Участие гамма-аминомасляной кислоты в механизмах обратной отрицательной связи гипоталамо-гипофизарно-семенникового комплекса

Известно, что гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) участвует в регуляции секреции многих аденогипофизарных гормонов [2, 9]. Кроме того, ГАМКергические механизмы могут вовлекаться в регуляцию тестостеронзавдсимого агрессивного [5] и полового [8] поведения. Значительное число работ свидетельствует, что ГАМК и ее рецепторы способны принимать участие в регуляции секрекции лютсдни-^-рлюнцсго гормона (ЛГ). Однако ее роль в этом! процессе не вполне ясна, так как. по данным разных авторов, ГАМК оказывает на выделение Л Г как ингибирующие, так и активирующие влияния [3, 12].

Еще меньше известно о роли ГАМК и ее рецепторов в регуляции секреции Л Г механизмом обратной отрицательной связи, изучение которого проводится на двусторонне кастрированных крысах [3]. Однако такая модель дает возможность исследовать лишь отдельное звено этого механизма, регулирующего гипоталамо-гипофи- зарно-семснниковый комплекс (ГГСК). Что же касается изучения нейрохимической регуляции целостной системы обратной отрицательной свя-

Исследования, описанные в настоящей работе, частично были проведены благодаря гранту № RAJ 000, полученному от Международного научного фонда. зи, то для этой цели более адекватным является использование односторонне кастрированных крыс. У таких животных компенсация недостаточности андрогенов обусловлена стимуляцией обратной отрицательной связи, а не введением экзогенных стероидов. Кроме того, уровень тестостерона в периферической крови более адекватно отражает состояние данного механизма, чем уровень гонадотропинов [7]. Однако роль ГАМК и ее рецепторов в регуляции целостного механизма обратной отрицательной связи ГГСК, насколько нам известно, совершенно не изучалась. Это и явилось целью настоящей работы.

Материалы и методы

' В опытах использовали ложнооперированных и односторонне кастрированных 3-месячных самцов крыс линии Вис- тар массой тела 200-220 г. Животные выращены в виварии Института цитологии и генетики СО РАН при естественном освещении, пищу и воду получали без ограничений.

Крыс оперировали под нембуталоьым наркозом (35 мг на 1 кг массы тела), удаляя левый семенник, и декапuтдровали через различное время после введения препаратов или соответствующего количества физиологического раствора. Лож- нооперированным животным делали только надрез (длиной 1 см) мошонки и накладывали шов.

Для повышения ь организме уровня ГАМК применяли ингибитор а-кет■отлутаpат-ГАМК-грансамдназы - аминоок- сиуксусную кислоту (ЛОУК, фирма “Sigma") в дозе 20 мг па

• кг массы тела животного. Для понижения уровня ГАМК вводили ингибитор глутаматдекарбоксилазы - тиосемикарба- зит (ТСК. фирма “Sigma”) в дозе 5 мг/кг. Возбуждение ГАМКд-рецепторов осуществляли с помощью мусцимола (фирма “Sigma “) в дозе 7 мкг/кг, а ГАМКд рецепторов — с помощью баклофена (фирма “Sigma”) в дозе 5 мг/кг. ГАМКд-рецепторы' блокировали метйодндом бикукуллина (фирма “Sigma”) в дозе 1,8 мг/кг. Дозы используемых препаратов, оказывающих какое-либо влияние на компенсаторное повышение в крови уровня тестостерона после гемикастрации и не влияющих на состояние и поведение животных, подбирали в предварительных опытах. Препараты растворяли г. физиологическом растворе и вводили внутрибрюшинно во время наибольшего снижения уровня тестостерона в периферической крови, вызванного удалением семенника. Контрольным животным в тех же условиях вводили аналогичные объемы физиологического раствора.

Тестостерон в плазме периферической крови определяли радиоиммунологическим методом, применяя высокоспецифическую антисыворотку и ³Н-тестостерон (фирма “Amer- sham”). Статистическую обработку результатов проводили с помощью /-критерия Стыодента с учетом неоднородности дисперсий в исследуемых группах.

Результаты и их обсуждение

Изучение участия ГАМК и ее рецепторов в механизмах обратной отрицательной связи ГГСК представляет известные трудности. Они обусловлены тем, что сезонные факторы и сезонные ритмы оказывают влияние не только на исходный уровень тестостерона в крови интактних животных, но и на его динамику после односторонней кастрации [1]. Летом, когда проводились основные исследования, содержание тестостерона в крови значительно выше, чем зимой, а компенсация пониженного в результате удаления семенника уровня тестостерона в крови происходит значительно быстрее. Однако даже в течение одного сезона можно наблюдать различия в скорости снижения уровня тестостерона в крови после гемикастрации, что приводит к необходимости проведения дополнительных контрольных экспериментов.

В наших опытах, проведенных в июле, уровень тестостерона, снизившийся более чем в 3 раза через 24 ч после односторонней кастрации, достоверно повышался до исходного через 48 ч после операции. Повышение в организме уровня ГАМК в результате введения АОУК на пике снижения в крови содержания мужского полового гормона отчетливо ингибировало компенсаторное его повышение (табл. 1).

Противоположные результаты были получены на фоне пониженного в организме содержания ГАМК. Оказалось, что снижение ее концентрации после введения ТСК сопровождается достоверным усилением компенсаторного повышения уровня тестостерона в крови, который через 48 ч после гемикастрации превысил более чем в

• раза исходный уровень. Повторные эксперименты в августе дали сходные результаты: снижение уровня ГАМК на фоне уменьшения в крови содержания мужского полового гормона через 12 ч после операции сопровождалось через 24 ч усилением компенсаторного подъема уровня тестостерона в периферической крови по сравнению с его уровнем у контрольных животных (см. табл. 1).

Таблица 1

Влияние изменения в организме содержания ГАМК на компенсаторное повышение уровня тестостерона в крови после односторонней кастрации

Примечание. Здесь и в табл. 2 и 3: одна звездочка — по сравнению с 0 ч, две — по сравнению с контролем в то же время.

Таблица 2

Влияние стимуляции ГАМКергичсских рецепторов на компенсаторное повышение уровня тестостерона в крови после односторонней кастрации

Табл иц а 3

Влияние блокады ГАМКд-рецепторов на компенсаторное повышение уровня тестостерона в крови после односторонней кастрации в зимний (А) и летний (Б) сезоны гола

Таким образом, ГАМК оказывает отчетливое ингибирующее влияние на механизм обратной отрицательной связи, регулирующий функцию ГГСК. Возникал вопрос о роли в этом процессе ГАМКергических рецепторов. Для его выяснения гемикастрированным крысам вводили препараты, активирующие рецепторы к ГАМК.

Введение мусцимола, возбуждающего ГАМКд- рецепторы, сопровождалось задержкой компенсаторного повышения уровня тестостерона в крови по сравнению с контрольными животными, причем такой эффект уже наблюдался после введения ничтожно малой (7 мкг/кг) дозы этого препарата (табл. 2).

Противоположный эффект был обнаружен после введения специфического блокатора ГАМКд- рецепторов бикукуллина. Повышение уровня тестостерона после его снижения в крови, вызванного односторонней кастрацией, значительно усиливалось. Такие результаты были получены как в зимний, так и в летний сезоны (табл. 3).

В отличие от возбуждения ГАМКд-рецепторов активация Б-типа рецепторов баклофеном сопровождалась усилением компенсаторного повышения уровня тестостерона в крови в 2 раза (см. табл. 2).

Таким образом, рецепторы к ГАМК влияют на механизм обратной отрицательной связи, регулирующий функцию ГГСК, однако характер действия разных типов рецепторов противоположный: в то время как возбуждение ГАМКд-рецепторов сопровождается угнетением, возбуждение ГАМК_Б-рецепторов приводит к усилению компенсаторного повышения уровня тестостерона в периферической крови после его снижения, вызванного односторонней кастрацией.

Поскольку в настоящей работе препараты вводили внутрибрюшинно, а все они хорошо проходят гематоэнцефалический барьер, нельзя сделать определенного заключения о локализации ГАМКергических рецепторов, связанных с регуляцией ГГСК. Помимо того, что ГАМК рассматривается как тормозный медиатор в центральной нервной системе, показано, что ГАМК играет роль нейротрансмиттера и в периферической нервной системе [6]. Кроме того, нельзя исключить прямого действия ГАМК на гонады, поскольку ГАМК обнаружена в половых железах, а большая плотность ее рецепторов — на мембранах клеток половых желез [4, 11]. Более того, относительно недавно выявлено, что ГАМК способна регулировать продукцию андрогенов в семенниках у крыс [10]. Поэтому только специальные эксперименты, в которых будет дифференцировано влияние возбуждения ГАМКергических механизмов головного мозга и периферии, помогут выяснить относительную роль рецепторов к ГАМК, расположенных в центральной и периферической нервной системе, в регуляции функции ГГСК механизмом обратной отрицательной связи.

В ы в о д ы

1. Увеличение содержания ГАМК в организме сопровождается угнетением, а ее снижение — усилением компенсаторного повышения уровня тестостерона в периферической крови после односторонней кастрации.
2. Возбуждение ГАМКд-рецепторов приводит к угнетению, а возбуждение ГАМК_Г)-рецспторов - к усилению компенсаторного повышения уровня тестостерона в периферической крови после его снижения, вызванного гемикастрацией.
3. ГАМКергические механизмы способны принимать участие в регуляции функции ГГСК механизмом обратной отрицательной связи.