Роль ГАМК-А и ГАМК-Б-рецепторов головного мозга в механизме обратной отрицательной связи гипоталамо-гипофизарно- семенникового комплекса

Известно, что у-аминомасляная кислота (ГАМК) является основным ингибирующим медиатором в центральной нервной системе и вовлекается в регуляцию многих аденогипофизарных гормонов, среди которых лютеинизирующий гормон не является исключением [4, 6, 7, 10, 11]. ГАМК может также непосредственно участвовать в регуляции гормонов передней доли гипофиза, поскольку в наружном слое срединного возвышения расположены нервные сплетения ГАМК- ергических нервных окончаний, из которых ГАМК может секретироваться в портальный кровоток [12]. В то же время в аденогипофизе имеются ГаМк-А и ГАМК-Б-рецепторы [2, 10, 13].

До последнего времени роль ГАМК в регуляции функции целостного гипоталамо-гипофи- зарно-семенникового комплекса (ГГСК) по механизму обратной отрицательной связи, насколько нам известно, не изучалась. Имеются лишь скудные данные о влиянии ГАМК головного мозга на секрецию люлиберина и лютеинизирующего гормона у крыс с двусторонней кастрацией [5, 14].

Недавно нами на односторонне кастрированных крысах было установлено, что ГАМК-срги- ческие механизмы способны участвовать в регуляции компенсаторного повышения уровня тестостерона в периферической крови, вызванного удалением одного семенника [1]. Однако в этих опытах нельзя было дифференцировать роль в такой компенсации центральных и периферических ГАМК-ергических механизмов, поскольку агонисты и антагонисты ГАМ.К вводились внутрибрюшинно и могли действовать как на головной мозг, так и непосредственно на семенники. В настоящей работе с целью выяснения роли центральной ГАМК-ергической системы в механизмах регуляции ГГСК механизмом обратной отрицательной связи агонисты и антагонисты ГАМК вводили в боковой желудочек мозга.

Материалы и методы

В опытах использовали ложнооперированных и односторонне кастрированных крыс самцов линии Вистар массой 200-220 г. Животные выращены в виварии Института цито-

¹ Исследования, описанные в настоящей работе, частично были проведены благодаря гранту КАЮОО, полученному от Международного научного фонда. логин и генетики СО РАН при естественном освещении, пищу и воду получали без ограничений.

Крыс оперировали иод нембуталовым наркозом (35 мг/кг), удаляя левый семенник, и декапитировали через различные сроки после введения ГАМК-ергических препаратов или растворителя. У ложнооперированных животных делали только надрез мошонки длиной 1 см, на который затем накладывали шов.

Для повышения в головном мозге содержания ГАМК применяли ингибитор а-кетоглюкорат-ГАМК-трансаминазы - аминооксиуксусную кислоту (АОУК; “Sigm;i”) в дозе 120 мкг. Для понижения уровня ГАМК вводили ингибитор глутаматдекарбоксилазы — тиосемикарбазид (ТСК; “Sigma”)' в дозе 5 мкг. Возбуждение ГАМК-А-рецепторов головного мозга осуществляли с помощью внутрижелудочкового введения мусцимола (“Sigma”) в дозе 0,8 мкг, а ГАМК-Б-рецспторов - с помощью баклофена (“Sigma”) в дозе 5 мкг. ГАМК-А-рецеп- торы блокировали мегйодидом бикукуллина (“Sigma”) в дозе 1 мкг, а ГАМК-Б-рецепторы — с помощью 2-гидроксисакло- фена (“Research Biocliem. Inc.”) в дозе 15 мкг. Все препараты растворяли в физиологическом растворе, саклофеи предварительно растворяли в капле соляной кислоты (0,01и.). Препараты вводили в боковой желудочек головного мозга через предварительно вживленные микрокашоли в объеме 10 мкл растворителя по время наибольшего снижения в периферической крови уровня тестостерона, вызванного удалением семенника.

В предварительных опытах дозы препаратов подбирали таким образом, что, оказывая выраженное действие после внутрижелудочкового введения, они не влияли на компенсаторное повышение в крови уровня тестостерона после внутрибрюшинного введения. Тем самым создавалась возможность изучения ' избирательного влияния вводимых ГАМК- ергических препаратов на центральную нервную систему.

Тестостерон в плазме периферической крови определяли радиоиммунологическим методом, применяя высокоспецн- фическую антисыворотку и ■’Н-тестостерои (“Amersliam”). Статистическую обработку результатов проводили с помощью 7-критерия Стыодента с учетом неоднородности дисперсий в исследуемых группах.

Результаты и их обсуждение

Как и в предыдущих исследованиях [1], после удаления одного семенника уровень тестостероиа в плазме периферической крови резко (в 1,5-3 раза) снижался, причем время максимального снижения было короче в летний сезон. Введение на пике снижения в боковой желудочек головного мозга ингибитора ГАМК-трансаминазы - АОУК, повышающей содержание ГАМК в центральной нервной системе, сопровождалось в последующие часы достоверным ускорением компенсаторного повышения в крови уровня мужского полового гормона. В то же время блокада синтеза ГАМК в головном мозге с помощью ТСК существенно не влияла на динамику уровня тестостерона в крови после гемикастрации, хотя имела

Таблица 1

Влияние изменения содержания ГАМК в головном мозге на компенсаторное повышение уровня тестостерона в крови после гемикастрации

П р и м е ч а н и е. 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 возбуждения и торможения ГАМК-А-рсцепторов головного мозга на компенсаторное повышение уровня тестостерона в крови после гемикастрации

,                                  Таблица 3

Влияние возбуждения и торможения ГАМК-Б-рсцепторов головного мозга на компенсаторное повышение уровня тестостерона в крови после гемикаетрации

место отчетливая тенденция к задержке скорости компенсации (табл. 1). Эти данные свидетельствуют о вовлечении в регуляцию ГГСК механизмом обратной отрицательной связи ГАМК головного мозга.

Дальнейшие эксперименты показали, что возбуждение разных типов ГАМК-рецепторов оказывает противоположное влияние на компенсаторные механизмы повышения в крови уровня тестостерона у односторонне кастрированных животных. Установлено, что активация ГАМК- А-рецепторов мусцимолом сопровождается, как и внутрижелудочковое введение АОУК, увеличением компенсаторного повышения в крови уровня мужского полового гормона, пониженного гемикастрацией (табл. 2). Действие мусцимола на ГАМК-А-рецепторы является специфичным, поскольку избирательный антагонист ГАМК-А- рсцепторов бикукуллин действовал противоположным образом, блокируя компенсаторное повышение уровня тестостерона.

В отличие от ГАМК-А-рецепторов возбуждение ГАМК-Б-рсцепторов после введения баклофена приводило к торможению компенсаторного повышения уровня тестостерона в крови, сниженного односторонней кастрацией. В то же время введение антагониста ГАМК-Б-рецепто- ров саклофена ускоряло компенсаторное восстановление уровня мужского полового гормона в крови после его снижения, вызванного удалением семенника (табл. 3).

Следовательно, ГАМК головного мозга принимает участие в регуляции ГГСК механизмом обратной отрицательной связи. При этом, по-видимому, ГАМК оказывает регулирующее влияние и в зависимости от того, какой тип рецепторов активируется, ГАМК-А или ГАМК-Б, происходит активация или торможение компенсаторного повышения уровня мужского полового гормона.

Поскольку ГАМК считается одним из основных ингибирующих медиаторов головного мозга, результаты, свидетельствующие об усилении компенсаторного посткастрационного повышения уровня тестостерона в крови после повышения содержания в головном мозге ГАМК или возбуждения ГАМК-А-рецепторов, являются несколько неожиданными. Однако известно, что в центральной нервной системе ГАМК может действовать нс только как пост-, но и как пресинап- тический ингибирующий нейромедиатор. Активация пресинаптических рецепторов понижает выделение аминов, нейропептидов и гормонов [4, 8], а также самой ГаМк через ауторсцепторы [4, 8, 9]. Можно предположить, что в наших опытах ГАМК оказывала ингибирующее влияние на пресинаптические ауторецепторы ГАМК-А- типа [3, 8] и/или на нейроны, синтезирующие медиаторы, тормозящие ГГСК. Этим можно объяснить усиление компенсаторного повышения уровня тестостерона в крови после гемикастрации. Естественно, такое предположение нуждается в более прямых доказательствах.

Нужно отметить, что, помимо головного мозга, ГАМК может действовать на уровне аденогипофиза, в котором имеются ГАМК-А- и ГАМК- Б-рецепторы, участвующие в выделении гонадотропных гормонов, и в опытах с внутрижелудочковым введением ГАМК-ергических препаратов нельзя полностью исключить- их влияние через ГАМК-систему срединного возвышения и портальный кровоток [12] на гипофиз.

Выявленные центральные влияния агонистов и антагонистов коренным образом отличаются от их эффектов, выявленных в опытах с внутрибрюшинным введением ГАМК-ергических препаратов [1]. Возбуждение ГАМК-А-рецепторов на периферии или повышение в организме содержания ГАМК сопровождалось ингибированием механизма обратной отрицательной связи. В то же время активация ГАМ К-Б-рецспторов внутрибрюшинным введением баклофена или снижение в организме содержания ГАМК путем внутрибрюшинного введения ТСК приводили к активации этого механизма. Следовательно, результаты, полученные в настоящей и предыдущей работах [1], свидельствуют об участии в регуляции ГГСК механизмом обратной отрицательной связи двух ГАМК-ергических систем, центральной и периферической, действующих в значительной мере независимо одна от другой.

В ы в о д ы

1. ГАМК-ергичеекие механизмы головного мозга участвуют в регуляции функции ГГСК механизмом обратной отрицательной связи.
2. Повышение содержания ГАМК в головном мозге сопровождается активацией компенсаторного повышения уровня тестостерона, вызванного односторонней кастрацией.
3. Возбуждение ГАМК-А-рецепторов вызывает стимуляцию, а их блокада — торможение компенсаторного повышения уровня тестостерона в крови после гемикастрации.
4. Возбуждение ГАМК-Б-рецепторов центральной нервной системы сопровождается торможением, а их блокада — стимуляцией уровня мужского полового гормона в крови после односторонней кастрации.