Диссертация (1144749), страница 21
Текст из файла (страница 21)
При недостатке витаминовгруппы В или избыточном образовании ГЦ в организме происходит его спонтанное окислениев более стабильные сульфосоединения (в основном в гомоцистеиновую кислоту), которыев силу стерической аналогии с глутаминовой кислотой проявляют сильное токсическоедействие на ионотропные и метаботропные рецепторы глутамата [Ziemińska E., Stafiej A.,Łazarewicz J. W., 2003; Болдырев А. А., 2009]. ГЦ также реметилируется с образованиемL-метионина или вступает в реакции транссульфирования с превращением в L-цистеин(рисунок 1.9).83Рисунок 1.9 – Цикл трансформаций фолатов, L-метионина и L-гомоцистеинаДругим механизмом токсичности ГЦ является генерация АФК, инициируемая егоаутоокислением в присутствии кислорода и ионов металлов с переменной валентностью[Perna A.
F. et al., 2003]. Образующиеся пероксид водорода и супероксиданион-радикалстимулируют процессы перекисного окисления липидов и снижают биодоступность оксидаазота [Upchurch G. R. Jr. et al., 1997]. Последнее обусловлено, в первую очередь, образованиемпероксинитрита вследствие ингибирования активности супероксиддисмутазы и образованияпри взаимодействии оксида азота и супероксида высокотоксичного продукта – пероксинитрита[Upchurch G. R. Jr. et al., 1997; Hooijmans C. R., Blom H.
J., 2009]. При повышении содержанияГЦ некоторые исследователи отмечают подавление экспрессии глутатионпероксидазыи супероксиддисмутазы, что может усиливать токсический эффект свободных радикаловв структурах мозга [Bayadas G. et al., 2006]. Известно, что ГЦ обладает способностьюэффективнее других аминотиолов, при переходе в форму дисульфида или связываясьсэндогеннымитиолами,отдаватьэлектроныкислороду,превращаяпоследнийв супероксиданион. Супероксиданион уже непосредственно участвует в процессах перекисногоокислениялипидов.Врезультатепроисходитусиленноеобразованиепродуктовсвободнорадикального метаболизма [Жлоба А.
А., Никитина В. В., 2004]. Ряд исследователейотмечает, что при возрастании уровня ГЦ наблюдается увеличение содержание малонового84диальдегида, карбонильных производных и диеновых коньюгатов в плазме крови крыси кроликов [Yalçinkaya-Demirsöz S. et al., 2009; Vanzin C. S. et al., 2011], повышение уровнямалонового диальдегида и супероксиданиона в гиппокампе крыс [Ataie A.
et al., 2010]. В другихработах было показано, что после хронического 22-дневного введения ГЦ через часпосле последней инъекции происходит повышение уровня перекисного окисления липидови снижение общей антиокислительной активности в сердце крыс. Однако данный эффектисчезает через 12 ч [Kolling J.
et al., 2011]. Исследования, проведенные на культурах клетокпечени и микроглии, показали, что как ГЦ, так и S-аденозилметионин вызывают поврежденияДНК. Установлены различия в механизмах повреждающего действия этих соединенийна нуклеиновые кислоты, а также показано, что S-аденозилметионин непосредственнодействует на ДНК, тогда как действие ГЦ происходит опосредованно с участием продуктов,образующихся при активации перекисного окисления липидов [Liu C. C. et al., 2009].ГЦ и гомоцистеновая кислота относятся к известным факторам риска развития сердечнососудистых и нейродегенеративных заболеваний, и высокий уровень содержания этихсоединений в периферической крови (ГГЦ) является опасным проявлением дизрегуляцииметаболизма, оказывающим особо разрушительное действие на развивающийся организм[Bayadas G. et al., 2007; Махро А.
В. и соавт., 2008]. Однако механизм повышения содержанияэтих опасных эндогенных ксенобиотиков в крови пока остается недостаточно изученным,в связи с чем исследователи используют различные экспериментальные модели для изучениявлияния ГГЦ на физиологические и биохимические показатели структур мозга.ЭкспериментальнаяГГЦявляетсянаиболеераспространенныминструментомисследования механизмов нейротоксичности ГЦ.
В ранних работах ГГЦ индуцировали путемвведения животным производных ГЦ, в частности S–аденозил–L–гомоцистеина [Fonlupt P.,1979]. Впоследствии было установлено, что ГЦ, образуемый в процессе метаболизмаL-метионина, может достигать высокого уровня в компартментах клетки, недоступныхдля экзогенного ГЦ [Sauls D. L. et al., 2007]. Поэтому внутриклеточный уровень метаболическигенерируемого ГЦ в различных органах, в том числе и в нервной системе, может значительнопревышать его содержание при экзогенном введении ГЦ, даже несмотря на повышенныйуровень ГЦ в крови.
По этой причине в последующем стали широко применятьсяэкспериментальные модели ГГЦ, основанные на хроническом введении животным L-метионина(метиониновая нагрузка).Наиболее распространенным способом метиониновой нагрузки является потреблениеживотными в хроническом эксперименте L-метионина с питьевой водой. При использованииэтой модели ГГЦ был получен ряд интересных данных, раскрывающих молекулярныемеханизмы нейротоксичности ГЦ. Так, было установлено, что ГГЦ вызывает повышение85чувствительности нервных клеток к эксайттоксическому окислительному повреждению in vivoи in vitro [Streck E.
L. et al., 2003; Bayadas G. et al., 2006; Boldyrev A., 2010]. По другим данным,у крыс, находящихся на диете с высоким потреблением L-метионина, снижено содержание5-ОТ и ДА в коре головного мозга [Gao L. et al., 2012]. После интраперитонеального введениясамцам мышей ГЦ в дозе 0,5-1.0 г/кг (1 раз/день, 36 дней) наблюдалось повышение в стриатумев среднем на 30% уровня ГЦ, а также достоверное снижение уровня 3,4-ДОФУК и ГВК в этойструктуре (но не в коре и гиппокампе), а также снижение уровня иммунореактивностик тирозингидроксилазе в черной субстанции [Lee E.-S. Y.
et al., 2005]. Через 19 днейпосле однократного интранигрального введения ГЦ (0,25-1,00 мкМ) самцам крыс в стриатуменаблюдалось снижение уровня ДА, 3,4-ДОФУК и ГВК, которое при введении ГЦ в дозе 1 мкМсопровождалось уменьшением числа иммуноположительных к тирозингидроксилазе нейроновв стриатуме и черной субстанции [Chandra G.
et al., 2006]. При этом уровень 5-ОТ и 5-ОИУКв стриатуме не претерпевал значительных изменений. Введение ГЦ (1 мкМ) в дорсальное ядротакже не приводило к изменению содержания 5-ОТ, НА и ДА в стриатуме, черной субстанции,гипоталамусе, мозжечке, коре мозга и спинном мозге.
Продолжительное потреблениеL-метионина с пищей (стандартное питание с добавлением 1,7% L-метионина в течение шестинедель) вызывыло у крыс повышение уровня ГЦ в крови (около 5,0 мкМ) по сравнениюс контролем (около 3,2 мкМ), сопровождающееся снижением уровня ДА и 3,4-ДОФУК, 5-ОТи 5-ОИУК в медиальной зоне префронтальной коры, а также уровня 3,4-ДОФУК и 5-ОИУКв гиппокампе [Gao L. et al., 2012].Другие исследователи, используя модель ГГЦ, вызванную диетой с дефицитом фолиевойкислоты, также отмечали изменения метаболизма моноаминов и снижение содержанияглутатиона в мозге животных [Kronenberg G.
et al., 2008]. У больных, страдающихнейропсихическими заболеваниями, обнаружено снижение уровней 5-ОИУК, ГВК и 3-метокси4-гидроксифенилгликоля в спинномозговой жидкости [Bottiglieri T. et al., 2000]. У самок крыс,находившихся в течение 38 дней на диете с отсутствием фолиевой кислоты, наблюдалосьзначительное повышение уровня ГЦ в крови (125 мкМ) по сравнению с контролем (9 мкМ).Изучение уровней биогенных аминов (НА, ДА и 5-ОТ) и их метаболитов (ванилилминдальнаякислота и 3-метокси-4-гидроксифенилгликоль, 3,4-ДОФУК и ГВК, 5-ОИУК) в гипоталамусеи хвостатых ядрах стриатума (каудатных ядрах) таких животных выявило только снижениесодержания ДА и его метаболитов 3,4-ДОФУК и ГВК в каудатных ядрах и снижениеотношения 5-ОИУК/5-ОТ в гипоталамусе [Gospe S.
M. Jr. et al., 1995].Изменение содержания биогенных аминов и их метаболитов в структурах мозгапод влиянием повышенного уровня ГЦ в крови может объясняться тремя возможнымимеханизмами нейротоксического действия ГГЦ: окислительным стрессом, гиперстимуляцией86NMDA-рецепторов глутаминовой кислоты и апоптозом. В настоящее время еще не найденответ на вопрос, каким из этих механизмов в большей степени осуществляется воздействие ГЦна моноаминергические системы мозга. Открытым также остается вопрос и о том, какаястепень повышения уровня ГЦ в мозге обусловливает проявление его нейротоксическихсвойств [Troen A. M., 2005].
В норме уровень ГЦ в цереброспинальной жидкости человека(0,28-0,66 мкМ) [Hyland K., Bottiglieri T., 1992] и в ткани мозга крыс (0,76 мкМ/кг) [Ueland P. M.et al., 1984] на порядок ниже, чем в плазме крови (6,04-16,20 мкМ) [Troen A. M., 2005]. Четкиеже нейротоксические эффекты ГЦ in vitro и ex vivo проявляются только в концентрациях около100 мкМ, что гораздо выше, чем повышение ГЦ в плазме крови на уровне десятков микромоль,достаточное для развития ГГЦ [Troen A.
M., 2005]. Тем более повышение уровня ГЦв цереброспинальной жидкости и ткани мозга при ГГЦ в среднем не может достигать такихвеличин. Вместе с тем не может быть исключено локальное повышение уровня ГЦ в синапсахиливнеклеточномпространствевусловияхметаболическогострессавплотьдо нейротоксических концентраций.УмеренноеповышениеуровняГЦ,возможно,неявляетсятоксичнымдля дофаминергических нейронов, однако ксенобиотик может снижать порог чувствительностиэтих нейронов к другим токсическим агентам или оказывать токсическое действие на ужеповрежденные нейроны [Kruman I.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
