К.мед.н. Кушнір І.Г., д.мед.н. Кокощук Г.І., к.мед.н. Доцюк Л.Г.

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича

APUD-СИСТЕМА МОЗКУ ЯК ФАКТОР РЕГУЛЯЦІЇ ЦИРКАДІАННОГО РИТМУ

Біологічні ритми, зокрема циркадіанний, являються універсальною характеристикою всіх живих систем [2]. Однією з важливих, і недостатньо вивчених є проблема розуміння природи ритмозадавачів (zeitgeber), або водіїв ритму [6]. Тривалий час в науці панувало уявлення, що головним регулятором біологічних ритмів виступає епіфіз, пінеалоцити якого справедливо відносять до APUD-системи. Такі клітини містять попередники амінів і їх декарбоксилюють (Amine Precursors Uptake, Decarboxylation). В епіфізі в денні години синтезується 5-гідрокситриптамін (серотонін), який в нічний період доби метилюється та ацетилюється до мелатоніну – гормону, що забезпечує добовий ритм в діяльності внутрішніх органів [5, 9, 10]. Але в останні десятиліття показано, що циркадіанні зміни секреції мелатоніна є важлива, але не єдина ланка в регуляції біологічних ритмів, особливо у ссавців і людини. Було встановлено, що головним пейсмекером у ссавців виступають супрахіазматичні ядра [3, 4], частина нейронів яких відносяться до APUD-системи завдяки спроможності синтезувати ряд біоамінів: катехоламіни, дофамін, серотонін, гама-аміномасляна кислоту [7, 8]. Зважаючи на ці дані літератури, нами проведено ряд експериментальних досліджень по вивченню характеру змін циркадіанного ритму екскреторної функції нирок білих щурів за умов зміни рівня окремих біоамінів в структурах мозку. Показано, що екзогенний мелатонін у дозі 1,5 мг/кг чітко активує екскреторну функцію нирок як в денні, так і в нічні години. При цьому показники діяльності нирок, в денні години під впливом мелатоніну наближуються до рівня, характерного в нічні години у інтактних тварин.

Т а б л и ц я 1

Порівняльна характеристика впливу різних нейротрансміттерів на циркадіанний ритм функціонального стану нирок білих щурів (M ± m)

Досліджувані показники години, досліди Вводимі препарати о 9^00 та 21^00внутрішньоочеревинно	Діурез (мл/г)		Екскреція креатиніна (мг/г)
	11^00-14^00	23^00-2^00	11^00-14^00	23^00-2^00
Інтактні тварини	0,27±0,02	0,56±0,06 р<0,05 ↑	1,76±0,11	1,56±0,08
Vita-melatoninum (Віта-мелатонін) 1,5 мг/кг	0,41±0,02	0,56±0,06 р<0,05 ↑	1,89±0,11	1,79±0,11 р<0,05 ↓
Citalopram (ципралекс) 1,7 мг/кг	0,24±0,05	0,63±0,11 р<0,01 ↑	1,03±0,05	1,81±0,26 р<0,05 ↑
Carbidopa-Levodopa (сінемет) 5 мг/кг	0,28±0,05	0,49±0,07 р<0,01 ↑	1,58±0,35	1,88±0,21
Gamma-Aminobutiric acid (аміналон) 300 мг/кг	0,24±0,02	0,34±0,01 р=0,05 ↑	1,36±0,03	1,66±0,12 р<0,05 ↑

Блокада 5-НТ-2 рецепторів зворотнього захвату серотоніна введенням ципралекса 1,7 мг/кг і підвищення в результаті цього рівня даного біоаміна в мозку [1] викликало зниження параметрів екскреторної функції нирок в нічні години, коли рівень ендогенного серотоніна в мозку різко знижений [11]. На роль медіатора в регуляції циркадіанного ритму претендує і дофамін [8]. Підвищення рівня даного біоаміна в структурах мозку під впливом сінемету (карбідова-леводопа 1:4) в дозі 5 мг/кг викликало депресію циркадіанного ритму функціональної активності нирок, а блокада дофамінових рецепторів амісульпридом в дозі 15 мг/кг нейтралізувала пригнічуючу дію дофаміну.

Особливо цікавими виявились результати дослідження ГАМК-ергічних систем в регуляції циркадіанного ритму [1]. Виявилось, що гама-аміномасляна кислота в дозі 300 мг/кг, як нейротрансміттер в нейронах СХЯ вступає в реципрокні взаємини з мелатоніном, важливим гормоном в регуляції циркадіанного ритму.

Таким чином, в регуляції циркадіанного ритму провідна роль належить функціональному стану APUDсистеми і біоамінів, які нею синтезуються.

ЛІТЕРАТУРА:

1. Golombek D.F., Pevet P., Cardinali D.P. Melatonin effects on behavior: possible mediation by the central GABAergic system/ Neurosci. Biobehav. Rev. – 1996. – 20(3):403-12.

2. Hastings M., O’Neill J.S. and Maywood E.S. Circadian clocks: regulators of endocrine and metabolic rhythms// Journal of Endocrinology. – 2007. – 195. – p. 187-198.

3. Kalsbeek A. et al. SCN outputs and the hypothalamic balance of life// J. Biol. Rhythms. – 2006. – 21(6):458-69.

4. Kalsbeek A. et al. Minireview: Circadian Control of Metabolism by the Suprachiasmatic Nuclei// Endocrinology. – Vol. 148. – N 12 – p. 5635-5639.

5. Korf H.W., Schomerus C., Stehle J.H. The pineal organ, its hormone melatonin, and the photoneuroendocrine system/ Adv. Anat. Embryol. Cell. Biol. – 1998. – 146:1-100.

6. Pittendrigh C.S. and Ascholf J (editors). Circadian systems: entraintment in Biological rhythms/ New York: Plenum, 1981. – 95-124.

7. Roseboom P.H. et al. Melatonin synthesis: analisis of the more than 150-fold nocturnal increase in serotonin N-acetнltransferase messenger ribonucleic acid in the rat pineal gland/ Endocrinology. – 1996. – Vol. 137. – p. 3033-3045.

8. Rusak B. and Bina K.G. Neurotransmitters in the mammalian circadian system/ Annual Review of Neuroscience. – 1990. – V. 13. – p. 387-401.

9. Sugden D. Melatonin biosynthesis in the mammalian pineal gland/ Experientia. – 1989. 45(10):922-32.

10. Vanecek J. Cellular Mechanisms of Melatonin Action/ Physiological Reviews. – 1998. – Vol. 78. – N 3. – p. 687-721.

11. Wildt M., E.M. Goergen, J.L. Benton, D.C. Sandeman and B.S. Beltz. Regulation of serotonin levels by multiple light-entrainable endogenous rhytms // Journal of Experimental Biology. – 2004. – v. 207. – P. 3765-3774.