субмиссивных мышей, увеличение числа РОК по сравнению с животными, не получавшими ПХФА, квинпирол у другой линии мышей -С57В1/61 - приводит к выраженному подъему РОК независимо от типа поведения. Этот факт может быть связан с тем, что агрессивные мыши линии СВА и С57В1/61 различаются по активности ДА системы [8] и, в частности, по включению в процесс Д2 ДА рецепторов, вследствие чего иммунизация происходит у мышей линий СВА и С57В1/61 на неодинаковом фоне активации ДА системы, что и приводит к различному уровню иммунной реакции [4, 6]. В связи с этим активация Д2 ДА рецепторов у агрессивных мышей линии СВА с уже повышенным иммунным ответом дает меньший прирост числа РОК, чем
у агрессоров линии С57В1/61, число РОК у которых до введения квинпирола находится на уровне контроля.
Таким образом, активация Д2 ДА рецепторов квин-пиролом оказывает стимулирующее действие на иммунный ответ мышей линии С57В1/61 с субмиссивным и агрессивным поведением. Однако, если у субмиссивных мышей линии С57В1/61 квинпирол, по существу, меняет иммунный ответ - иммуноугнетение на иммуностимуляцию, - то у агрессоров препарат способствует более раннему повышению иммунного ответа, что имеет место, как известно, у этой линии животных после 20 дней конфронтаций.
Важная роль исходного психоэмоционального состояния животного для конечного результата модуляции иммунного ответа показана также при блокаде Д2 ДА рецепторов галоперидолом. Отмечено, что у мышей линии С57В1/61 без опыта побед и поражений галопери-дол приводит к снижению иммунной функции (с 22,5±0,5 до 7,6±0,6 ^(1,38)=214,57; р<0,001). У агрессивных мышей, величина иммунного ответа которых по числу РОК находилась на уровне контроля, блокада Д2 ДА рецепторов галоперидолом вызывала аналогичное с контролем угнетение иммуногенеза до 8,9±0,6 ^(1,43)=289,46; р<0,001). У подчиненных же мышей га-лоперидол не изменял величину иммунного ответа; число РОК у них составляло 12,4±0,9 по сравнению с им-
мунной реакцией субмиссивных мышей - 13,1±0,6 (F(1,28)=0,39; p>0,05) без воздействия галоперидола.
Таким образом, блокада Д2 ДА рецепторов оказывает неодинаковый эффект на иммунный ответ в зависимости от предварительно сформированного типа поведения.
По-видимому, по результатам данного эксперимента можно говорить о различном вкладе Д2 ДА рецепторов в формирование оппозитных типов поведения: агрессии и субмиссии. Однако более вероятно, что блокада ДА Д2 рецепторов галоперидолом приводит к снижению активности ДА системы и благодаря реципрокному взаимодействию к доминированию 5-ОТ системы [1, 3, 4], которая играет значительную роль как в закреплении субмиссивного типа поведения [8,12,15], так и подавлении иммунного ответа [3,4, 16].
Исходя из ранее опубликованных данных о дофа-минзависимости стимуляции иммунного ответа при активации ГАМКергической системы или ц-опиоидных рецепторов агонистом DAGO [5,18] и серотонинзависи-мого снижения числа РОК при введении иммунизированным мышам агониста каппа-опиоидных рецепторов риморфина [14], при введении мышам с оппозитными формами поведения этих веществ следовало ожидать реакции, подобной при активации соответствующих ДА и 5-ОТ систем. И действительно, введение тазепама, который активирует функцию ГАМК-БД-рецептор-ионо-форного комплекса за счет увеличения открытия хлорных каналов, модифицировало иммунную реакцию у субмиссивных мышей линии СВА - вместо снижения числа РОК наблюдалось почти 2-кратное его увеличение (74,6±0,9 против 39,7±2,9 в контроле; p<0,001). Активация ц-опиоидных рецепторов DAGO повышала иммунный ответ до контрольного уровня, тогда как введение агрессорам риморфина в дозе 100 мкг/кг за 30 мин до иммунизации ЭБ (5х 108) приводит к существенному снижению РОК (16,2±2,1) как по сравнению с контролем (21,6±0,5; p<0,05), так и с агрессивными мышами, не получавших риморфин (32,3±2; p<0,001).
Таким образом, изменение иммунного ответа, полученное не только через изменение активности ДА и 5-ОТ, но и других систем (ГАМК-, пептидергическая), происходит в соответствии с исходным состоянием психоэмоционального статуса мышей.
Ввиду того что значительные изменения в интенсивности иммунной реакции наблюдаются и у агрессивных, и у субмиссивных животных при активации или блокаде ДА системы и в последней ситуации имеет место серо-тонинзависимое иммуноугнетение, необходимо рассмотреть вклад 5-ОТ системы в формирование иммунного ответа при психоэмоциональной дестабилизации.
Не касаясь деталей взаимодействия 5-ОТ и ДА систем, следует обратить внимание на снятие эффекта угнетения иммунной реакции блокатором 5-ОТ2А-рецепто-ров ципрогептадином при разрушении у крыс линии Ви-стар хвостатого ядра [1, 4]. Из этого факта можно сделать вывод, во-первых, о серотонинзависимом иммуноугнетении при разрушении хвостатого ядра и, во-вторых, об участии в тормозном действии на иммунный ответ 5-ОТ системы 5-ОТ2А-рецепторов.
Что касается участия 5-ОТ1А-рецепторов в контроле иммунного ответа, то в литературе имеются лишь единичные работы, свидетельствующие о влиянии агониста
Рис. 2. Иммунный ответ у крыс Вистар с разрушением хвостатого ядра и введением агониста Д2 ДА рецепторов квинпирола.
1 - контроль (ложная операция); 2 - разрушение хвостатого ядра; 3 - ложная операция + квинпирол; 4 - разрушение хвостатого ядра + квинпирол.
** - р<0,01 по сравнению с группой 1; *** - р<0,001 по сравнению с группой 1; оо - р<0,001 по сравнению с группой 2; # -р<0,001 по сравнению с группой 3. Квинпирол вводился в дозе 1 мг/кг однократно в/б за 30 мин до иммунизации
этого типа рецепторов 8-ОН-ДПАТ на различные иммунологические показатели, полученные в основном в системе in vitro [21, 26].
В наших экспериментах в системе in vivo 8-ОН-ДПАТ вводили мышам линии C57B1/6J в дозах 1 или 5 мг/кг однократно или двукратно. Исследования показали, что активация 5-ОТ системы при использовании 8-ОН-ДПАТ вызывает снижение иммунной реакции, и это в большей мере определяется кратностью введения препарата, чем дозой. Так, обнаружено, что введение 8-ОН-ДПАТ в дозе 1 и 5 мг/кг однократно в 0
день (день иммунизации) за 30 мин до получения мышами антигена не влияет на иммунный ответ, тестируемый по количеству БОК (табл. 2) и РОК. Введение же препарата в дозах 1 и 5 мг/кг в течение 2 дней - в 0 и (+) 1 дни -приводит уже в дозе 1 мг/кг 8-ОН-ДПАТ к уменьшению числа БОК как на 106 клеток, так и на селезенку в целом и, более того, снижению веса селезенки (табл. 2). Число РОК уменьшается почти в 2 раза: с 22,4±0,5 в контроле до 10,7±0,7 при дозе 1 мг/кг ^(1, 40)=145,5; р<0,001) и до 11,0±0,8 при дозе 5 мг/кг ^(1,26)=95,38; р<0,001).
Иммуносупрессия, наблюдаемая при двукратном введении 8-ОН-ДПАТ в дозе 1 мг/кг, получена и у другой линии животных - СВА. У них число РОК уменьшается почти в 2 раза-до 14,9±1,9 по сравнению с 24,9±1,3 в контроле ^(1,19)=19,73; р<0,001). У крыс Вистар также двукратное введение 8-ОН-ДРАТ в дозе 1 мг/кг вызывало снижение числа РОК ^(1,14)=16,64; р<0,001) и БОКна 106клеток ^(1,18)=27,39;р<0,001)инаселезенку в целом ^(1,8)=10,48; р<0,01) (табл. 3). Таким образом, активация 5-ОТ1А-рецепторов вызывает угнетение иммунного ответа у мышей обеих использованных линий и крыс Вистар.
Приведенные данные говорят о вовлечении 5-ОТ1А серотониновых рецепторов в иммуноугнетающее влияние серотонинергической системы, действие которой, как показано ранее [3,4], является центральным и реализуется через гипоталамо-гипофизарный комплекс. В пользу того, что иммуномодуляция осуществляется через центральные 5-ОТ1А, а не периферические рецепторы, говорят данные последних лет, показавшие отсутствие 5-ОТ1А-рецепторов на иммунокомпетентных клетках при изучении экспрессии клонирования генов различных типов серотониновых рецепторов [24].
Таблица 1
Число БОК и вес селезенки на 5-й день после иммунизации мышей СВА, получавших внутрибрюшинно ПХФА в дозе 500 мг/кг за 2 дня до иммунизации ЭБ в дозе 5x108
Группа животных Введение вещества, № серии БОК на 106 (М± т) Вес селезенки (М+т)
Без опыта конфронтаций 1. Растворитель п=10 105,4± 15,5 87,9± 5,8
2. ПХФА п=8 255,2± 15,1 р<0,01* 104,3± 3,5 р<0,01*
Агрессивные 3. Растворитель п=11 149,2± 10,0 104,9± 3,3
4. ПХФА п=8 240,6± 17,0 р<0,001* р<0,001о р>0,05# 106,5± 5,7 р<0,05* р>0,05о р>0,05#
Субмиссивные 5. Растворитель п=6 110,9± 5,3 101,2 ±7,1
6.ПХФА п=8 228,5± 11,8 р<0,001* р<0,001х 106,8± 3,8 р<0,05* р>0,05х
Примечание. р - достоверность по сравнению с группой: * - 1, о - 3, # - 6, х - 5, п - количество животных в серии.
Кроме того, различными физиологическими исследованиями, в том числе и поведения, продемонстрировано, что доза 1 мг/кг 8-ОН-ДПАТ достаточна для активации центральных 5-ОТ1А-рецепторов у мышей и крыс [17].
С учетом центрального ингибирующего механизма действия 5-ОТ1А-рецепторов на иммунный ответ представляло интерес выявить иммуномодулирующий эффект активации этих рецепторов в условиях психоэмоциональной дестабилизации у агрессивных и субмис-сивных, а также стрессированных (иммобилизация) животных, тем более что по приведенным в настоящей работе данным у конфронтирующих животных изменяется активность 5-ОТ системы ядер шва среднего мозга, нигростриарной и частично мезолимбической ДА систем.
Результаты, полученные при введении мышам линии С57В1/6.Т агониста 5-ОТ1А-рецепторов 8-ОН-ДПАТ (рис. 3), свидетельствуют, что активация 5-ОТ1А-рецеп-торов вызывает угнетение иммунной реакции как у контрольных животных (без опыта конфронтаций), так и у агрессивных мышей. Однако у субмиссивных животных активация 5-ОТ1А-рецепторов не изменяет иммунный ответ, что может говорить о полном включении этих рецепторов уже в формирование субмиссивного поведения, ввиду чего дополнительной активации этих рецепторов не происходит. Такое представление подтверждается данными, полученными у стрессированных животных (рис. 3).
Если согласиться с мнением исследователей о преобладании у стрессированных животных активности 5-ОТ и снижении активности ДА систем [19, 27], то при введении 8-ОН-ДПАТ стрессированным мышам С57В1/6.Т следует ожидать эффекта препарата, сходного с эффектом при его введении субмиссивным животным, что фактически и имело место (рис. 3, сравнить группы 12 с 9 и 10). Обращает на себя внимание факт значимого повышения числа РОК у стрессированных субмиссивных мышей С57В1/6.Т (рис. 3, гр. 11) в отличие от их значительного снижения у стрессированных контрольных и агрессивных животных.
Сравнение иммунной реакции при иммобилизаци-онном стрессе у контрольных, агрессивных и субмиссивных мышей показало, что более высокий иммунный ответ после стресса наблюдается у подчиненных животных, что достоверно как для линии мышей С57В1/6.Т ^(1,42)=76,5; р<0,001) (рис. 3), так и для линии СВА ^(1,74)=53,7; р<0,001). При рассмотрении этого вопроса необходимо подчеркнуть, что при выработке определенного типа поведения путем конфронтаций стресс имеет место как компонент поведенческой реакции агрессии или субмиссии; у последних реакция на социальный стресс, по-видимому, выражена более сильно и может нести хронический характер. Так, показано значительное снижение массы тела, тимуса и выраженное поражение желудочно-кишечного тракта у субмиссивных животных [11].
Вместе с тем, известно, что хронический стресс может оказывать влияние на такое же по характеру или другое стрессирующее воздействие, при этом вызывать повышение устойчивости иммунной системы к последующим стрессорным воздействиям [10]. Это может быть связано с включением “антистрессорных” [9] или
“стресс-лимитирующих” систем [10], к которым относят ГАМК, ДА и опиоидную системы, активация которых стимулирует иммунный ответ [3, 4, 16]. И, действительно, блокада в наших опытах Д2 ДА рецепторов у мышей линии С57В1/6.Т галоперидолом (1 мг/кг, за 30 мин до иммунизации) предотвращала повышение иммунного ответа, вызванное стрессом у мышей линии С57В1/6.Т с субмиссивным поведением (7,9±0,7 против 17,9±0,9 у стрессированных субмиссивных мышей; р<0,001), и приближала его к уровню иммунного ответа у контрольных и агрессивных стрессированных мышей. Это свидетельствует о том, что у субмиссивных стрессированных животных повышение числа РОК по сравнению с субмиссивными является действительно дофа-минзависимым. Интересно, что у контрольных животных (без опыта конфронтаций) и агрессивных стресс приводил к снижению числа РОК до уровня, который отмечался при введении агониста 5-ОТ1А-рецепторов 8-ОН-ДПАТ, а у конт-рольных мышей этот уровень не изменялся при совмещении стресса и введения 8-ОН-ДРАТ (гр. 3 и 4, рис. 3).
Таким образом, при наличии угнетения иммунного ответа при субмиссивном поведении и иммобилизаци-онном стрессе введение агониста 5-ОТ1А-рецепторов 8-ОН-ДПАТ не приводит к дальнейшему углублению иммунного ответа, что может быть связано с полным включением 5-ОТ1А-рецепторов в процесс формирования субмиссии, приводящего к иммуносупрессии.
Представленные в настоящем сообщении данные свидетельствуют, что психоэмоциональное напряжение (агрессия, субмиссия) влияет на интенсивность иммунного ответа. При этом необходимо наличие изменений метаболизма 5-ОТ и ДА в 5-ОТергической системе ядер шва и ДА нигростриарных и мезолимбических подкорковых структурах мозга, что создает определенную картину - нейрохимическую, нейромедиаторную установ-
Примечание. 8-ОН-ДПАТ вводили внутрибрюшинно в 0 день (иммунизация) и плюс 1 день (следующий после иммунизации день); 1-ое введение осуществляли за 30 мин до иммунизации ЭБ в дозе 5х 108.
ку мозга, характерную для реализации иммуносупрессии у субмиссивных мышей (10 и 20 дней конфронтаций) или иммуностимуляции у агрессивных (20 дневное тестирование). В первом случае отмечается активация 5-ОТ системы в ядрах шва, А9 и прилежащем ядре, во втором, - в ядрах шва, А9, хвостатом ядре. Причем у агрессивных животных активируется ДА система в нигро-стриарной системе (А9, хвостатое ядро) и частично ме-золимбической (А10). В активацию систем, определяющих угнетение иммунного ответа при психоэмоциональной дестабилизации, включены 5-ОТ1А-рецепторы у субмиссивных, а также стрессированных животных без опыта побед и поражений (контроль) или стрессированных агрессивных животных.
Такое соображение возникает в связи с отсутствием эффекта дополнительной иммуносупрессии при активации 5-ОТ1А-рецепторов у субмиссивных мышей С57В1/6.Т, равном уровне иммунного ответа у контрольных стрессированных, получавших агонист 5-ОТ1А-ре-цепторов 8-ОН-ДПАТ и комбинацию этих воздействий, у стрессированных агрессивных животных. Из этого можно сделать вывод, что при психоэмоциональном напряжении, сопровождающемся угнетением иммунной реакции (стресс, субмиссия), большинство 5-ОТ1А-ре-цепторов функционально включены в формирование и закрепление этого состояния и именно поэтому дальнейшая их стимуляция агонистом не дает эффекта. Вместе с тем, не исключен вариант, что иммуносупрессия у субмиссивных животных снижает плотность 5-ОТ1А-рецепторов или скорее аффинность к лиганду, что было показано в отношении других поведенческих реакций: реакции замирания, защитной реакции агрессии [12, 13].
Что касается дофаминзависимой при агрессии стимуляции иммунного ответа, то она в большей степени связана с активностью Д2 ДА рецепторов нигростриар-ной системы и значительным, по-видимому, вкладом терминальной ее зоны - хвостатого ядра.
Представленные материалы демонстрируют, что снижение активности 5-ОТ системы, активация Д2 ДА рецепторов, так же, как активация ГАМК и ц-опиоидной пептидергической системы, предотвращают иммуносупрессию у субмиссивных животных, а активация
5-ОТ1А-рецепторов 5-ОТ системы, блокада Д2 ДА рецепторов снижают иммунный ответ у агрессоров, т. е. происходит модификация иммунной реакции в зависимости от исходного психоэмоционального состояния. Иммобилизационный стресс также может модифицировать иммунную реакцию, которая уже сформирована в результате психоэмоционального напряжения при закреплении оппозитных форм поведения.
Таким образом, показано, что конечный ре- зультат фармакологических воздействий на иммунный ответ через изменение активности 5-ОТ, ДА, ГАМК и опиоид-ных нейропептидергических систем, так же, как и иммо-билизационного стресса, зависит от исходного психоэмоционального состояния животного - нейрохимической установки мозга, которая отражает активность ней-ромедиаторных систем мозга в определенных структурах мозга.
Таблица 2
Число БОК и вес селезенки на 5-й день после иммунизации мышей С57В1/6Л, получавших 8-ОН-ДПАТ в дозе 1 мг/кг
Введение веществ Число БОК (М±ш) Вес селезенки (М±ш)
на 106 клеток на селезенку
Растворитель (контроль) п=14 266,1± 19,4 31379,3± 15128,6 114,4± 7,5
8-ОН-ДПАТ однократно (0 день) п=7 239,1± 13,7 26766,6±1674,1 111,9± 2,1
р (к контролю) >0,05 >0,05 >0,05
8-ОН-ДПАТ двукратно (0,+1 день) п=12 191,1± 15,9 17002,3± 1967,8 88,2± 5,8
р (к контролю) <0,01 <0,01 <0,01
SYSTEMIC BRAIN MECHANISMS OF NEURO-IMMUNOMODULATION: PSYCHOEMOTIONAL
IMPACT
L.V. Devoino, G.V. Idova, E.L. Alperina, M.A. Cheido, M.M. Gevorgyan, S.M. Davydova
It is established that psychoemotional state (aggression, submission) is playing an important role in the immune response formation. In submissive mice the increased activity of the serotoninergic (5-HTergic) system in the midbrain nucleus raphe, nuclei A9 and accumbens is associated with immunosuppression. At the same time, the decreased 5-HTergic activity in the nucleus raphe, A9 and caudate nucleus along with an activation of the dopaminergic (DAergic) system in the nuclei A9, A10 and caudatus produces the intensification of immunogene-sis in aggressive C57Bl/6J mice. It has been shown that D2 DA receptors of the dorsolateral part of the nucleus caudatus (the greatest density of D2 receptors) are involved in the mechanisms of immunostimulation, although D2 DA receptors of other brain structures may also contribute in this process. D1 DA receptors of the terminal zones of the nigrostriatal and mesolim-bic DAergic systems have been found to be less relevant to im-munomodulation. The final result of the drug effects on the immune response under changing activity of the 5-HT-, DA-, GA-BA-ergic and opioid neuropeptidergic systems, as well as stress-induced (immobilization) alterations of immunity are related to the initial psychoemotional state (neurochemical set of the brain) - an underlying mechanism of neuroimmunomodula-tion.
ЛИТЕРАТУРА
1. Альперина Е.Л. Центральный характер взаимодействия нейромедиаторных систем в иммуномодуляции / Е.Л. Альперина, Г.В. Идова // Физиол. журн. СССР им. И.М. Сеченова. 1990. Т. 76. № 4. С. 453-458.
2. Горбунова А.В. Биогенные амины в структурах мозга крыс разного зоосоциального ранга при иммобилизаци-онном стрессе / А.В. Горбунова // Бюл. эксперим. биол. и мед. 1992. № 6. C. 570-572.
3. Девойно Л.В. Моноаминергические системы в регуляции иммунных реакций / Л.В. Девойно, Р.Ю. Ильюче-нок. Новосибирск: Наука, 1983. 234 с.
4. Девойно Л.В. Нейромедиаторные системы в психонейроиммуномодуляции / Л.В. Девойно, Р.Ю. Ильюченок. Новосибирск: ЦЕРИС, 1993. 240 с.
5. Идова Г.В. Взаимодействие ГАМКергической системы с допаминергической и серотонинергической в иммуномодуляции /Г.В. Идова, И.О. Белецкая, Л.В. Девойно // Физиол. журн. СССР им. И.М. Сеченова. 1988. Т. 75. № 3. С. 294-296.
6. Изменение иммунного ответа у мышей самцов с агрессивным и субмиссивным типами поведения / Л.В. Девойно, Е.Л. Альперина, Н.Н. Кудрявцева, Н.К. Попова // Физиол. журн. СССР им. И.М. Сеченова.1991. Т. 77. №
12. С. 62-67.
7. Изменение некоторых показателей иммунного статуса мышей под влиянием хронического социального конфликта / Н.И. Грязева, А.В. Шурлыгина, Л.В. Вербицкая и др. // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1999. Т. 85. № 8. С. 1035-1042.
8. Кудрявцева ДДВлияние опыта агрессии и подчинения на состояние медиаторных систем в различных отделах головного мозга у мышей / Н.Н. Кудрявцева, И.В. Бак-штановская. Новосибирск, 1989. 35 с.
9. Крыжановский Е.А. Стресс и иммунитет / Е.А. Крыжа-новский // Вестн. АМН СССР. 1985. № 8. С. 3-11.
Таблица 3
Показатели иммунного ответа на 5-ые сут после иммунизации ЭБ (5х108) у крыс Вистар, получавших 8-ОН-ДПАТ (М±т) в дозе 1 мг/кг
Показатель Контроль 8-OH^nAT двукратно
Число POK на 10З клеток 21,З9±2,0 11,00±1,8*
Число БOK на 106 клеток З24,54±15,З0 197,52±18,90*
Число БOK на селезенку 467З8З,2±З9676,5 2668З7,8±47556,7*
Mасса селезенки, мг 1441,8±111,6 1З12,8±1З5,0*
Примечание. * - р<0,05 по сравнению с контролем. Количество животных в каждой серии 10.
10. Меерсон Ф.З. Развитие адаптации к стрессу в результате курса транскраниальной электростимуляции / Ф.З. Меерсон, Б.А. Кузнецова//Бюл. Эксперим. Биологии и медицины. 1994. Т. 117. № 1. С. 23-29.
11. Попова Н.К. Влияние хронических социальных конфликтов на некоторые показатели неспецифической резистентности у мышей / Н.А. Попова, С.И. Ильницкая, Л.А. Колесникова // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова.
1996. Т. 82. №12. С. 12-17.
12. Попова Н.К. Особенности связывания [3Н]-8-ОН-ОРАТ в мозговых структурах диких крыс, селекционированных на отсутствие агрессивности / Н.К. Попова, Д.Ф. Августинович, И.Ф. Плюснина // Нейрохимия. 1996. Т. 13. № 1. С. 260.
13. Попова Н.К. Серотонин в генетически детерминированных видах защитного поведения / Н.К. Попова // Журн. высш. нервн. деят. 1997. Т. 47. Вып. 2. С. 350-357.
14. Чейдо М.А. Влияние опиоидных пептидов на процессы иммуномодуляции / М.А. Чейдо, Г.В. Идова // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1998. Т. 84. № 4. Р. 385-390.
Рис. 3. Влияние активации 5-ОТ1А серотониновых рецепторов на иммунный ответ у иммунизированных ЭБ (5х 108) стрессированных агрессивных и субмиссивных мышей линии С57В1/6Е
Группы: 1,5,9 -растворитель; 2,6,10- 8-ОН-ДПАТ (1 мг/кг, 2 дня - 1-ое введение за 30 мин до иммунизации); 3,7, 11 - стресс; 4, 8,12 - стресс+8-ОН-ДПАТ; р<0,05 по сравнению с группой: * - 1; о - 9; х - 5; # - 6; + - 7
15. Benzodiazepine and serotoninergic modulation of antipredator and conspecific defense / D.C. Blanchard, G. Griebel, R.J. Rodgers, R.J. Blanchard // Neurosci. Biobehav. Rev. 1998. Vol. 22. № 5. P. 597-612.
16. Brain neuromediator systems in the immune response control: pharmacological analysis of pre- and postsynaptic mechanisms / L. Devoino, G. Idova, E. Alperina, M. Cheido // Brain Res. 1994. Vol. 633. P. 267-274.
17. Central 5-HT1A receptors inhibit adrenocortical secretion / J.E. Welch, G.E. Farrar, A.J. Dunn, D. Saphier // Neuroendocrinology. 1993. Vol. 57. P. 272-281.
18. Evidence for a role of dopaminergic mechanisms in the im-munostimulating effect of mu-opioid receptor agonist DAGO / L. Devoino, M. Cheido, E. Alperina, G. Idova // Intern. J. Neuroscience. 2003. Vol. 113. P. 1381-1394.
19. Evidence for a sleep-promoting influence of stress / R. Ces-puglio, S. Marinesco, V. Baubet et al. // Adv. Neuroimmu-nol. 1996. Vol. 5. P. 145-154.
20. Evidence for an involvement of dopamine D1 receptors in the limbic system in the control of immune mechanisms / G. Nistico, M.C. Caroleo, M. Arbitrio, M.L. Pulvirenti // Neu-roimmunomodulation. 1994b. Vol. 1. № 3. P. 174-180.
21. Hellstrand R. Serotoninergic 5-HT1A receptors regulate a cell contact-mediated interaction between natural killer cells and monocytes / R. Hellstrand, S. Hermodsson // Scand J. Immunol. 1993. Vol. 37. P. 7-18.
22. Involment of brain dopaminergic structures in neuroimmu-nomodulation / L. Devoino, E. Alperina, O. Galkina, R. Ily-
utchenok // Int. J. Neurosci. 1997. Vol. 91. № 3-4. P. 213-228.
23. Lyte MInnate and adaptive immune responses in a social conflict paradigm / M. Lyte, S. Nelson, M.L. Tompson // Clin. Immunol. Immunopathol. 1990. Vol. 57. P. 137-147.
24. mRNA expression of serotonin receptors in cells of the immune tissues of the rat / J. Stefulj, B. Jernej, L. Cicin-Sain et al. // Brain Behav. Immun. 2000. Vol. 14. P. 103-108.
25. RahmanS. D1-D2 dopamine receptor interaction within the nucleus accumbens mediates long-loop negative feedback to the ventral tegmental area (VTA) / S. Rahman, W.J. McBride // J. Neurochem. 2001. Vol. 77. P. 1248-1255.
26. Serotonin upregulates mitogen-stimulated B lymphocyte proliferation through 5-HT1A receptors / K. Iken, S. Cheng, A. Fargin et al. // Cell. Immunol. 1995. Vol. 163. P. 1-9.
27. Suppression of immune response in rats by stress and drugs interfering with metabolism of serotonin / M. Boranic, D. Pricic, M. Poljak-Brazi et al. // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1987. Vol. 496. P. 485-478.
28. Tsao C.W. Effect of dopamine on immune cell proliferation in mice / C.W. Tsao, Y.S. Lin, J.T. Cheng // Life Sci. 1997. Vol. 61. № 24. P. PL361-PL371.
29. Variation of tryptophan 5-hydroxylase concentration in the rat raphe dorsalis nucleus after p-chlorophenylalanine administration. I. A mode to study the turnover of the enzymatic problem / F. Richard, J.L. Sanne, O. Bourde et al. // Brain Res. 1990. Vol. 536. P. 41-45.
30. Weiss B. Antisense strategies in dopamine receptor pharmacology / B. Weiss, S.-P. Zhang, L.-W. Zhou // Life Sci.
1997. Vol. 60. № 7. P. 433-455.
