Информационная роль белковопептидных комплексов в функциональном сопряжении нервных и иммунных процессов в регуляции поведения

С позиций системного подхода [1] любая результативная поведенческая деятельность осуществляется на основе сложных внутри- и межсистемных информационных взаимоотношений. Выяснение молекулярных механизмов фиксации и извлечения из памяти информации о модальности доминирующей мотивации и свойствах подкрепления при формировании и осуществлении целенаправленных поведенческих актов до настоящего времени остается одной из самых «трудных» проблем современной нейробиологии.

Информационная специфика участия эндогенных биорегуляторов в молекулярных и нейрохимических механизмах мотивационно-подкрепляющих взаимоотношений, обеспечивающих врожденное поведение, детерминирована преимущественно генетически, а в ходе форми- рования и реализации приобретенных поведенческих актов участвуют иные, модифицирующиеся непосредственно в ходе обучения сигнальные молекулы. В данном контексте следует отметить, что именно механизмы фиксации информации о модальностных свойствах доминирующей мотивации и способах ее удовлетворения, также как и извлечение этой информации из памяти, остаются наименее изученными.

Взаимодействия между нервной, иммунной и эндокринной системами в регуляции физиологических функций общепризнанны. В последнее десятилетие стало также очевидным, что иммунная система играет значимую роль в механизмах обучения, памяти и нервной пластичности [4, 5]. Поэтому, поиск и идентификация факторов сопряжения нервных и иммунных процессов в механизмах целенаправленного поведения в ходе индивидуального онтогенеза представляется актуальным. В механизмах целенаправленного поведения различной биологической модальности (жажда, голод, боль, агрессия, страх и др.) особо важная роль принадлежит таким эндогенным соединениям как регуляторные пептиды (РП).

Оценивая функции РП, как правило, имеют в виду активность их свободных форм. Считают, что краткосрочные эффекты свободных пептидов обусловлены их непосредственным взаимодействием со специфическими рецепторами, а долгосрочное действие определяется каскадными процессами, связанными с изменениями синтеза, деградации и высвобождения других биологически активных соединений (РП, медиаторов, цитокинов и пр.) [2].

В ходе многолетней работы лаборатории физиологии мотиваций с белково-пептидными комплексами (БПК) РП с различными белками-носителями было положено начало самостоятельному направлению исследований подобных «химерных соединений», как эндогенных факторов, участвующих в интеграции деятельности нервной и иммунной систем в реализации поведения.

Проведен анализ биологической активности свободных пептидов и их комплексов с белками-носителями (специфический мотивациогенный (жажда) пептид – ан-гиотензин-II - A-II и неспецифический подкрепляющий – β -эндорфин – β -Э) у крыс. Обнаружено, что по сравнению с нативными пептидами введение (в/в, п/к) БПК вызывает расширение спектра активности, пролонгирование и усиление их физиологического действия, селективно влияет на врожденное и приобретенное питьевое целенаправленное поведение. Эффекты активной иммунизации БПК А-II и β -эндорфина на поведение и вегетативные показатели являются аналогичными, более выраженными и сохраняются длительно, сочетаясь с высоким уровнем специфических антител и увеличением содержания пептидов в крови [3].

Образование в организме модифицированных молекул эндогенных РП, связанных с белком, по-видимому, обеспечивает вовлечение иммунной системы в фиксацию модификаций активности и длительности действия РП в ходе индивидуального онтогенеза.

Показано также, что физиологическая активность БПК отчетливо модулируется функционально различными белками, входящими в их состав.

По-видимому, эндогенные БПК, вследствие особенностей их конформационной структуры, играют специфическую информационную роль в интеграции молекулярных процессов в системной организации поведения. БПК являются потенциально иммуногенными и, гипотетически можно полагать, что они обеспечивают вовлечение иммунных механизмов в длительное поддержание определенных функциональных состояний и воспроизведения адекватных этим состояниям поведенческих навыков, являясь их своеобразными «энграммами».

Высказано предположение, что БПК, как самостоятельный класс биорегуляторов, являются активными факторами функционального сопряжения нейрогуморальных и иммунных механизмов, обеспечивающих вовлечение иммунной памяти в становление интеграции иерархически организованных молекулярных эпигенетических процессов регуляции поведения и метаболизма в постоянно меняющихся условиях внешней среды.