Активность исследуемых ферментов обмена нейропептидов - КПН, ФМСФ-ингибируемой КП и АПФ - в мозге, надпочечниках и семенниках крыс определялась через 0,5 часа, 4 часа, 24 часа, 72 часа и 10 суток после инстилляции лей-энкефалин-арг в дозе 20 мкг/кг веса животного. Сравнение уровня активности ферментов при введении лей-энкефалин-арг проводилось относительно интактной группы животных (контроль). Полученные данные представлены в таблице 3 (приложение).
3.3.1. Активность КПН в головном мозге, надпочечниках и семенниках крыс при введении лей-энкефалин-арг.
При введении лей-энкефалин-арг во всех исследованных отделах мозга и тканях наблюдалось повышение активности КПН относительно контрольной группы животных (табл.3, рис.4). Наиболее выраженные изменения активности фермента обнаружены в гипофизе, стриатуме и надпочечниках. Статистически достоверные изменения активности КПН в исследованных отделах мозга и периферических тканях отмечены уже через 0,5 часа после введения лей-энкефалин-арг. Кроме того, показано достаточно длительное действие исследуемого пропептида, что проявлялось повышением активности КПН до 72 часов после введения предшественника в отделах и тканях, связанных с образованием и секрецией биологически активных пептидов. Так в гипофизе активность фермента была выше соответствующих показателей контрольной группы животных через 0,5, 4, 24 и 72 часа на 152, 111, 64 и 78%, соответственно, p<0,001. Через 10 суток достоверных изменений не обнаружено. Сходная динамика изменения активности КПН обнаружена в среднем мозге, гипоталамусе, гиппокампе и больших полушариях, однако в них изменения носили менее выраженный характер. Максимальное повышение активности фермента отмечено также через 0,5 часа, затем активность КПН плавно снижалась. Через 10 суток статистически достоверных изменений обнаружено не было. В стриатуме, отделе, где синтезируются многие нейропептиды [62, 156, 221], изменения носили более выраженный характер, чем в других исследуемых отделах мозга и несколько отличались от последних динамикой. Так, активность КПН в них превышала соответствующие показатели группы контрольных животных через 0,5часа на 139%, p<0,001, через 4 часа активность снижалась (+56%, p<0,001), а через 24 и 72 часа отмечен всплеск активности КПН (+72%, p<0,001).
Сходная со стриатумом динамика изменения активности КПН показана в надпочечниках, органе связанном преимущественно с образованием энкефалинов, однако повышение активности КПН относительно контрольной группы животных было более выраженным. Активность фермента превышала контрольные показатели на 150, 100,130 и 80%, p<0,001, через 0,5, 4, 24 и 72 часа соответственно. В семенниках активность КПН была выше показателей контрольной группы животных на протяжении всех исследуемых промежутков времени и превышала их в 1,8-2 раза.
Таким образом, введение лей-энкефалин-арг вызывает в целом сходный характер изменения активности КПН: повышение через 0,5 часа и дальнейшее снижение с незначительными колебаниями, что свидетельствует о включении данного фермента в ответную реакцию организма на введение предшественника энкефалина.
3.3.2. Активность ФМСФ - ингибируемой КП в головном мозге, надпочечниках и семенниках крыс при введении лей-энкефалин-арг
При введении лей-энкефалин-арг во всех исследуемых отделах мозга и надпочечниках наблюдалось достоверное повышение активности ФМСФ-ингибируемой КП по сравнению с показателями контрольной группы (табл.3, рис.5). Наиболее выраженные изменения активности фермента обнаружены в надпочечниках и гипоталамусе. В семенниках активность ФМСФ-ингибируемой КП была ниже соответствующих контрольных показателей. Сходная динамика изменения активности фермента выявлена в гипофизе, среднем мозге, гипоталамусе, стриатуме и надпочечниках. В гиппокампе, больших полушариях и семенниках изменения носили несколько иной характер.
Максимальное повышение активности ФМСФ-ингибируемой КП отмечено через 0,5 часа после введения лей-энкефалин-арг. Наиболее выраженное повышение активности фермента показано в надпочечниках, где активность ФМСФ-ингибируемой КП превышала показатели контрольной группы животных на 184%, p<0,001. Затем в порядке убывания исследуемые отделы располагаются следующим образом: гипоталамус (+130%, p<0,001), гиппокамп (+109%, p<0,001), в гипофизе и среднем мозге активность ФМСФ-ингибируемой КП превышала контрольные показатели в 2 раза, p<0,001, в стриатуме на 88%, p<0,001, в больших полушариях на 46%, p<0,001. Через 4 часа статистически достоверное повышение активности зарегистрировано только в надпочечниках (+140%, p<0,001), среднем мозге (+74%, p<0,01), гипоталамусе (+52%, p<0,01), гипофизе (+37,5%, p<0,01) и стриатуме (+29%, p<0,01). Через 24 часа повышения активности ФМСФ-ингибируемой КП по сравнению с контрольными показателями обнаружено не было. Через 72 часа повышенная по сравнению с контролем активность фермента отмечена в гипофизе (+38%, p<0,05)
Таким образом, можно выделить следующие закономерности во влиянии лей-энкефалин-арг на активность ФМСФ – ингибируемой карбоксипептидазы: повышение активности фермента практически во всех отделах мозга и надпочечниках через 0,5 и 4часа и дальнейшее снижение ее. Наиболее существенное и длительное повышение активности фермента при введении лей-энкефалин-арг обнаружено в отделах, связанных с синтезом и секрецией регуляторных пептидов. Показанная динамика изменения активности фермента сходна с таковой КПН, что свидетельствует о включении ФМСФ-ингибируемой КП, наряду с КПН, в ответную реакцию организма на введение предшественника лей-энкефалина.
3.3.3. Активность АПФ в головном мозге, надпочечниках и семенниках крыс при введении лей-энкефалин-арг
При однократной инстилляции лей-энкефалин-арг статистически достоверные отклонения в активности АПФ обнаружены в гипофизе, стриатуме и семенниках (табл.3, рис.6). В других отделах мозга и надпочечниках статистически значимых изменений активности фермента не отмечено.
Активность фермента в семенниках, гипоталамусе, стриатуме и гипофизе и через 0,5 часа после введения лей-энкефалин-арг превышала показатели контрольной группы животных на 116, 83, 63 и 56% соответственно, p<0,001. Активность АПФ через 4, 24, 72 и 240 часов в стриатуме и гипофизе практически не отличалась от показателей интактной группы животных.
В семенниках отмечено более длительное влияние лей-энкефалин-арг на активность АПФ, здесь она превышала контрольные значения через 4 и 24 часа на 47%, p<0,01 и 26%, p<0,05 соответственно. Через 72 часа изменения уже не носили статистически достоверного характера.
Таким образом, динамика изменения активности АПФ при введении лей-энкефалин-арг несколько отличается от таковой для КПН и ФМСФ-ингибируемой КП, как в отделах мозга, так и в периферических тканях. Что свидетельствует о специфической роли АПФ, в исследованных регионах. Показанное существенное и достаточно длительное повышение активности АПФ в семенниках при однократной инстилляции лей-энкефалин-арг, вероятно, свидетельствует о включении данного фермента в процессы синтеза биологически активных пептидов в данной ткани.
Сравнение уровня активности исследуемых пептид-гидролаз показывает наличие ряда сходных черт в динамике изменения активности ферментов. Так КПН и ФМСФ-ингибируемая КП практически во всех исследованных отделах мозга и тканях, а также АПФ в гипофизе, стриатуме и семенниках характеризуются достоверным повышением активности через 0,5 и 4 часа. Наиболее выраженный характер изменения носили в тех отделах мозга и органах, которые характеризуются повышенным содержанием таких регуляторных пептидов как ПВДС, энкефалины, вещество Р [156]. Увеличение активности исследуемых ферментов при введении лей-энкефалин-арг показано также в отделах синтезирующих нейропептиды. Полученные данные, свидетельствуют о включении КПН, ФМСФ-ингибируемой КП и АПФ в ответ организма на введение предшественника лей-энкефалина.
3.4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛЕЙ-ЭНКЕФАЛИН-АРГ НА АКТИВНОСТЬ КПН, ФМСФ-ИНГИБИРУЕМОЙ КП И АПФ IN VITRO
Согласно литературным данным активность КПН in vitro ингибируется такими нейропептидами, как энкефалины, вазопрессин, вещество Р, окситоцин [207]. Подобное действие оказывают опиоидные пептиды и b-липотропин на активность АПФ [160].
Особый интерес для выяснения механизмов действия экзогенно-введенного лей-энкефалин-арг представляет исследование in vitro влияния предшественника лей-энкефалина на активность КПН, ФМСФ-ингибируемой КП и АПФ. Полученные данные представлены в таблице 3.
В опытах in vitro на изолированных надпочечниках, гипофизе и больших полушариях обнаружено, что добавление лей-энкефалин-арг в концентрации 2,4мМ, приводит к подавлению активности КПН и АПФ. Более выраженное подавление активности КПН и АПФ обнаружено в надпочечниках. Активность ФМСФ-ингибируемой КП в изолированных надпочечниках, гипофизе и больших полушариях in vitro практически не изменяется по сравнению с контрольными пробами.
Как было показано выше, в опытах in vivo активность ферментов при инстилляции пропептида повышалась. Обнаруженное несоответствие во влиянии лей-энкефалин-арг на активности изучаемых ферментов обмена регуляторных пептидов in vitro и in vivo показывает, что влияние предшественника лей-энкефалина на активность КПН, ФМСФ-ингибируемой КП и АПФ опосредовано.
3.5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛЕЙ-ЭНКЕФАЛИН-АРГ НА АКТИВНОСТЬ КПН, ФМСФ-ИНГИБИРУЕМОЙ КП И АПФ НА ФОНЕ ОСТРОГО ЭМОЦИОНАЛЬНО-БОЛЕВОГО СТРЕССА.
Известно, что коррекция последствий острых стресс-воздействий с использованием традиционных средств в большинстве случаев не достаточно эффективна. Наблюдаемая после воздействия стресса несоответствие процессов синтеза и секреции многих регуляторных пептидов, а также блокада их рецепторов продуктами метаболизма приводит к истощению нейрогуморальных систем [22, 106, 111, 176]. Одним из способов естественной профилактики повреждений, вызванных чрезмерной реакцией на действие экстремальных факторов, является активация эндогенной стресс-лимитирующей системы опиоидных пептидов за счет их экзогенного введения [116, 135]. Однако полифункциональность опиоидов, становится лимитирующим фактором для их применения при различных патологиях ЦНС. Известно, что введение извне энкефалинов, их предшественников и синтетических аналогов, устойчивых к действию пептидгидролаз, может в значительной мере ослабить или даже устранить патологические изменения в условиях разных видов стресс-воздействия [23, 69, 102]. При этом, особенности фармакологического действия энкефалинов зависят от их энзимоустойчивости и стабильности в крови, способности проникать через гемато-энцефалический барьер (ГЭБ).