Сопоставление эффектов блокады постсинаптических серотониновых 5-НТ1А- и 5-НТ2А-рецепторов при активации каппа- и дельта-опиоидных систем Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 612.017:615.214.2

ШПОСТАВЛЕНИЕ ЭФФЕКТОВ БЛОКАДЫ ПОСТСИНАПТИЧЕСКИХ СЕРОТОНИНОВЫХ 5-НТ1А- И 5-НТ2А-РЕЦЕПТОРОВ НА ИММУННЫЙ ОТВЕТ ПРИ АКТИВАЦИИ КАППА- И ДЕЛЬТА-ОПИОИДНЫХ СИСТЕМ

Маргарита Александровна ЧЕЙДО

НИИ физиологии СО РАМН 630117, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 4

Активация каппа- (риморфин, 100 мкг/кг) и дельта2- (Б8ЬБТ, 100 мкг/кг) опиоидных рецепторов вызывает глубокое подавление иммунного ответа у мышей линии СВА. Эффект агонистов не проявляется на фоне предварительной блокады постсинаптических серотониновых рецепторов 5-НТ1А (^АУ-100635, 1мг/кг) или 5-НТ2А (кетансерин, 1 мг/кг). Сравнительный анализ показал различное участие исследуемых 5-НТ-рецепторов в угнетении иммунологической реактивности опиоидами.

Ключевые слова: иммуносупрессия, каппа- и дельта-агонисты, 5-НТ1А- и 5-НТ2А-рецепторы, WAY-100635, кетансерин.

Опиоидергические системы занимают особое место среди нейропептидергических систем, поскольку обладают многообразием физиологических проявлений и сложных поведенческих и психических реакций у человека и животных. За последние годы появилось значительное количество новых данных о клинических эффектах экзогенных и эндогенных опиоидов, действующих через опиоидные рецепторы (ОР). Среди них привлекают внимание агонисты каппа- и дельта-ОР, которые играют важную роль в регуляции функционального состояния ряда систем в организме (эндокринной, сердечно-сосудистой) и, в отличие от мю-опиоидов, практически не вызывают формирования наркотической зависимости или угнетения дыхательного центра [1], что говорит о перспективах их практического применения.

Что касается участия каппа- и дельта-опиоидов в контроле иммунной функции, то, по нашим данным, их применение вызывает центральное однонаправленное действие — супрессию иммунного ответа у мышей [2—4]. Выявленный эффект проявляется через тормозные в иммуномодуляции [5] серотонинергические (5-НТ) механизмы с включением 5-НТ1А- и 5-НТ2А-рецепторов [2, 4], важная роль которых показана в регуляции самых разнообразных функций организма в норме и при психопатологиях [6, 7], включая нейроиммуномодуляцию [8]. Вместе с тем до настоящего времени остается неясным, различаются ли постсинапти-ческие 5-НТ 1А- или 5-НТ2А-рецепторы по своему участию в дельта- или каппа-индуцированной иммуносупрессии. Выяснение этого вопроса и определило цель настоящего исследования. В задачу входило изучение особенностей иммунной реакции в условиях активации дельта- и каппа-ОР

на фоне блокады исследуемых типов 5-НТ-рецеп-торов высокоизбирательными препаратами.

Материал и методы

Работа выполнена на 110 мышах-самцах линии СВА (22—24 г) в возрасте 2,0—2,5 месяца (питомник Научно-исследовательской лаборатории экспериментального биомоделирования РАМН, г. Томск, сертификат № 159-87). Животных содержали в стандартных условиях вивария. Опыты проведены с соблюдением принципов гуманности, изложенных в Директивах Европейского сообщества (86/609/ЕС), и одобренных Комитетом по биомедицинской этике НИИ физиологии СО РАМН.

Для фармакологического анализа использовали высокоселективные препараты, стимулирующие активность каппа-ОР — амид декапептида-(1-10) риморфин (НИИ органической химии, Латвия) (100 мг/кг) и дельта2-ОР — DSLET (Sigma, США) (100 мкг/кг). Для блокады постсинаптических 5-НТ1А-рецепторов применяли селективный антагонист WAY-100635 (Sigma) (1 мг/кг). Выбор дозы сделан на основании того, что, по нашим данным [8], именно в такой концентрации WAY-100635 отменяет иммуносупрессивный эффект селективного агониста этого типа рецепторов 8-OH-DPAT (1 мг/кг), а введение самого антагониста вызывало эффект, прямо противоположный полученному при воздействии 8-OH-DPAT (1 мг/кг) — иммуностимуляция вместо иммуноугнетения. Блокаду постсинаптических 5-НТ2А-ре-цепторов осуществляли высокоаффинным антагонистом кетансерином (1 мг/кг) (Sigma) в дозе 1 мг/кг. Все препараты вводили внутрибрюшинно (риморфин, DSLET и WAY-100635 — в 0,2 мл физиологического раствора, кетансерин — в 0,2 дистиллированной воды) за 30 мин до иммунизации мышей эритроцитами барана (5 х 108) в хвостовую

Чейдо М.А. — к.б.н., e-mail: [email protected]

вену. При комбинированном введении препаратов интервал между ними составлял 5—10 мин. Контрольные животные получали соответствующие объемы растворителей по той же схеме.

Иммунный ответ оценивали на пике его развития (5 день исследования) в селезенке мышей по числу IgM-антителообразующих клеток (IgM-АОК) [9].

Статистическую оценку различий между средними значениями показателей проводили путем парного сравнения по t-критерию Стьюдента и с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA/MANOVA) с использованием компьютерной программы «Statistica for Windows» ver. 5.

Результаты и обсуждение

В настоящем исследовании, как и ранее [2, 4], у мышей линии СВА в условиях селективной активации дельта2-ОР DSLET (100 мкг/кг) (F120 = 5,60, p < 0,01) и каппа-ОР риморфином (100 мкг/кг) (FU7 = 7,84, p < 0 ,01) наблюдается однонаправленный эффект — четкое снижение числа IgM-АОК по сравнению с контролем (рис. 1).

Что касается данных литературы, то они также демонстрируют супрессию показателей гуморального и клеточного иммунитета у животных (мыши, крысы) при включении каппа-ОР [10—12]. В отношении участия дельта-ОР в контроле иммунного статуса получены неоднозначные результаты, в том числе касающиеся DSLET-индуцированного угнетения антителопродукции [12, 13].

Для изучения нейрохимического обеспечения иммуноингибирующего влияния риморфина и DSLET имеются определенные предпосылки, важными из которых являются участие и взаимодействие на уровне рецепторов опиоидных и 5-НТ-систем в супрессии иммунной функции [2, 4, 5], а также в реализации депрессивноподобных [14] и других опиоидных эффектов (анальгезия, кататония, антиноцицептивный ответ, гипотермия) [15]. Кроме того, по результатам биохимических исследований агонисты каппа- и дельта-ОР оказывают воздействие на выброс 5-НТ из ядер шва среднего мозга и гиппокампа крыс [16] — структур мозга, имеющих, соответственно, значительное содержание 5-НТ и иннервацию 5-НТергическими терминалями.

Вместе с тем возникает вопрос — одинаковый или различный вклад вносят постсинаптические 5-НТ1А- и 5-НТ2А-рецепторы, нарушение взаимосвязи между которыми лежит в основе развития ряда аффективных состояний (повышенная тревожность, депрессия, шизофрения) [17], сопровождающихся иммунной дисфункцией. Проведенное в настоящем исследовании сопоставление эффектов блокады 5-НТ1А- (WAY 100635) и 5-НТ2А-(кетансерин) рецепторов в условиях активации каппа- или дельта-ОР выявило (наряду с отсутствием иммуноугнетающего действия риморфина и DSLET) существенную разницу в характере иммунного ответа. В частности, по отношению к контролю (физиологический раствор) при комби-

нированном использовании WAY-100635 + ББЬЕТ ^128 = 0,24, р > 0,05) или WAY-100635 + риморфин (^д8 = 0,86, р > 0 ,05) величина иммунной реакции не изменилась (рис. 1, серии 5, 6). Вместе с тем в группе мышей, получавших кетансерин + ББЬЕТ или кетансерин + риморфин, наблюдается достаточно высокий уровень ^М-АОК (рис. 2).

Следует подчеркнуть, что существенное различие в уровне иммунного ответа установлено и при сопоставлении данных не с контрольными значениями, а с полученными при обработке животных только антагонистами. Действительно, при совместном введении WAY-100635 с риморфином (^18 = 14,85, р < 0,001) или ББЬЕТ ^127 = 47,75, р < 0,001) обнаружено значительное (почти в 2 раза) угнетение числа ^М-АОК (рис. 1, серии 4, 5, 6). В то же время при комбинации препаратов кетансерин + ББЬЕТ или кетансерин + риморфин сохраняется повышенное количество ^М-АОК (рис. 2), которое в первом случае практически равно ^121 = 3,66, р > 0,05) (серии 4 и 6), а во втором даже значительно превышает таковое при воздействии одного кетансерина ^ 15 = 142,84, р < 0,0001) (серии 4 и 5).

Таким образом, результаты экспериментов позволяют допустить, что в проявлении опиоидных эффектов значительная роль отводится постси-наптическим 5-НТ2А-, а не 5-НТ1А-рецепторам, что свидетельствует о различном их участии в иммуно-супрессирующем влиянии риморфина и ББЬЕТ.

Одним из возможных объяснений выявленного феномена может быть включение в этот процесс другой нейромедиаторной системы — иммуностимулирующей дофаминергической, на-

о

I—

си

го

I

450

400

350

300

250

< 200 I

1 150 100 ^ 50

0

О

5

.0

о

а

I-

I

о

1

Рис. 1. Предотвращение супрессирующего влияния риморфина и ББЬЕТ на число ^М-АОК в селезенке мышей линии СВА при блокаде 5-НТи-рецепторов.

* — достоверное отличие от соответствующего показателя в контроле (р < 0,001),

# — от соответствующего показателя в группе животных, которым вводили только ШЛУ-100635 (р < 0,05)

700

600

500

го

г

ъг

О

<

400

300

200

100

0

.о

§

а

I-

I

о

1

Рис. 2. Эффект блокады постсинаптических 5-НТА-рецепторов на иммунный ответ мышей линии СВА при активации каппа-и дельта-опиоидных рецепторов.

* — достоверное отличие от соответствующего показателя в контроле (p < 0,001),

# — от соответствующего показателя

в группе животных, которым вводили только DSLET (p < 0,001),

$ — от соответствующего показателя в группе животных, которым вводили только риморфин (p < 0,001)

ходящейся во взаимосвязи с 5-НТергической [5] и опиоидными [2] системами в процессе нейроиммуномодуляции и реализации некоторых функций организма. Тем более, что современные микродиализные исследования свидетельствуют о контроле мезокортиколимбической дофа-минергической функции именно антагонистами 5-НТ2А-рецепторов [18] и о взаимодействии 5-НТ2А/дофаминергических рецепторов в ряде областей мозга [19].

Нельзя исключить и имеющиеся характерные различия между 5-НТ1А- и 5-НТ2А-рецепторами [17], а также особенности распределения их и опиоидных рецепторов по структурам мозга, которые вносят определенный вклад в развитие иммунного процесса в условиях активации данных опиоидных систем.

Заключение

1. Дельта- и каппа-опиоид-индуцированная иммуносупрессия не проявляется в условиях блокады постсинаптических 5-НТ1А- (WAY-100635) и 5-НТ2А-рецепторов (кетансерин).

2. Полученные данные свидетельствуют о дифференцированном вкладе 5-НТ1А- и 5-НТ2А-рецепторов в угнетение IgM-иммунного ответа, вызванном активацией каппа- или дельта-ОР.

Список литературы

1. Coop A., Rice K.C. Role of S-opioid receptors in biological processes // Drug News Perspect. 2000. 13. (13). 481-487.

2. Cheido M.A., Idova G.V., Devoino L.V. Involvement of delta-opioid receptors in immunosuppression // Intern. J. Neurosci. 1996. 84. 195—203.

3. Чейдо М.А., Идова Г.В. Различный вклад каппа- и мю-опиоидных рецепторов в иммуномодуляцию: роль нейромедиаторных систем // Сиб. вестн. психиатрии и наркологии. 2003. 1. (27). 28—20.

Cheido M.A., Idova G.V. Differential impact of kappa and mu-opioid receptors in immunomodu-lation: Role of neuromediator systems // Sib. vestn. psychiatrii i narcologii. 2003. 1. (27). 28—20.

4. Чейдо М.А., Идова Г.В. Вклад серотониновых 1А-рецепторов в каппа-опиоидную иммуносупрессию // Рос. физиол. журн. 2008. 94. (7). 807-813.

Cheido M.A., Idova G.V. Impact of serotonin 1A-receptors in the kappa-opioid immunosuppression // Ros. fiziol. zhurn. 2008. 94. (7). 807-813.

5. Девойно Л.В., Ильюченок Р.Ю. Нейромедиа-торные системы в психонейроиммуномодуляции: допамин, серотонин, ГАМК, нейропептиды. Новосибирск, 1993. 240 с.

Devoino L.V., Ilyutchenok R.Yu. Neuromediator systems in psychoneuroimmunomodulation: dopamine, serotonin, GAMK, neuropeptides. Novosibirsk, 1993. 240 p.

6. Lanzenberger R.R., Mitterhauser M., Spindelegger C. et al. Reduced serotonin-1A receptor binding in social anxiety disorder // Biol. Psychiatry. 2007. 61. (9). 1081-1089.

7. Arias B., Gasto C., Catalan R. et al. The 5-HT(2A) receptor gene 102T/C polymorphism is associated with suicidal behavior in depressed patients // Am. J. Med. Genet. 2001. 105. (8). 801-804.

8. Давыдова С.М. Участие пре- и постсинаптических 5-НТ1А и постсинаптических 5-НТ2А се-ротониновых рецепторов в иммуномодуляции // Патогенез. 2006. (1). 47-48.

Davydova S.M. Participation of pre- and postsynap-tic 5-НТ1А and postsynaptic 5-НТ2А serotonin receptors in immunomodulation // Patogenez. 2006. (1). 47-48.

9. Cunningham A.J. A method of increased sensitivity for detecting single antibody forming cells // Nature. 207. 1106. 1965.

10. Gaveriaux-Ruff C., Simonin F., Filliol D., Kief-fer B.L. Enhanced humoral response in kappa-opioid receptor knockout mice // J. Neuroimmunol. 2003. 134. (1-2). 72-81.

11. Radulovic J., Miljevic C., Djergovic D. et al. Opioid receptor-mediated suppression of humoral immune response in vivo and in vitro: involvement of kappa-opioid receptors // J. Neuroimmunol. 1995. 57. (1-2). 55-62.

12. Rahim R.T., Meissier J.J., Cowan A. et al. Administration of mu-, kappa- or delta2-receptor agonists via osmotic minipumps suppresses murine splenic antibody responses // Int. Immunopharmacol. 2001. 1. (11). 2001-2009.

#

13. Smakhtin M.Y., Konoplya A. I., Sever’yanova L.A., release from ground squirrel and rat hippocampus // Shveinov I.A. DSLET and ACTH(4-10) increase mi- Neurosci. Lett. 1994. 175. (1-2). 126-128.

totic activity of hepatocytes and suppress antibody 17. Burnet P.W., Eastwood S.L., Harrison P.J.

production // Bul. Exp. Biol. Med. 2003. 135. (5). 5-HT1A and 5-HT2A receptor mRNAs and binding site 428-429. densities are differentially altered in schizophrenia //

14. Carlezon W., Beguin C, DiNieri J. et al. Depres- Neuropsychopharmacology. 1996. 15. (5). 442-455.

sive- like effects of the kappa-opioid receptor agonist 18. Devaud L.L., Hollingsworth E.B. Effects of the

salvinorin A on behavior and neurochemistry in rats // 5-HT2 receptor antagonist, ritanserin, on biogenic J. Pharmacol. Exp. Ther. 2006. 316. (1). 440-447. amines in the rat nucleus accumbens // Eur. J.

15. Kunihara M., Ohyama M, Nakano M. Central Pharmacol. 1991. 192. (3). 427-429.

monoaminergic mechanisms in mice and analgesic ac- 19. Andersson J.L., Nomikos G.G., Marcus M. et al.

tivity of spiradoline mesylate, a selective kappa-opio- Ritanserin potentiates the stimulatory effects of raclo-id receptor agonist // Eur. J. Pharmacol. 1992. 214. pride on neuronal activity and dopamine release selec-(2-3). 111-118. tivity in the mesolimbic dopaminergic system // Nau-

16. Cui Y, Lee T, Wang L.C. Species difference nyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 1995. 352. (4). in the modulatory effect of kappa agonist on 5-HT 374-385.

COMPARISON OF EFFECTS OF BLOCKADE OF POSTSYNAPTIC SEROTONIN 5-HT1A- AND 5-HT2.-RECEPTORS

1A 2A

UNDER ACTIVATION OF KAPPA- AND DELTA-OPIOID SYSTEMS

Margarita Alexandrovna CHEIDO

Institute of Physiology SB RAMN 630117, Novosibirsk, Timakov st., 4

The data obtained indicate that DSLET (100 mkg/kg), a specific agonist of delta-opioid receptors (OR), and rimorphin (100 mkg/kg), a selective agonist of kappa-OR, evoked a significant inhibition of the immune response to antigen (SRBC,

5 x 108) in CBA mice. Pretreatment of the animals with WAY-100635 (1 mg/kg) or ketanserin (1 mg/kg), a selective blockers, correspondingly, of postsynaptic serotonin 5-HT1A- and 5-HT2A-receptors, prevents from opioid-induced effects. The present data suggest a possible differential role for 5-HT-receptors in DSLET- and rimorphin-opioidergic immunosuppression.

Key words: immunosuppression, kappa- and delta-agonists, 5-HT1A- and 5-HT2A-receptors, WAY-100635, ketanserin. 1A 2A

Cheido M.A. — candidate of biological sciences, e-mail: [email protected]