I Гипоталамус iСтриатум

200-

100

Asp Glu Tau GABA -Ala Туг DA DOPAC NE Trp 5-HT

ВЁмбдГёй □flub

NODEAOOI

0,5-0 -

-0,5---1

AEiTOAEAION

Asp - Glu - Tau - Tau - Trp - Asn Gin Tyr DA 5-Ю

Tau - Tau - Tau NE DlDAN IVA

Рис.22. Изменения уровней нейроактивных аминокислот, биогенных аминов, их предшественников и метаболитов, коэффициентов корреляции между их уровнями в отделах головного мозга крыс через 30 мин после однократного внутрибрюшинного введения Таи (650 мг/кг)

106

Исследование ежедневного внутрибрюшинного введения Таи в дозе 1/10 LD₅o показало, что в стволе мозга через 1 сутки происходит достоверное увеличение содержания Asp, Gly, |3-А1а, 5-ШАА и снижение PEA. Эти изменения исчезали на сроках 3 и 8 суток, а через 15 суток после начала введения наблюдалось снижение содержания Тгр и Gly (рис.23).

В стриатуме через 1 сутки также происходило снижение содержания PEA; через 8 суток — DA и Gly, однако через 15 суток наблюдалось повышение содержания DA, а также 3-МТ (рис.23).

Содержание Таи в стриатуме и стволе мозга было достоверно выше, чем в контроле, только в сроке 15 сут, а в гипоталамусе — начиная со срока 3 сут (рис.23).

В гипоталамусе в сроках 1 и 15 сут снижалось содержание 5-НТР; кроме того, в сроке 1 сут снижалось содержание Glu и Ala, в сроке 3 сут — повышалось содержание Gly и снижалось Thr, в сроке 8 сут — повышалось содержание Тгр (рис.23).

Содержание Таи в стволе мозга в сроках 1 и 8 сут, в стриатуме — в сроках 1, 8 и 15 сут коррелировало с содержанием DA и его метаболитов — DOPAC и HVA. Корреляционная связь между содержанием Таи, с одной стороны, и 5-НТ и 5-ШАА, с другой стороны, появлялась в стволе мозга к 15 сут эксперимента и нарушалась в гипоталамусе в сроках 3 и 8 сут (рис.23).

В стволе мозга в сроках 3 и 8 сут нарушалась корреляция 5-НТ - 5-ШАА; эта связь, а также связи Таи - 5-НТ, Таи - 5-ШАА и Тгр - 5-НТ появлялись в сроке 15 сут. В стриатуме, напротив, на 3 сут появлялась положительная корреляция 5-НТ - 5-ШАА и нарушались — 5-НТР - 5-НТ и Тгр - 5-НТ (рис.23)..

Наконец, в гипоталамусе в ранние сроки (1 и 3 сут) нарушалась корреляционная связь DOPAC - HVA, на 3 сут — связи Таи с 5-НТ и 5-ШАА и начиная с 3 сут — связи Тгр - 5-НТ и 5-НТ - 5-HIAA (рис.23).

Дискриминантный анализ полученных данных показал, что в этих отделах мозга наблюдалась практически 100% корректная классификация реализаций по группам. При этом наиболее информативными показателями в гипоталамусе являлись Тгр, Thr, Tau, 5-НТ, Ala, 5-НТР (F-константы Фишера > 3,3); в среднем мозге — |3-А1а, Ala, GABA, Тгр, 5-HLAA. На плоскости двух главных компонент для среднего мозга расположение (определяемого значениями D² Махалонобиса) опытной группы наиболее сильно отличалось от расположения контрольной группы на сроке 15 суток.

107

Таким образом, ежедневное внутрибрюшинное введение Таи в течение 15 суток изменяет функционирование дофаминовой и серотониновой нейротрансмиттерных систем. Преимущественно дофаминергической является направленность эффектов Таи в стриатуме и стволе мозга, дофаминергические структуры которых находятся в морфо-функциональной взаимосвязи. Активация дофаминовой системы, по данным корреляционного анализа, включает усиление как синтеза (положительная корреляция Туг - DA на 1 и 3 сут), так и распада медиатора (положительные корреляции DA - DOPAC и DA - НУ А в этих же сроках); к концу эксперимента вероятно также усиление синаптического выброса DA в стриатуме (повышение уровня 3-МТ). Можно предполагать также нарушение нормальных соотношений между показателями систем тормозных и возбуждающих трансмиторов (исчезновение в гипоталамусе на сроках 1,3 и 8 суток корреляции Таи -GAB А, а также Таи - PEA, Таи - |3-А1а, и на 8 сутки — Таи - Asp и Таи -Glu). Изменение функционирования серотониновой системы в гипоталамусе под действием Таи, вероятнее всего, включает в себя угнетение синтеза медиатора и его деградации

108

7о

eiiooiep

250 -200 -150 -100 -50 -0 -

N

DAAIEE

. ic;a

■

NODEAOOI

AEMOAEAiON

t

to si

*

*

f

\ \ \ \ \ \

j:

I

-+

!

* -. П

4 4 4 4 4 4 4 4

4-

!

,r

I

I

-4-

I

If

I

• *

I

1

Tau

DA Asp Tau DA 3-МГ Tau Tip 5-HTP Glu

NDAAIEE

NODEAOOI

AEMOAEAiON

0,5-

-0,5

Tau - Tau - Tau - Tyr -

DA

DA DOPAC HVA

Tau - Tau - Tau -DA DOPAC HVA

Tau - Trp - 5-HT -5_HT 5-HT 5-HIAA

Рис. 23. Изменения содержания свободных аминокислот, биогенных аминов, их предшественников и метаболитов, коэффициенты корреляции между их уровнями в отделах головного мозга крыс в динамике ежедневного в/бр введения таурина в дозе 1/10 LD₅o

109 3.3.2. Субконъюнктивальное введение таурина

Сравнительно низкая проницаемость гематоэнцефалического барьера для таурина затрудняет воспроизведение его нейрохимических эффектов при периферических способах введения. Особенности кровоснабжения и проницаемости гематоэнцефалического барьера для гипоталамуса позволяют предполагать реализацию возможных нейрохимических эффектов таурина при субконъюнктивальном способе его введения и, возможно, приравнять его к центральным. В связи с тем, что для таурина не доказано наличие иных метаболических превращений, кроме конъюгации с желчными кислотами, мы исходили из предположения, что весь определяемый нами счет метки относится к таурину.

Результаты эксперимента по исследованию закономерностей распределения меченого ¹⁴С-таурина при его субконъюнктивальном введении животным свидетельствуют о наличии накопления метки в ткани гипоталамуса с максимумом через 6 ч после введения препарата (рис.24) и одновременным снижением уровня метки в плазме крови животных (рис 25).

На этом фоне кривая накопления ¹⁴С-таурина в целом мозге (рис.26) имеет вид, сходный с таковой для гипоталамуса, однако в мозге отмечается рост счёта метки вплоть до 5 сут эксперимента. Одновременно, кривая, отражающая закономерности накопления ¹⁴С-таурина для плазмы крови (рис.25) соответствует классической кривой элиминации, за исключением падения счета через 2 ч, после чего вновь наблюдалось увеличение счета (3 и 6 ч).

На основе полученных данных можно предположить существование процессов пассивной диффузии и активного транспорта таурина в гипоталамус при его субконъюнктивальном введении. Указанные процессы определяются особенностями кровоснабжения этого отдела, на что указывает высокий уровень накопления меченого ¹⁴С-таурина в гипоталамусе уже через 30 мин после введения метки (рис.24). Очевидно, что в дальнейшем (1-120 ч) таурин проникает в мозг только путём активного транспорта, что подтверждается характером элиминации метки из крови: наиболее интенсивное накопление метки в гипоталамусе (6 ч) по времени совпадает с резким снижением счёта в плазме крови, где эта кривая явно отклоняется от обычной экспоненциальной формы (рис.25).

по

Aei'ioaeaion

60

100

120

20

40

80

Рис. 24. Накопление метки в ткани гипоталамуса после однократного субконъюнктивального введения 30 |0,Ci ¹⁴С-таурина

9000 т

20

40

60

80

100

120

Рис. 25. Счет метки в плазме крови крыс через различные сроки после однократного субконъюнктивального введения 30ц.Ci ¹⁴С-Таурина.

111

2500 х

2000 ■ •

1500 ■ •

1000 ■ •

500 ■•

20

40

60

■г

80

100

120

Рис. 26. Накопление метки в целом мозге крыс после однократного субконъюнктивального введения 30|xCi ¹⁴С-Таурина

Из полученных нами данных очевидно, что мозг имеет более чем одну систему активного транспорта таурина: с более низким сродством была активной и явно превалировала в гипоталамусе в ранние сроки (3 ч) от введения ¹⁴С-таурина, т.е. на фоне высокой концентрации метки в системном кровотоке; другая, очевидно, была ответственной за поздний (до 120 ч) подъём кривой в целом мозге и, таким образом, может быть преимущественно представлена в других структурах ЦНС. Кроме этого, в гипоталамусе имеется также пассивная диффузия таурина, чем объясняется проникновение метки в первые минуты после введения. В то же время, в гипоталамусе вплоть до конца эксперимента счёт метки оставался стабильно высоким с тенденцией к наличию второго максимума накопления — к 3 сут после введения.

Кинетические константы для таурина, рассчитанные из данных настоящего эксперимента, составили: а) в гипоталамусе:

112

константа элиминации 0,01016 ± 0,00552 мин'¹

период полувыведения Т_1/2 68,22 мин

константа скорости всасывания K_t 0,72122 ± 0,37076

среднее время всасывания 1,38 мин

период полувсасывания 0,96 мин

максимальная концентрация 3,32 (ерш* 1000)

б) в плазме крови:

период полувыведения T_V213,88 час

константа элиминации 0,05 ± 0,026 мин'¹

Таким образом, данные настоящего эксперимента подтверждают, что таурин является относительно долгоживущим соединением в ЦНС, и свидетельствуют, что:

1. субконъюнктивальное введение таурина позволяет получить его избирательное накопление в гипоталамусе за счет пассивной диффузии соединения, что можно объяснить особенностями кровообращения этого отдела мозга — наличием у гипоталамуса и тканей глазницы общих путей венозного оттока;

2. мозг располагает как минимум двумя системами активного транспорта Таурина, причем одна из них вызывает раннее, т.е. в первые часы после введения таурина, проникновение соединения, и представлена в гипоталамических структурах;

3. эффекты таурина при его субконъюнктивальном введении могут быть получены не только в гипоталамусе, но и в других структурах цнс и могут иметь длительный характер.

Одновременно, субконъюнктивальное введение Таи в течение 15 суток в суммарной дозе 650 мг/кг (1/10 LD₅o) приводило в сроке 3 сут к повышению содержания Тгр во всех отделах мозга; |3-А1а — в стриатуме и гипоталамусе; GABA — в гипоталамусе. Содержание возбуждающих трансмиттеров Asp и Glu увеличивалось на 1 сутки опыта в стволе мозга и уменьшалось в стриатуме на 3 сутки, в сроках опыта 8 и 15 сут изменений в определяемых показателях не зарегистрировано (рис.27).

Во все сроки опыта, кроме 15 сут, в стволе мозга наблюдалась достоверная положительная корреляция Таи - J3-Ala в опытных группах и ее отсутствие (или отрицательная корреляция на 8 сут) в контроле. В стриатуме такая же картина наблюдалась к 15 сут опыта (рис.27).

В стволе мозга на сроках 1 и 3 сут после введения Таи появлялась положительная корреляция Таи - Asp; кроме того, в сроках 3 и 8 сут — положительные корреляции между уровнями Таи, с одной стороны, и DA

113

и его метаболитов — DOPAC и HVA, с другой. В гипоталамусе наблюдалось появление положительной корреляции Таи - Gly в сроках 1, 3 и 8 сут, а также исчезновение Таи - GABA — в сроках 1 и 3 сут (рис.27).

Таким образом, субконъюнктивальное введение Таи приводит к дисбалансу в содержании тормозных и возбуждающих аминокислот-трансмитторов в среднем мозге и гипоталамусе и, в меньшей степени, в стриатуме. Кроме этого, субконъюнктивальное введение Таи приводит к повышению в отделах мозга Тгр в коротких сроках эксперимента. Отсутствие повышения содержания Таи в отделах мозга в определенной мере может объясняться появлением положительной корреляции между его уровнями и уровнем его транспортного антагониста, р*-А1а, зарегистрированной в стволе мозга.

200

гипоталамус

150

100

стриатум

средний моз!

Тгр GABA B-Ala ' Tip Asp Glu : Tip Asp Glu B-Ala

1 сутки ■ 3 суток ■ 8 суток ■ 15 суток

Рис.27 Изменения содержания свободных аминокислот, биогенных аминов, их предшественников и метаболитов в отделах головного мозга крыс в динамике субконъюнктивального введения таурина в суммарной дозе 1/10 LD₅₀

114