Изменения активности церебральной МАО-А и содержания моноаминов - нейротрансмиттеров в отдалённом периоде постстрессорной и стероид-индуцированной инволюции надпочечников

В современном мире количество военных и насильственных противоправных действий, стихийных бедствий и других опасных для жизни катастрофических событий, которые могут психологически травмировать людей, неуклонно растёт. Это приводит к увеличению количества тревожных расстройств, например, посттравматического стрессового расстройства, которое возникает как отсроченная реакция на психотравмирующее событие [4; 5; 17; 19; 20]. При этом у больных ПТСР отмечено снижение уровня кортизола — гормона коры надпочечников, который играет ключевую роль в подготовке организма к будущим стрессор-ным событиям, что, собственно говоря, лежит в основе его препаративной функции [18; 20; 21]. Среди разновидностей ПТСР особую позицию занимает осложнённый ПТСР, или Complex PTSD, включённый в МКБ-11 в качестве отдельного диагноза [9; 13]. В отличие от «классического ПТСР» он вызван хроническим стрессом и сопровождается различ- ными нарушениями функций внутренних органов. Развитие ПТСР часто сопровождается признаками надпочечниковой дисфункции, как это было продемонстрировано в работах D. Ragu Varman [12], и которая воспроизводится в нашей модели хронического стресса [8; 15; 16]. Одна из основных особенностей нашей модели заключается в том, что количество ежедневных эпизодов стресса увеличилось до 10, что позволило воспроизвести симптоматику ПТСР после хронического стресса. Уникальность предложенной нами модели состоит в том, что она характеризуется сниженным уровнем кортикостерона как в крови, так и в самих надпочечниках, в то время как большинство общепринятых моделей характеризуются резким повышением уровня глюкокортикоидов. Так, в экспериментальных моделях ПТСР при низкоинтенсивном воздействии — двухкратной экспозиции крыс запахом хищника — было отмечено повышение уровня кортикостерона, которое сопровождалось гипертрофией надпочечников [18; 21; 22].

В предложенной нами модели хронического стресса выявлен низкий уровень кортикостерона и активности церебрального МАО-А [8; 15]. При этом MAO-A является одним из ключевых ферментов, опосредующих обмен биогенных аминов, таких как норадреналин. Важно отметить, что экспрессия МАО-А непосредственно регулируется глюкокортикоидами [4; 6]. Соответственно, характерные для экспериментального ПТСР сниженный уровень активности МАО-А и повышенный уровень норадреналина могут быть обусловлены сниженным уровнем содержания кортикостерона в крови и в надпочечниках.

Основываясь на нашей гипотезе о ключевой роли сниженной активности МАО-А в развитии ПТСР, мы создали феноменологическую математическую модель, которая иллюстрирует зависимость моноаминов-нейротрансмиттеров от уровня активности МАО-А, которая в свою очередь обусловлена положением глюкокортикоид-зависимой регуляции экспрессии МАО, и от связи гормонального эффекта от тканевого метаболизма [16].

В настоящее время широкое распространение в экспериментальных исследованиях получило введение экзогенных глюкокортикоидов, которые применяются с целью воспроизведения глюко-кортикоид-зависимых эффектов стресса или для изучения регуляции по механизму обратной связи в пределах гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы [4; 5; 7]. Наибольшей популярностью в экспериментальных исследованиях пользуют- ся экзогенные глюкокортикоиды — триамцинолон ацетонид (ТА). В основе терапевтических эффектов ТА лежит его противовоспалительное действие. Его основным побочным эффектом является надпочечниковая недостаточность, выражающаяся в низких концентрациях эндогенных глюкокортикоидов. Ранее было показано, что у крыс однократное подкожное введение ТА в концентрации 2мг/кг приводит к инволюции надпочечников, сопровождавшейся сниженным уровнем кортикостерона. Более того, на поведенческом уровне побочным эффектом этой дозы ТА является повышенная тревожность [14].

В связи с этим возникает вопрос, насколько результаты, полученные при введении животным триамцинолона ацетонида, будут сопоставимы с полученными результатами стрессированных животных применительно к активности МАО-А и биогенным нейротрансмиттерам в отдалённый период. Поэтому целью данного исследования являлось изучение соотношения между уровнем активности МАО-А и содержанием норадреналина, дофамина и серотонина через 14 суток после введения высокой дозы ТА.

Материалы и методы. Исследование выполнено в осенне-зимний период на 80 половозрелых самцах крыс линии Вистар (массой 220–255 г), содержавшихся в отдельных клетках по 10 особей.

Для моделирования ПТСР использовалась авторская модификация экспериментальной модели Cohen et al. (2012) [10; 11], воспроизводящая симптоматику ПТСР как следствие хронического стресса [15; 17].

Для моделирования ПТСР кошачья моча в количестве 100 мл устанавливалась на 10 мин ежедневно на протяжении 10 дней непосредственно в клетке лабораторных животных.

Экспериментальные животные были рандомно разделены на 4 группы: 1) животные с предатор-ным стрессом (ПС); 2) животные, которым на фоне ПС однократно на 10-й день эксперимента осуществляли подкожное введение ТА в дозе 2 мг/кг и две группы контрольных животных: 3) для животных контрольной группы (1) ставилась чашка Петри с водой в количестве 100 мл на 10 мин ежедневно, на протяжении 10 дней; 4) животные контрольной группы (2) получали эквиобъёмное количество 0,9 % NaCL.

В качестве конечной точки эксперимента были выбраны 14-е сутки. Это связано с тем, что триамцинолон ацетонид имеет пролонгированное действие и его последствия возникают в отдалён- ный период, помимо этого, промежуточные точки (3-, 7- и 10-е сутки) после хронического предатор-ного стресса были представлены в более ранних работах [8; 15].

Уровень активности МАО-А и концентрацию нейротрансмиттеров определяли на 14-е сутки после завершения хронического предаторного стресса. Уровень кортикостерона определяли на 14-е сутки хронического предаторного стресса.

Активность МАО-А определяли в митохондриальных мембранах, при этом не производили солюбилизации и очистки фермента [2–5].

Определение содержания ДОФА, дофамина и норадреналина в гомогенатах головного мозга осуществляли методом колоночной хроматографии на флуориметре «Флюорат-02 АБЛФ-Т» (Россия) [4–7].

Содержание серотонина определяли флюори-метрическим методом по реакции с офталевым диальдегидом [5].

Уровень кортикостерона в сыворотке крови определяли при помощи микропланшетного им-муноферментного анализатора «ANTHOS2010» (Австрия) с использованием иммуноферментных наборов («IBL» Германия). В ткани надпочечника уровень кортикостерона определяли спектрофлуорометрически [3].

Все экспериментальные процедуры проводили в соответствии с принципами Базельской декларации от 30 ноября 2010 г.

Для обработки результатов исследования использован пакет прикладных программ Statistica 8.0. Для парных сравнений экспериментальных групп применяли U -критерий Манна—Уитни. Данные выражены в виде ±SEM. Различия считали статистически значимыми при p ≤0,05 U .

Результаты исследования. Установлено, что на 14-е сутки после предаторного стресса у группы (ПС) достоверно снизился уровень кортикостерона в надпочечниках по сравнению с контролем (1), при этом уровень кортикостерона в плазме при отсутствии достоверных различий имел тенденцию к снижению. Что касается группы животных (ТА), которым был введён триамцинолон ацетонид, то здесь наблюдается достоверное снижение кортикостерона как в надпочечниках, так и в плазме крови по сравнению с группой контроля (2) (таблица).

В этот же период после завершения хронического предаторного стресса нами отмечен сниженный уровень активности МАО-А, как у животных группы (ПС), так и у животных, получавших дозу триамцинолона ацетонида. При этом введение ТА сопровождалось достоверным увеличением содержания норадреналина в головном мозге по сравнению с контролем (2). В свою очередь у группы (ПС) отсутствовали достоверные изменения уровня норадреналина по отношению к группе контроля (1) (таблица).

Изменение уровня активности кортикостерона, МАО-А и нейротрансмиттеров в головном мозге у животных групп (ПС) и (ТА) на 14-е сутки после завершения воздействия ( M±m )

Показатель	Контрольная группа (1)	Группа животных (ПС)	Контрольная группа (2)	Группа животных (ТА)
МАО-А, нмоль/мин/мг белка	3,97±0,26	1,4±0,14	1,99±0,45	0,87±0,25#
МАО-А (инд), нмоль/мин/мг белка	2,42±0,71	2,37±0,34	–	–
Норадреналин, мкг/г	0,25±0,08	0,3±0,09	0,31±0,12	0,92±0,24#
ДОФА, мкг/г	0,03±0,006	0,08±0,04	0,10±0,04	0,16±0,12
Дофамин, мкг/г	3,4±0,51	3,6±0,59	3,07±1,79	5,31±2,34#
Серотонин, мкг/г	–	–	1,8±0,26	1,13±0,23#
Кортикостерон, нмоль/л (в надпочечниках)	420,74±39,70	192,81±31,99*	144,21±10,91	64,90±33,63#
Кортикостерон, нмоль/л (в плазме)	397,76±83,82	120,53±15,80	324,71±84,80	104,68±27,58#

Примечание: * — статистически значимые отличия группы животных (ПС) от контрольной группы (1); # — статистически значимые отличия группы животных (ТА) от контрольной группы (2); p <0,05 U ; ДОФА — дигидроксифенилаланин; МАО-А — моноаминоксидаза типа А.

Уровень серотонина и дофамина у группы (ПС) не имел достоверных различий по сравнению с контрольной группой (1). В свою очередь, введение триамцинолона ацетонида способствовало росту уровня дофамина и параллельному снижению уровня серотонина у группы (ТА) по сравнению с контролем (2). Статистически значимых различий по уровню ДОФА не выявлено ни у группы животных (ПС), ни у группы животных (ТА) (таблица).

Обсуждение результатов. Результаты исследований демонстрировали у животных группы (ТА) достоверное снижение уровня кортикостерона как в надпочечниках, так и в плазме крови по сравнению с показателями контрольной группы (2). При этом у животных группы (ПС) отмечено достоверное снижение уровня кортикостерона только в надпочечниках. Полученные нами данные согласуются с данными литературы, свидетельствующими, что при стрессе и ПТСР происходит нарушение отклика гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы, сопровождающееся снижением уровня кортикостерона и изменением числа и чувствительности рецепторов к данному гормону [18; 20].

Следует отметить, что и у группы ТА, и группы ПС наблюдалось достоверное снижение активности МАО-А на фоне увеличения содержания норадреналина. Активация системы синтеза и доставки норадреналина необходима для ответных реакций организма на стресс и адекватного процесса адаптации, в то же время дисрегуляция норадренэргической системы может изменить результат стрессового ответа в сторону патологических последствий, в частности, к формированию тревожности или депрессии.

Существенным моментом является то, что сте-роид-индуцированная инволюция надпочечников привела к снижению у животных на 14-е сутки уровня кортикостерона, МАО-А и одновременному росту содержания норадреналина, являющегося основным маркёром тревожности. Это вполне согласуется с представленной нами ранее феноменологической математической моделью, иллюстрирующей зависимость циркуляции ней- ротрансмиттеров от уровня МАО и от положения глюкокортикоид-зависимой регуляции экспрессии МАО [16].

Что касается содержания уровня серотонина в головном мозге, то у животных после хронического предаторного стресса он оставался без изменения, при этом у животных введение ТА привело к его достоверному снижению по сравнению с контролем. Нейротрансмиттер серотонин влияет на настроение, агрессию, возбуждение, беспокойство и когнитивные функции, помимо этого он может оказывать ингибирующее действие на нейроны норадреналина на уровне голубого пятна и снижать реакции страха и тревоги.

Сопоставление между собой ятрогенной и пост-стрессорной надпочечниковой недостаточности выявило определённые сходства нейрохимического профиля, а именно: прирост содержания норадреналина дофамина и ДОФА; снижение каталитической активности МАО-А.

Это свидетельствует о стереотипности изменений содержания моноаминов и активности МАО в условиях снижения функциональной активности надпочечников. Однако кинетика этих изменений имеет различный характер, что выражается в гомологичности изменений на 10-е сутки после завершения предаторного стресса и 14-е сутки после введения синтетического стероида.

Кроме того, результаты исследования при ятрогенной надпочечниковой недостаточности согласуются с данными нейрохимического профиля, полученными не в цельном мозге, а при рассмотрении различных отделов головного мозга на 14-е сутки после хронического предаторного стресса [15]: снижение уровня серотонина в гиппокампе; повышение уровня дофамина; повышение уровня норадреналина в гиппокампе и мозжечке.

Таким образом, поведенческие нарушения, возникающие при ПТСР, связаны с низким уровнем кортикостерона, который в свою очередь может приводить к изменению нейрохимического профиля, связанного с каталитической активностью МАО-А и уровнем нейротрансмиттеров, при этом кинетика этих изменений имеет различный характер.