Стоит отметить, что зависимость активности КПН от времени у самцов прослеживается только в гипофизе и надпочечниках, а у самок в гипофизе и гипоталамусе, причем она имеет сходный характер у самцов и самок в диэструсе и эструсе, где активность в подавляющем большинстве случаев повышалась через 0,5 часа после инъекции, понижалась к 4 часам, а к 18 часам, как правило, увеличивалась. При внутрибрюшинном введении физраствора динамика в изменении активности фермента была другой. Эти данные подтверждают представление о том, что острая алкогольная интоксикация приводит к активации многих пептидэргических систем, в частности, опиоидной [86, 88]. Стадия активации затем сменяется стадией, на которой активность КПН уменьшается, что, вероятно, способствует нормализации пептидэргических систем. Однако далее активность фермента вновь подвергается изменениям, что согласуется с данными о долговременном изменении уровня нейропептидов после алкогольной интоксикации.
После введения физраствора или этанола также обнаруживалась зависимость активности ФМСФ-КП от времени, причем характер этих изменений, по-видимому, определялся полом животного, стадией эстрального цикла, а также органом, в котором проводилось определение активности фермента. В отличие от КПН, сходства в изменении активности ФМСФ-КП у особей разного пола, а также у самок на разных стадиях эстрального цикла, было меньше. Это позволяет предположить, что, возможно, ФМСФ-КП принадлежит более важная роль в дифференцированной реакции пептидэргических систем на острую алкогольную интоксикацию на различных стадиях полового цикла и в зависимости от пола. Обнаружено также наличие зависимости активности КПМ от времени после воздействия у самок крыс. Интересно отметить, что у самцов активность этого фермента не зависела от времени, вероятно, этим также можно частично объяснить половые различия в течении и развитии алкогольной интоксикации.
В норме в ходе эстрального цикла отмечается изменение содержания различных биологически активных пептидов как в мозге, так и в периферических тканях [11, 141, 257,]. Очевидно, что изменение уровня регуляторных пептидов во многом связано с изменениями в функционировании ферментных систем, участвующих в их синтезе и деградации [28, 41]. Острая алкогольная интоксикация вызывает изменение уровня различных нейропептидов, в том числе гонадотропных, опиоидных, нейропептида Y, адренокортикотропина, ДСИП и др. [22, 102, 137, 158, 159]. Возможно, что изменение активности КПН, ФМСФ-КП и КПМ, которые участвуют в обмене нейропептидов, у крыс с острой алкогольной интоксикацией отражает один из механизмов опосредованного нарушения содержания регуляторных пептидов на разных стадиях эстрального цикла, а также играет роль в этиологии и патогенезе алкоголизма.
Наблюдающееся в некоторых тканях при острой алкогольной интоксикации различное и/или разнонаправленное изменение активности КПН, ФМСФ-КП и КПМ или изменение активности только одного из ферментов, может быть одной из причин нарушения соотношения уровня разных нейропептидов в этих отделах. В частности, имеются сведения об избирательном изменении содержания энкефалинов в разных регионах мозга: снижение содержания уровня мет-энкефалина в стриатуме, таламусе и продолговатом мозге при неизменном уровне лей-энкефалина и снижение уровня мет-энкефалина в коре головного мозга при алкогольной интоксикации [19, 243]. При длительной алкоголизации наблюдается нарушение в соотношении АКТГ/β-эндорфин [157].
В норме наблюдаются половые отличия активности КПН и ФМСФ-КП и в мозге, и в периферических тканях. Острая алкогольная интоксикация, зачастую по-разному изменяя активность изучаемых ферментов, приводит к нарушению этого соотношения. Так активность КПН и ФМСФ-КП в гипофизе выше у самок, однако после алкогольной интоксикации активности ферментов у особей разного пола выравниваются, либо у самцов активность КПН и ФМСФ-КП становится выше. Кроме того, в тех тканях, в которых не было половых отличий, они появляются после инъекции этанола.
Интересно также отметить, что в тех отделах, где не наблюдалось зависимости КПН, ФМСФ-КП и КПМ от стадии эстрального цикла, она появлялась после инъекции этанола. Известно, что алкогольная интоксикация изменяет содержание половых гормонов и нейропептидов, регулирующих их секрецию [2, 87, 98]. Известно также, что активность КПН и ФМСФ-КП зависит от половых гормонов [78, 79]. Таким образом, изменение активности ферментов у алкоголизированных особей и изменение их соотношения у самцов и самок, вероятно, отражает один из механизмов нарушения функционирования половой системы, а также может носить этиопатогенетический характер для синдромологии алкоголизма.
Интересно отметить, что после введения этанола в дозе 1 г/кг и 4 г/кг активность исследуемых ферментов на стадии проэструса была, как правило, ниже, чем в эструсе и диэструсе, хотя в норме чаще наблюдалось обратное соотношение активности, что также можно рассматривать как один из механизмов негативного влияния этанола на половую систему самок крыс. Вероятно, это связано с тем что в ходе эстрального цикла меняется уровень половых стероидных гормонов, которые могут оказывать влияние на активность КПН, ФМСФ-КП и, возможно, КПМ [78, 79, 183].
Для более полного понимания биологической роли ФМСФ-КП, которая является менее изученным ферментом, чем КПН и КПМ, мы провели корреляционный анализ (табл. 20, 21).
Таблица 20. Коэффициенты корреляции между активностью основных КП в тканях и отделах мозга самок крыс при острой алкогольной интоксикации (* - р<0,05, ** - р<0,01, *** - р<0,001).
| Ткань, отдел мозга | КПН и ФМСФ-КП | КПН и КПМ | ФМСФ-КП и КПМ |
| Гипофиз | 0,202* (115) | - | - |
| Гипоталамус | 0,472*** (137) | 0,310***(146) | 0,083 (137) |
| Стриатум | 0,518*** (142) | 0,005 (144) | 0,009 (138) |
| Надпочечники | -0,063 (133) | - | - |
| Яичники | 0,137 (114) | - | - |
Таблица 21. Коэффициенты корреляции между активностью основных КП в тканях и отделах мозга самцов крыс при острой алкогольной интоксикации (** - р<0,01).
| Ткань, отдел мозга | КПН и ФМСФ-КП | КПН и КПМ | ФМСФ-КП и КПМ |
| Гипофиз | 0,246 (46) | - | - |
| Гипоталамус | 0,254 (53) | 0,383** (55) | -0,05 (55) |
| Стриатум | 0,017 (53) | 0,377** (54) | -0,139(54) |
| Надпочечники | 0,003 (55) | - | - |
| Семенники | 0,192 (49) | - | - |
У самок отмечена высокая положительная корреляция между активностью КПН и ФМСФ-КП в гипофизе, гипоталамусе и стриатуме, но не в надпочечниках и яичниках. Это может быть связано с тем, что ФМСФ-КП, вероятно, выполняет разные функции в мозге и периферических тканях, например, в мозге вовлекается в процессинг, а в тканях в деградацию нейропептидов. Возможно также существование нескольких форм фермента, различающихся тканевой и региональной локализацией. Не исключено, что в мозге и тканях ФМСФ-КП представлена разными ферментами с близкими физико-химическими свойствами. Свойства ФМСФ-КП очень сходны со свойствами ЛКПА [204, 226]. Возможно, что ФМСФ-КП и ЛКПА являются изоферментами, которые отличаются тканевой и субклеточной локализацией. В этом случае представляется вероятным, что изофермент, преобладающий в нервной ткани, выполняет функции, отличные от изофермента, преобладающего в периферических тканях. Однако у самцов положительной корреляции между активностью КПН и ФМСФ-КП не обнаружено ни в одном из изученных отделов. Известно, что активность ферментов, вовлекающихся в обмен нейропептидов различна у самцов и самок [44, 129, 225]. Поэтому, возможно, что ФМСФ-КП по-разному функционирует у самцов и самок и/или вовлекается в разные процессы, связанные с ответом на острую алкогольную интоксикацию. Интересно отметить, что между КПН и КПМ обнаруживается статистически значимая положительная корреляция в гипоталамусе, а у самцов в гипоталамусе и стриатуме. Возможно, что изменение интенсивности биосинтеза нейропептидов под действием КПН влечет за собой соответствующее изменение скорости их инактивации и модификации при участии КПМ.
Весьма важным является вопрос о механизмах изменения активности основных карбоксипептидаз под влиянием внутрибрюшинного введения этанола. Ген КПH содержит достаточно большое количество регуляторных участков, которые отличаются у разных типов клеток, что позволяет предположить возможность различной регуляции экспрессии гена фермента в разных типах клеток и возможность регуляции экспрессии различными агентами [177, 188, 253], которыми могут быть как сам этанол, так и продукты его метаболизма. Аналогичные механизмы регуляции можно предположить для ФМСФ-КП и КПМ. Для КПН и ФМСФ-КП показана зависимость активности от стероидных гормонов [78, 79]. Возможно, что этанол, изменяя уровень тестостерона, прогестерона, эстрадиола, кортикостерона приводит к изменению интенсивности транскрипции мРНК данных ферментов.
Известно также, что острое введение этанола стимулирует активность аденилатциклазы в ЦНС и периферических органах, а также в культуре нервных клеток [237, 262] (предполагается, что в разных структурах мозга алкоголь может взаимодействовать с разными функциональными компонентами аденилатциклазной системы) [259]. Поэтому, не исключено, что во влиянии этанола на активность исследуемых карбоксипептидаз могут быть задействованы цАМФ-зависимые механизмы.
Острая алкогольная интоксикация вызывает усиленное высвобождение в синаптическую щель опиоидных пептидов, кроме того, этанол и/или его метаболиты также могут взаимодействовать с опиоидными рецепторами (в основном δ-типа) [88], что, вероятно, приводит к оккупации большей части опиоидных рецепторов, это, в свою очередь, может вызывать по механизму обратной связи изменение уровня биосинтеза соответствующих нейропептидов [92], в образовании которых принимают участие КПН и, возможно, ФМСФ-КП, а в деградации – КПМ. По-видимому, изменение активности изучаемых ферментов в данном случае может происходить на уровне транскрипции их генов.