Влияние никотина на активность основных карбоксипептидаз в отделах мозга и надпочечниках крыс

Результаты исследования активности КПН в отделах мозга и надпочечниках самцов крыс при введении никотина в дозе 1 мг на кг массы представлены на рис.1. Активность фермента снижалась примерно на 40-45% по сравнению с контрольными животными в стриатуме через 0,5 ч после инъекции, в гипофизе через 4 ч, в обонятельном мозге и гипоталамусе через 24 ч и в четверохолмии через 72 ч. Через 0,5 и 4 ч после инъекции активность исследуемой карбоксипептидазы в гиппокампе по сравнению с контрольными самцами была ниже примерно на 30-35%. В продолговатом мозге наблюдалось снижение активности фермента через 4 ч на 45% и через 72 ч на 35%. В надпочечниках активность КПН снижалась относительно контроля через 0,5 ч на 50%, через 4 ч на 90%, а через 72 ч повышалась на 45%.

Дисперсионный анализ показал отсутствие влияния времени на активность КПН при введении никотина в гипофизе, гипоталамусе, стриатуме, четверохолмии, обонятельном и продолговатом мозге (таблица 1). В гиппокампе активность фермента повышается через 4 ч, затем через 24 ч снижается, но остается повышенной по сравнению с 0,5 ч; через 72 ч активность КПН остается повышенной по сравнению с уровнем 0,5 ч, но не отличается от 4 ч и 24 ч. В надпочечниках наблюдается U-образная динамика изменения активности фермента: снижение активности через 4 ч после инъекции, повышение через 24 ч до уровня 0,5 ч с дальнейшим повышением активности через 72 ч.

Данные об изменении активности ФМСФ-КП при введении никотина в дозе 1 мг/кг представлены на рис.2. В гипофизе активность фермента снижалась по сравнению с контрольной группой через 0,5 ч в 20 раз, через 4 ч в 15 раз, через 24 ч в 5 раз, а через 72 ч наблюдалось двукратное повышение активности. В обонятельном и продолговатом мозге наблюдалось снижение активности ФМСФ-КП через 4 ч на 30% по отношению к контрольным животным. Никотин вызывал снижение активности данной карбоксипептидазы в гиппокампе на 45% через 0,5 ч после инъекции. В надпочечниках активность ФМСФ-КП снижалась примерно на 65% по сравнению с контрольной группой через 0,5 ч и 4 ч после инъекции. Снижение активности исследуемой карбоксипептидазы после введения никотина происходило в гипоталамусе спустя 72 ч. Активность фермента снижалась в стриатуме на 35-40% через 0,5 ч и 4 ч, затем повышалась на 30% через сутки после введения никотина. В четверохолмии никотин не оказывал влияния на активность исследуемого фермента во все исследованные временные интервалы.

Достоверная зависимость активности ФМСФ-КП от времени после введения никотина наблюдалась в четверохолмии, гипоталамусе и надпочечниках (таблица 2). В четверохолмии наблюдается снижение активности ФМСФ-КП лишь спустя сутки после инъекции по сравнению с 0,5 и 4 ч, с сохранением пониженного уровня активности фермента по прошествии трех суток. В гипоталамусе активность исследуемой карбоксипептидазы повышалась через 4 ч, возвращаясь к уровню 0,5 ч спустя сутки после введения никотина. В надпочечниках время после инъекции достоверно влияло на активность ФМСФ-КП: активность плавно повышалась к 24 ч и оставалась повышенной через 72 ч. Достоверной зависимости активности ФМСФ-КП от времени после введении никотина в остальных отделах нервной системы самцов крыс не обнаружено.

Таким образом, введение никотина вызывает повышение активности КПН в надпочечниках через 72 ч после инъекции; активность ФМСФ_КП при действии повышается в гипофизе через 72 ч, а в стриатуме через 24 (рис.1-2). Повышение активности ферментов процессинга нейропептидов в гипофизе, стриатуме и надпочечниках через сутки и трое суток после введения никотина согласуется результатами исследований, в которых показана двухфазность действия никотина на нервную систему - первоначальное угнетение функций с последующим возбуждением [1, 2], что сопровождается фазностью изменения уровня многих нейропептидов [10, 11, 12]. Значительное снижение активности исследуемых карбоксипептидаз через 0,5 ч и 4 ч после инъекции никотина с последующим повышением активности через 24 ч (в стриатуме) и 72 ч (в гипофизе и надпочечниках) может быть одним из механизмов, участвующих в проявлении двухфазного действия никотина, что подтверждается также U-образной динамикой изменения активности ферментов по данным анализа Шеффе.

Наиболее выраженное влияние никотина на активность обоих исследуемых ферментов наблюдалось в гипофизе (рис.1-2), отделе, синтезирующем ряд гормонов, в том числе лютеинизирующий (ЛГ) и фолликулостимулирующий (ФСГ) гормоны [18]. Повышение концентрации агонистов н-ХР в мозге при парентеральном введении никотина, по-видимому, в первую очередь затрагивает гипофиз и надпочечники. Есть данные об участии н-холинергической системы в контроле тонической секреции гонадотропинов у самок [6]. Изменение активности исследуемых карбоксипептидаз в гипофизе крыс согласуется с изменением секреции ФСГ в присутствии никотина [6]. Возможно, что изменение активности исследуемых ферментов, которые участвуют в процессинге предшественников гонадотропных гормонов гипофиза, является одним из механизмов снижения синтеза и секреции ЛГ и ФСГ никотином.

Известно, что гонадотропин-рилизинг-фактор (ГнРФ) синтезируется в виде высокомолекулярного предшественника - препрогонадотропин-рилизинг-фактора (препроГнРФ) [18]. Последний состоит из сигнального пептида (23 аминокислотных остатка), ГнРФ (10 аминокислотных остатка), остатка глицина, сайта процессинга из двух аминокислотных остатка - Lys-Arg и гонадолиберин-ассоциированного пептида (56 аминокислотных остатка). В ходе посттрансляционной модификации происходит отщепление сигнального пептида, а также разделение ГнРФ и гонадолиберин-ассоциированного пептида в сайте процессинга [19, 20]. Субстратная специфичность обеих исследуемых карбоксипептидаз позволяет предположить их участие в процессинге препроГнРФ. Поскольку никотин снижает синтез и секрецию ГнРФ [6], то снижение активности КПН и ФМСФ-ингибируемой КП в гипоталамусе крыс может являться одним из способов регуляции ГнРФ н-холинреактивными нейронами.

Полученные в работе данные позволяют предположить, что вызванные введением никотина изменения в активности основных карбоксипептидаз являются одним из факторов, обуславливающих изменения в уровне регуляторных пептидов.

Список литературы