Диссертация (Влияние синтетических ноотропных средств на активность металлозависимых протеиназ)

1Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования «Тверская государственная сельскохозяйственнаяакадемия»На правах рукописиГамзин Сергей СергеевичВЛИЯНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ НООТРОПНЫХ СРЕДСТВ НААКТИВНОСТЬ МЕТАЛЛОЗАВИСИМЫХ ПРОТЕИНАЗ03.01.04 – биохимияДиссертацияна соискание ученой степеникандидата биологических наукНаучный руководитель:д.б.н., профессорАлексеева Л.В.Тверь-20162СОДЕРЖАНИЕСписок сокращений ..............................................................................................

4Введение ................................................................................................................. 5Глава 1. Обзор литературы ................................................................................... 111.1.Синтетические ноотропные препараты ................................................. 111.1.1. Общие сведения о лекарственных средствах с ноотропнойактивностью .......................................................................................... 111.1.2.

Потенциальные механизмы реализации ноотропных эффектов ..... 131.1.3. Представители синтетических ноотропных препаратов .................. 141.2.Металлозависимые протеиназы ............................................................. 22Глава 2. Материалы и методы исследования ..................................................... 282.1.Материалы исследования........................................................................ 282.2.Методыопределения активности металлозависимых протеиназ .......

31Глава 3. Результаты исследования ...................................................................... 343.1.Активность карбоксипептидазы Е в тканях крыс при введениисинтетических ноотропных препаратов ................................................ 343.1.1. Активность карбоксипептидазы Е при введении пирацетама ......... 343.1.2.

Активность карбоксипептидазы Е при введении ноопепта ............. 373.1.3. Активность карбоксипептидазы Е при введении фенотропила ...... 403.2.Активность пептидил-дипептидазы А в тканях крыс при введениисинтетических ноотропных препаратов ................................................ 433.2.1. Активность пептидил-дипептидазы А при введении пирацетама ..................................................................................................................

433.2.2. Активность пептидил-дипептидазы А при введении ноопепта ...... 463.2.3. Активностьпептидил-дипептидазыАпривведениифенотропила .......................................................................................... 493.3.Активность пептидил-дипептидазы А в сыворотке крови привведении синтетических ноотропных препаратов ............................... 5233.4.Активность лизин-карбоксипептидазы в сыворотке крови привведении синтетических ноотропных препаратов ...............................

54Глава 4. Обсуждение результатов ....................................................................... 56Выводы ................................................................................................................... 82Практические рекомендации ............................................................................... 85Заключение ............................................................................................................ 86Список литературы ............................................................................................... 90Приложение .........................................................................................................

1224СПИСОК СОКРАЩЕНИЙАКТГ – адренокортикотропный гормонАПМЯК – аминопропилмеркаптоянтарная кислотаГАМК – γ-аминомасляная кислотаКПE – карбоксипептидаза ЕЛКП – лизинкарбоксипептидазаПДПА – пептидил-дипептидаза АПХМБ – p-хлормеркурийбензоатПХФС – p-хлормеркурийфенилсульфонатТРИС – трис(гидроксиметил)аминометан (2-амино-2-гидроксиметил-пропан1,3-диол)ЦНС – центральная нервная системаЭДТА – этилендиаминтетраацетат натрияЭДТУ – этилендиаминтетрауксусная кислотаAMPA – α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionicacidBDNF – brain-derived neurotrophic factorGEMSA – guanidino-ethyl-mercapto-succinic acid5-HT – 5-Hydroxytryptamine (серотонин)JNK – c-Jun N-terminal kinaseNGF – nerve growth factorNMDA –N-Methyl-D-aspartateSAPK – stress-activated protein kinaseSDF-1α – Stromal cell-derived factor-1α5ВВЕДЕНИЕТенденциипоследнихлетдемонстрируютнеуклонныйростраспространенности нейродегенеративных заболеваний, сопровождающихсянарушением когнитивных функций.

Данное обстоятельство стимулируетактивные разработку и изучение лекарственных препаратов, действиекоторых способно в той или иной мере скомпенсировать расстройстваподобного рода. Одним из классов таких препаратов выступают ноотроптыелекарственные средства,яркимипредставителямикоторыхявляютсяпирацетам (ноотропил), фенотропил, ноопепт.Ноотропные лекарственные средства – большая группа препаратов,способных оказывать стимулирующее действие на высшие интегративныефункциимозга,обладающихнейропротекторнымдействием,низкойтоксичностью, способных облегчать процессы запоминания и обучения,переключениемеждуразнымивидамидеятельности,улучшаютконцентрацию внимания, анализ ситуации и принятия решений, усиливаютмотивацию.

[23,38, 40, 42, 48].Одним из перспективных направлений современной фармакологииявляется разработка и изучение ноотропного действия синтетическихлекарственных средств на организм [11, 10, 46,62].Несмотрянаобширныеисследованиямеханизмовреализацииноотропного действия препаратов данной группы, к настоящему времени доконца они не раскрыты. Известно, что в организации когнитивнойдеятельности принимают участие ряд нейропептидов, поэтому изучениеактивности металлозависимых протеиназ, как ферментов, принимающихучастие в процессинге нейропептидов, на фоне действия синтетическихноотропов является актуальным.Учитываявовлеченностьинтеллектуальнойдостижениясовременнойнекоторыхпептидовдеятельности,пептидомики,показавшейорганизациюпроцессоввнеобходимыисследованиявлияния6синтетических ноотропов, при различных режимах их введения, наактивность металлозависимых протеиназ.Исследованиевлияниясинтетическихноотропныхсредствнаактивность металлозависимых протеиназ весьма актуально, таккакзатрагивает механизмы нейтрометаболической стимуляции.

Одним изнаправлений таких исследований может служить анализ активностиметаллокарбоксипептидаз при влиянии синтетических ноотропов, в условияходнократного и длительного режимах их введения, у крыс, что и явилосьцелью нашей работы.Цель – биохимическая оценка влияния синтетических ноотропов наактивность металлозависимых протеиназ у крыс, в условиях однократного идлительного режимах введения фармацевтических препаратов.Задачи работы:1.Изучитьвлияниесинтетическихноотропов(пирацетама(ноотропила), фенотропила, ноопепта) на активность карбоксипептидазы Е(КПЕ) у крыс в отделах мозга, надпочечниках.2.

Оценить влияние изучаемых фармацевтических препаратов наактивность пептидилдипептидазы А (ПДПА) у крыс в отделахмозга исыворотке крови.3. Провести исследования активности лизинкарбоксипептидазы (ЛКП)в сыворотке крови у крыс, а также в исследуемых группах на фоне введениясинтетическихноотропов(пирацетама(ноотропила),фенотропила,ноопепта).4. Выявить отделы головного мозга крыс, наиболее выраженнореагирующиенавведениеизучаемыхфармацевтическихпрепаратовизменениями активности исследуемых металлозависимых протеиназ.5. Установить общие тенденции изменений активности исследованныхметаллозависимых протеиназ при влиянии синтетических ноотропов на крыс.7Научная новизна исследования состоит в том, что впервые:– изучено влияние синтетических ноотропов (пирацетама (ноотропила),фенотропила, ноопепта) на активность карбоксипептидазы Е (КПЕ) у крыс вотделах мозга, надпочечниках и установлено, что среди отделов головногомозга крыс гипофиз ответил максимальным повышением активности КПЕпри однократном режиме введении фенотропила и при длительном режимевведения пирацетама;– исследовано влияние изучаемых фармацевтических препаратов наактивность пептидилдипептидазы А (ПДПА) у крыс в отделахмозга исыворотке крови и выявлено, что среди отделов головного мозга крысгипофиз ответил максимальным повышением активности ПДПА приоднократном режиме введении фенотропила и при длительном режимевведения пирацетама;–проведенаоценкавлиянияисследуемыхфармацевтическихпрепаратов на активность лизинкарбоксипептидазы (ЛКП) в сыворотке кровиу крыс и показано, что минимальная ее активность зарегистрирована в случаеоднократного введения пирацетама к 72 часам поле инъекции препарата,максимальная – в случае длительного действия ноопепта к 72 часам послезаключительной инъекции препарата;– выявлены отделы головного мозга, отвечающие максимальнымповышением активности металлозависимых протеиназ, на фоне введенияизучаемых фармацевтических препаратов у крыс (в первую очередьгипофиз);– установлены общие тенденции изменений активности исследованныхметаллозависимых протеиназ у крыс: достоверные отличия в условияхдлительного режима введения синтетических ноотропов (пирацетама(ноотропила), фенотропила, ноопепта), по сравнению с однократнымрежимом их введения.Теоретическая и практическая значимость работы.

Установленыизменения активности металлозависимых протеиназ у крыс в отделах8головного мозга и сыворотке крови для однократного и длительногорежимавведения синтетических ноотропов. Полученные данные могут бытьиспользованы биохимиками, фармакологами и другими специалистами,занимающимисяпроблемойнейрометаболическихизменениемизучениястимуляторовактивностинамеханизмоворганизм,влиянияпроявляющегосяметаллокарбоксипептидаз,связанныхспроцессингом нейропептидов, как сведения об их вовлеченности в процессыреализации фармакологических эффектов ноотропных препаратов.Определены закономерности динамики активности карбоксипептидазыЕ (КПЕ) у крыс в отделах мозга, надпочечниках, пептидил-дипептидазы А(ПДПА)укрысвотделахмозгаисывороткекрови,лизинкарбоксипептидазы (ЛКП) в сыворотке крови у крыс на фоне введениясинтетическихноотропов(пирацетама(ноотропила),фенотропила,ноопепта).

Приведенные сведения расширяют имеющиеся представления омеханизмах реализации нейрометаболических эффектов ноотропов послеоднократного их действия и в условиях длительного режима введения.Теоретическиеположения,сформулированныевработе,рядэкспериментальных результатов и предложенных методов включены впубликации и используются при чтении лекций и проведения лабораторнопрактических занятий по биохимии и физиологии животных.Методологияиметодыдиссертационногоисследования.Методологической основой исследования явились труды специалистов вобласти биохимии пептидергической системы, процессинга нейропептидов иферментов их обмена (на примере карбоксипептидазы Е – КПЕ, пептидилдипептидазыА,лизинкарбоксипептидазы–ЛКП),биохимиинейрометаболических стимуляторов (на примере пирацетама (ноотропила),фенотропила, ноопепта), необходимость научного обоснования взаимосвязейноотропногодействияфармацевтическихпрепаратовиактивностиметаллозависимых протеиназ, вовлеченных в его реализацию.