Взаимосвязь функционирования серотониновой системы с эндокринной регуляцией.

Функционирование серотониновой системы находится в тесной взаимосвязи с эндокринной регуляцией. По данным ряда авторов (Tafet, Bernardini, 2003), гиперпродукция кортикостероидов в стрессовых для организма условиях приводит к уменьшению содержания биогенных аминов в головном мозге (рисунок 11).

Рисунок. 11. Механизмы регуляции эндокринных и моноаминовых систем (Покровский, Коротько, 2003).

Высокий уровень кортизола, который возникает под действием хронического стресса вызывает резкое снижение активности серотонинергической системы, через внутриклеточные рецепторы кортизола подавляется синтез 5-Нt1 -рецепторов (Кочетков, 2004). Это может быть следствием того, что повышенный уровень кортикостероидов активирует триптофанпирролазу, которая переводит обмен триптофана (предшественник серотонина) на кинурениновый путь, что вызывает снижение биосинтеза серотонина (Максимова с соавт., 2007). Триптофанпирролаза активируется глюкокортикоидами (положительная индукция фермента), вследствие чего при стрессе и в утренние часы, когда уровень кортизола увеличен, большее количество триптофана метаболизируется по кинурениновому пути (рисунок 12).

Рисунок 12. Реакции метаболизма триптофана (Тимин, 2018)

Усиленная секреция кортизола повышает активность тирозин-трансаминазы, которая приводит к уменьшению содержания тирозина и понижению синтеза норадреналина в мозге (Tafet, Bernardini, 2003) (рисунок 13).

Рисунок 13. Обмен фенилаланина и тирозина (Тимин, 2018)

Дефицит норадреналина ведет к повышению уровня кортизола, дефицит серотонина вызывает нарушение регуляции секреции кортизола. Дефицит обоих моноаминов приводит к нарушению циркадных ритмов в секреции гормона, высокий уровень кортизола сохраняется в течение всего суточного цикла и, следовательно, различные ферментные системы находятся под постоянным воздействием глюкокортикоидов (Максимова c coавт., 2007; Иванова с соавт., 2010).

Весомый вклад в снижение уровня серотонина и норадреналина в головном мозге вносит и моноаминоксидаза (МАО), дезаминирующая активность которой у больных психическими расстройствами повышена по сравнению с нормой (Максимова с соавт., 2007). Кортизол оказывает различное по выраженности влияние на обмен серотонина и норадреналина, в то же время МАО с различной скоростью дезаминирует эти биогенные моноамины (Sher, 2004).

Повышенный уровень гормона, с одной стороны, активирует моноаминоксидазу, которая более интенсивно дезаминирует эти моноамины (рисунок 14); с другой стороны, под влиянием высоких концентраций кортизола нарушаются пути биосинтеза серотонина и норадреналина, что усугубляет их дефицит (Максимова с соавт., 2007).

Рисунок 14. Биохимический механизм снижения серотонинергической активности (Максимова с соавт., 2007).

 

 

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объекты исследования

В качестве удобного объекта для изучения влияния стрессовых факторов на организм были выбраны крысы. Крысы являются основными модельными организмами в исследованиях стресса и нейроповедения. В нашей работе стрессовым фактором выступали умеренная физическая нагрузка и гиподинамия- обездвиживание животных.

 Исследования проводили в виварии КГМУ на самцах и самках крыс. Крыс содержали по 2-4 особи в пластиковых клетках при естественном освещении и оптимальной температуре примерно в 20-22 С, относительной влажностью воздуха 40-60%, световом режиме 12:12, со свободным доступом к воде и пище, кормили брикетированными комбикормами.

В исследуемые группы вошли крысы с известной датой рождения, без видимых мутаций. Всего было исследовано 88 крыс- 34 половозрелые самки массой 20-300г и 54 половозрелых самца маcсой 380-470г.

Для сравнения полученных результатов исследования стрессовых факторов на изменение экспрессии генов серотонинэргической системы в исследуемой выборке, использовали контрольную группу. В контрольную группу, состоящую и из самок, и из самцов крыс проживающие в виварие КГМУ вошла 21 крыса. Все респонденты были физиологически и психически здоровы, без видимых мутаций. В качестве материала использовалась лимфоцитарная фракция периферической крови.

Методы исследования

Эксперимент проводился в несколько этапов. В начале эксперимента крысы были поделены на несколько групп. Далее было осуществлено замерение показателей крыс- их вес, их мечение водоустойчивой краской. После чего было осуществлена основная работа- физическая нагрузка и выполнение стресс теста. В конце эксперимента был произведен забор крови для измерения изменения экспрессии генов серотонинэргической системы.