Экспериментальное изучение эмоциогенных эффектов пептидов группы кисспептина
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ………………………………………………………………4
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………5
ГЛАВА 1. КИССПЕПТИН. (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1.1. Кисспептин……………………………………………………………………….13
1.1.2. Роль кисспептина и KISS1 рецептора………………………………………….14
1.1.3. Кисспептин головного мозга и половое поведение у самцов
крыс………………………………………………………………………………………16
1.1.4. Половая дифференциация и система Kiss1: гормональные
факторы и факторы развития………………………………………………………….17
1.1.5. Передача сигнала кисспептин-GPR54 и половая дифференциация…………….22
1.1.6. Фармакологические препараты, влияющие на половое поведение………….25
1.1.7. Влияние препаратов на эмоционально-исследовательское и
двигательное поведение у крыс самцов………………………………………………27
1.2. Исследование поведения у крыс после хронического стресса
социальной изоляции…………………………………………………………………..28
1.3. Репродуктивные функции системы кисспептин/KISS1R в организме…………30
1.3.1. Кисспептин и мужская репродуктивная система……………………………..31
1.3.2. Кисспептин и женская репродуктивная система………………………………33
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Выбор животных……………………………………………………………………35
2.2. Выращивание животных в условиях социальной изоляции……………………35
2.3. Исследование полового поведения у крыс самцов………………………………36
2.4. Анализ уровня тестостерона………………………………………………………36
2.5. Условная реакция предпочтения места кисспептина-10………………………..38
2.6. Методы исследования поведения…………………………………………………38
2.6.1. Исследование поведения крыс в тесте «Открытое поле ……………………..38
2.6.2. Исследование поведения крыс в тесте «Интрудер-резидент» ………………….41
2.6.3. Оценка тревожно-фобического состояния у самцов крыс (ТФС)……………42
2.6.4. Исследования поведения крыс в «Приподнятом крестообразном
лабиринте» ………………………………………………………………………………43
2.6.5. Исследования поведения крыс в тесте «Порсолта» …………………………..43
2.7 Фармакологические вещества, используемые в работе…………………………….44
2.8. Статистические методы анализа………………………………………………….45
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Исследование половой мотивации у крыс самцов………………………………….46
3.2. Анализ уровня тестостерона в крови у крыс самцов……………………………50
3.3. Исследование условной реакции предпочтения места
кисспептина-10 …………………………………………………………………………………………………52
3.4. Исследование влияния кисспептина-10 на эмоционально-исследовательское и
двигательное поведение у крыс самцов………………………………………………57
3.5. Исследование действия кисспептина-10 на половое поведение у самцов крыс,
выращенных в условиях социальной изоляции……………………………………………71
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ…………………………………………80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………89
ВЫВОДЫ………………………………………………………………………………….91
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ………………………………………………….92
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………….94
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ГнРГ- гонадотропин-рилизинг гормон
ЛГ- лютеинизирующий гормон
СГЯ -синдрома гиперстимуляции яичников
УРПМ-условная реакция предпочтения места
ФСГ- фолликулостимулирующий гормон
ADP-передне-дорсальное преоптическое ядро
ARC-дугообразное ядре
AR-рецептор андрогена
AVPV – передне-центральное перивентрикулярное ядро
BnST- ядро ложа терминальной ямки
ERα- рецептор эстрогена α
ER -рецептор эстрогена
FSH-фолликулостимулирующего гормона
GnIH- гонадотропин-ингибиторного гормона
GnRH- гонадотропин-рилизинг гормон
GPR54- рецептор кисспептина
HPG -гипоталамо-гипофизарно-гонадная ось
KISS-кисспептин
KISS1- ген кисспептина
KISS1R- рецептор кисспептина
KO- мыши с нокаутом
MeA – Медиальная миндалина
MePD-заднедорсальное ядро миндалины
Глава 1 представляет собой обзор литературы и описывает современные
представления о регуляции полового поведения и возможностям фармакологи-
ческой коррекции половых дисфункций, связанных с мотивацией и снижением
уровня тестостерона в крови (С.13-35).
Глава 2 включает описание основных методических приемов, которые были
использованы при выполнении диссертации (С.35-45).
Глава 3 описывает результаты собственных исследований автора (С.46-79).
Глава 4 содержит общее обсуждение полученных результатов и основные
перспективы исследования (С.80-88).
В заключении приведены выводы (С.89-92), научно-практические рекомендации
(С.92-93) и список использованных литературных источников (С.94-111).
!
МАТЕРИАЛЫ!И!МЕТОДЫ!ИССЛЕДОВАНИЯ
Выбор животных. В работе были использованы 340 крыс самцов линии Ви-
стар, полученных из питомника лабораторных животных «Рапполово» (Ленин-
градская область).
Среди самок крыс, выращенных в условиях социальной изоляции, детеныши
которых становились способными к самообеспечению на 17-й день после рожде-
ния, отбирали самцов и рассаживали в отдельные клетки.
Исследование полового поведения у крыс самцов. В данном исследова-
нии использовалось 50 самцов крыс Вистар, наивных в отношении контакта с
самками (100 дней, массой 220-250 г), разделенных на 5 групп по 10 особей каж-
дая. Первую группу составили интактные животные, в то время как в остальных
группах применялись гормональные и негормональные регуляторы полового
поведения.
Для оценки половой мотивации использовали установку (85 × 35 × 50 см),
допускающую свободное передвижение и включающую камеру, отделенную
прозрачной перфорированной стенкой из плексигласа (15 × 35 × 50 см высотой),
смонтированную на одной из торцевых стенок. Перфорированная перегородка
позволяла самцам крыс исследовать (обонять) потенциального партнера (самку в
стадии эструса) в камере, но препятствовала тактильному взаимодействию или
копуляции. За день до тестирования мотивационного поведения все эксперимен-
тальные животные были адаптированы к условиям установки в течение 30 ми-
нут.
Поведение регистрировали в форме видеозаписи в темной комнате при
красном свете в течение 10 минут. Между экспозициями установку и перегород-
ку очищали 3%-ным раствором перекиси водорода для устранения запаха. Для
измерения половой мотивации для каждого животного фиксировали число попы-
ток достичь самки, время, проведенное вблизи перегородки и латентное время до
начала реакции на самку.
Анализ уровня тестостерона. Образцы крови у крыс самцов брали из хво-
стовой вены через 30 минут после введения вещества. Сыворотку отделяли путем
центрифугирования (8000 об/мин). Образцы замораживали и хранили при темпе-
ратуре -80oC до проведения иммуноферментного анализа. Концентрации тесто-
стерона в сыворотке крови измеряли с помощью твердофазного иммунофермент-
ного анализа (ИФА) с использованием тест-системы «Тестостерон стероид-ИФА»
(Алкор-Био, Россия), в соответствии с инструкциями производителя.
Условная реакция предпочтения места (УРПМ) кисспептина-10. Для
выработки УРПМ у крыс использовали установку, представляющую собой две
камеры одинакового размера, отличающиеся поверхностью пола (одна из камер
была с гладким полом, другая – с решетчатым полом) и соединенных между
собой перегородкой с отверстием. Крыс самцов поочередно помещали в обе
камеры на 30 мин в каждую из камер с интервалом между посадками 1 ч один раз
в день в течение 4 дней.
Физиологический раствор (20 мкл, по 10 мкл в каждую ноздрю) крысы по-
лучали перед посадкой в 1-ую камеру, а кисспептин-10 (20 мкг в 20 мкл, по 10
мкл в каждую ноздрю) – перед посадкой во 2-ую камеру. Животным контроль-
ной группы вводили только физиологический раствор. Крысы эксперименталь-
ной группы были разделены на две подгруппы, чтобы исключить влияния тек-
стуры пола на выработку УРПМ кисспептина-10. Животных 1-й подгруппы из-
начально помещали в отсек с решетчатым полом, а 2-й подгруппы – с гладким
полом, затем меняли последовательность помещения камеры на противополож-
ную. На 5-й день эксперимента с целью оценки выработки УРПМ кисспептина-10
животных на 15 мин помещали в установку с открытой перегородкой и регистри-
ровали время нахождения в каждом из отсеков. Результаты выражали в процентах
от времени пребывания в отсеке, ассоциированном с введением кисспептина-10,
к общему времени исследования.
Исследования поведения крыс проводили в тесте «открытое поле», «интру-
дер-резидент», «приподнятый крестообразный лабиринт», тест «Порсолта» (Ле-
бедев А.А. и др., 2019), а также оценивали тревожно-фобическое состояние. В
силу того, что большинство использованных поведенческих методик хорошо
известны и широко описаны, остановимся лишь на последней из них.
Изучение тревожно-фобических состояний. С помощью многопараметро-
вого метода определяли тревожно-фобическое состояние (ТФС) крыс. Данный
метод определяется с использованием ранжированной шкалы. В эту шкалу входят
параметры, которые характеризуют определенные реакции животного на серию
тест-стимулов, которые провоцируют возникновение состояний страха и тревож-
ности. Далее суммируется сумма баллов по каждому тесту отдельно, после чего
сравниваются группы животных между собой (Лебедев А.А. и др., 2017).
Фармакологические вещества, используемые в работе. Кисспептин-10
(«Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепа-
ратов», Россия) вводили интраназально в дозе 20 мкг (в 20 мкл, по 10 мкл в каж-
дую ноздрю), и 1 мг/кг внутрибрюшинно в объеме 0,2 мл. Бусерелина ацетат,
рассматриваемый как аналог гонадотропин-рилизинг гормона (ООО «Фарм-
Синтез», Россия) вводили интраназально в дозе 3 мкг в 20 мкл (по 10 мкл в каж-
дую ноздрю). Йохимбина гидрохлорид, альфа-адреноблокатор (ФК «Здоровье»,
Украина) вводили внутрибрюшинно в дозе 0,2 мг в объеме 0,2 мл. Контрольные
животные получали физиологический раствор интраназально 20 мкл (10 мкл в
каждую ноздрю) и внутрибрюшинно 0,2 мл.
Статистические методы анализа. Оценку статистической достоверности
различий проводили при помощи пакета программ SPSS Sigma Stat 8.0, GraphPad
Prism 6 с использованием однофакторного дисперсионного анализа. Для сравне-
ния контрольной и экспериментальных групп использовали однофакторный
дисперсионный анализ ANOVA. Из непараметрических критериев использовали
критерий Краскела – Уоллиса для сравнения групп. Различия считали статисти-
чески значимыми при значении р <0,05. Для представления полученных данных
использовали такие показатели описательной статистики, как среднеарифметиче-
ское значение и ошибка среднего.
РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследование половой мотивации у крыс самцов. Для каждого живот-
ного фиксировали время, проведенное вблизи перегородки, латентное время до
начала реакции на самку и число попыток достижения самки самцом у перего-
родки (рис. 1).
Рисунок 1 – Латентный период достижения самки самцом
*p<0,05 по сравнению с физиологическим раствором.
Интраназальное введение кисспептина-10 почти в 1,5 раза увеличило
(19,5±3,0 сек) число попыток достижения самки самцом у перегородки в сравне-
нии с контролем (13,2±3,0 сек). Внутрибрюшинное введение кисспептина-10 не
меняло (14,3±2,0 сек) число попыток достижения самки самцом у перегородки по
сравнению с контролем (13,2±3,0 сек). То же время, интраназальное введение
бусерелина ацетата почти в 1,5 раза (9,8±1,3 сек) сократило число попыток до-
стижения самки самцом у перегородки по сравнению с контролем (13,2±3,0 сек).
Важно отметить, что внутрибрюшинное введение йохимбина гидрохлорида прак-
тически не оказало влияние на количество попыток (рис. 2).
Следовательно, полученные данные указывают на специфическую регуля-
торную роль кисспептина-10 в мотивации полового поведения, что подкрепляет-
ся фактами усиления кисспептином-10 предпочтения самцами самок.
Анализ уровня тестостерона в крови крыс самцов. Интраназальное вве-
дение бусерелина ацетата в 3 раза (до 47,5±29,5 нмоль/мл) увеличило концентра-
цию тестостерона в крови у крыс самцов по сравнению с контролем (14,5±6,2
нмоль/мл). В то же время, интраназальное и внутрибрюшинное введение кисспеп-
тина-10 не влияло на уровень тестостерона (11,2±4,0 нмоль/мл и 13,1±4,0
нмоль/мл соответственно) по сравнению с контролем (14,5±6,2 нмоль/мл). Внут-
рибрюшинное введение йохимбина гидрохлорида (рис. 3) также значимо не меня-
ло концентраций тестостерона в крови у крыс самцов (13,2±4,0 нмоль/мл) по срав-
нению с контрольной группой (14,5±6,2 нмоль/мл).
Рисунок 2 – Число попыток достижения самки самцом у перегородки
*p<0,05 по сравнению с физиологическим раствором.
Рисунок 3 – Уровень тестостерона в крови у крыс самцов
*p<0,05 по сравнению с физиологическим раствором.
Данные исследования указывают на то, что кисспептина-10, по-видимому,
действует центрально на структуры мозга, участвующие в реализации половой
мотивации. Полученные результаты подтверждают идею существования незави-
симого от регуляции половых стероидов механизма действия кисспептина-10, на
что указывают результаты опытов, представленных на рисунке 3.
Исследование условной реакции предпочтения места (УРПМ) кисспеп-
тина-10. Группа животных, которым вводили интраназально 20 мкл физиологи-
ческого раствора, проводила приблизительно одинаковое время в обоих камерах
при исследовании выработки УРПМ кисспептина-10 (51,2% и 48,8% времени
эксперимента, что в среднем составило 461 ± 51 сек и 439 ± 49 сек). Животные,
которым вводили интраназально кисспептин-10, проводили достоверно больше
времени в камере, ассоциированной с введением кисспептина-10 (78,6% ±6,3%
времени эксперимента), чем при введении физиологического раствора (p˂0,05).
Это подтверждает, что на интраназальные введения кисспептина-10 крысам в дозе
10 мкг (в 20 мкл, по 10 мкл в каждую ноздрю) вырабатывается УРПМ. Можно
предположить, что кисспептин-10 активирует зоны головного мозга, ответствен-
ные за формирование эмоционально-положительного состояния.
В сходных условиях эксперимента йохимбина гидрохлорида при внутри-
брюшинном введении также способствовал выработке УРПМ, что подтверждает-
ся увеличением почти в 1,5 раза времени нахождения животного в камере, ассо-
циированной с введением йохимбина гидрохлорида (443 ± 36 сек в сравнении с
286 ±44 сек после введения физиологического раствора).
Важно отметить, что в тесте УРПМ кисспептин-10, вводимый интраназаль-
но, был более активен, чем кисспептин-10, вводимый внутрибрюшинно, возмож-
но, за счет более активного проникновения пептида через гематоэнцефалический
барьер.
Исследованиевлияниякисспептина-10наэмоционально-
исследовательское и двигательное поведение у крыс самцов. Кисспептин-10,
вводимый внутрибрюшинно самцам крыс, увеличивал двигательную активность,
но снижал показатели исследовательской активности («открытое поле») и повы-
шал уровень тревожности (приподнятый крестообразный лабиринт) при сниже-
нии уровня депрессивности (тест Порсолта). Интраназальное введение кисспеп-
тина-10 увеличивало двигательную и исследовательскую активность, а также
проявления защитного поведения в тесте «резидент-интрудер». Сопоставитель-
ные данные по введению кисспептина-10 интраназально и внутрибрюшинно
представлены в таблицах 1 и 2.
Исследование! действия! кисспептина-10 на! половое! поведение! самцов!
крыс, выращенных! в! условиях! социальной! изоляции.! Целью! этого! раздела!
исследования! было! изучить! влияние! социальной! изоляции! на! половую! мотива-
цию! у! самцов! крыс. У крыс, выращенных в условиях социальной изоляции от
сородичей с 17-го дня жизни до половозрелости (100 дней), регистрировали число!
попыток! достижения! самки! самцом! у! перегородки, время! нахождения! самца!
рядом!с!самкой!и!латентное!время!до!начала!реакции!на!самку, а!также!опреде-
ление!уровня!тестостерона!в!крови!крыс!самцов!с!хроническим!стрессом.
Таблица!1 – Поведение!крыс!самцов!в!«открытом!поле»!после!интраназального!
введения!физиологического!раствора, кисспептина-10 или бусерелина!ацетата
(M±m)!
Интраназальное введение!
Паттерны!
NaCl!KISS-10!Бусерелина!ацетат!
Локомоция!n!11,28±1,38!19,29±3,59!18,67±3,35!
p!0,117±0,006!0,174±0,025*!0,166±0,021*!
t!19,35±3,46!44,86±7,71**!34,77±6,00*!
Обнюхивание!n!42,14±3,47!39,29±2,36!40,14±4,85!
p!0,445±0,004!0,376±0,016**!0,409±0,009**!
t!102,13±3,16!70,54±10,13**!78,43±4,63**!
Движение наn!25,43±1,46!20,86±1,89!21,86±1,47!
месте!
p!0,273±0,013!0,206±0,029!0,248±0,037!
t!24,45±2,15!17,49±1,81*!18,44±2,73!
Исследованиеn!7,57±0,86!15,29±2,50**!10,29±2,10!
норок!
p!0,079±0,004!0,140±0,017**!0,098±0,019!
t!13,90±1,67!25,57±4,48*!16,23±3,71!
Примечание: n – число актов; t – время акта; p – вероятность появления акта.
*р<0,05; **р<0,01 к контролю.
Таблица!2 – Поведение!самцов!крыс!в!«открытом!поле»!после!внутрибрюшинного!
введения!физиологического!раствора, кисспептина-10 и йохимбина!гидрохлорида!
(M±m)!
Внутрибрюшинное введение!
Паттерны!
NaCl!Йохимбина!KISS-10!
гидрохлорид!
Локомоция!n!18,83±2,79!20,29±1,67!19,86±1,93!
p!0,173±0,018!0,175±0,009!0,236±0,019*!
t!49,85±5,56!47,55±6,22!74,79±8,15*!
Обнюхивание!n!43,50±2,19!48,57±1,69!29,00±1,35**!
p!0,409±0,008!0,425±0,007!0,351±0,022*!
t!71,62±4,42!79,25±6,44!49,76±5,23**!
Движение наn!20,83±0,87!23,86±2,13!16,57±1,48*!
месте!
p!0,199±0,015!0,211±0,021!0,201±0,022!
t!16,83±2,05!15,24±1,39!14,31±2,64!
Исследова-n!14,50±1,38!10,14±2,19!7,57±2,08*!
ние норок!
p!0,135±0,009!0,087±0,017*!0,089±0,024!
t!14,57±1,74!9,49±2,12!13,51±4,76!
Примечание: n – число актов; t – время акта; p – вероятность появления акта.
*р<0,05; **р<0,01 к контролю.
У самцов с хроническим стрессом социальной изоляции незначительно уве-
личилось латентное время (до 11,2±9,6 сек) до начала реакции на самку по срав-
нению с группой интактных животных (8,0±4,5 сек). Кисспептин-10, вводимый
интраназально или внутрибрюшинно, сократил латентное время в 2 раза (до
5,3±1,7 сек и 6,1±5,0 сек соответственно). Бусерелина ацетат при интраназальном
введении значимо не влиял на латентный период реакции на самку (7,9±5,1 сек
против 11,2±9,6 сек в контроле) (рис. 4).
!
Рисунок 4 – Латентный период (сек) до начала реакции на самку у крыс самцов,
выращенных в условиях социальной изоляции
*p<0,05 по сравнению с контрольной группой.
Рисунок 5 – Время, проведенное самцом-изолянтом рядом с самкой у перегородки
*р<0,05 относительно контроля; @р<0,05 относительно крыс-изолянтов.
В противоположность представленным выше данным, самцы крыс, выра-
щенных в условиях социальной изоляции, в 2 раза меньше (до 167,6±64,4 сек)
проводили рядом с самкой у перегородки по сравнению с группой интактных
животных (372,3±37,8 сек). Кисспептин-10, вне зависимости от способа введения
(интраназально или внутрибрюшинно), в 1,5 раза увеличил время, проведенное
самцом-изолянтом рядом самкой у перегородки. Бусерелина ацетат, вводимый
интраназально, умеренно (не достоверно) увеличивал время нахождения самца у
перегородки (до 208,1±52,6 сек), хотя эти значения были существенно ниже ин-
тактных животных (рис. 5).
Социальная! изоляция! существенно! не меняла числа попыток достижения
самки самцом (11,6±3,0 против 13,8±3,1 в контроле). Бусерелина ацетат при ин-
траназальном введении животным, выращенным в условиях социальной изоля-
ции, существенно не влиял на число попыток достижения самки самцом у перего-
родки (16,3±6,6 по сравнению с контролем – 11,6±3,0).
Интраназальное введение кисспептина-10 крысам-изолянтам в 1,5 раза уве-
личило (до 17,5±3,5) число попыток достижения самки самцом у перегородки по
сравнению с контролем (11,6±3,0). При внутрибрюшинном введении кисспепти-
на-10 крысам-изолянтам пептид почти в 2 раза увеличил число попыток достиже-
ния самки самцом у перегородки (до 19,3±3,9 против 11,6±3,0 в контроле) (рис. 6).
Выращивание животных в условиях социальной изоляции, рассматриваемое
нами как стресс социальной изоляции, в 2 раза снижало уровень тестостерона (до
7,5±9,5 нмоль/мл) в сравнении с интактным контролем (14,5±6,2 нмоль/мл). Бусе-
релина ацетат, введенный крысам-изолянтам интраназально, почти в 2,5 раза (до
19,5±4,3 нмоль/мл) увеличил уровень тестостерона в крови у крыс самцов по
сравнению с контролем (7,5±9,5 нмоль/мл).
!
Рисунок 6 – Число попыток достижения самки самцом-изолянтом
*р<0,05 относительно крыс, выращенных в условиях социальной изоляции
Кисспептин-10, в зависимости от способа введения крысам-изолянтам, ока-
зывал разные эффекты: при введении интраназально – достоверно не менял уров-
ня тестостерона (9,2±4,0 нмоль/мл), а при введении внутрибрюшинно – повышал
его до 13,6±4,2 нмоль/мл, что практически соответствовало уровню интактных
животных (14,5±6,2 нмоль/мл) (рис. 7).
Рисунок 7 – Уровень тестостерона в крови крыс самцов, выращенных в изоляции
*р<0,05 относительно контроля; @р<0,05 относительно крыс-изолянтов.
!
Полученные результаты указывают на то, что хронический стресс (в нашем
случае выращивание в условиях социальной изоляции) значительно снижает
уровень тестостерона и подавляет некоторые компоненты половой мотивации у
самцов крыс. Кисспептин-10 способен корригировать отклонения в половом по-
ведении животных, воздействуя главным образом на мотивационные компоненты
полового поведения.
Заключение
Основные итоги выполненной работы. Экспериментальное исследование
поведенческих и биохимических эффектов кисспептина-10, минимального фраг-
мента кисспептина, оказывающего влияние на половое поведение, позволило
конкретизировать его действие на отдельные компоненты полового поведения и
гормональный статус грызунов (крыс). В частности, найдено, что кисспептин-10
при интраназальном и внутрибрюшинном введении активирует половую мотива-
цию у крыс самцов, что проявляется рядом поведенческих особенностей: увели-
чением числа подходов к самке в стадии эструса, снижении латентного периода
приближения к самке и т.д. Эффект кисспептина-10 на половое поведение реали-
зуется независимо от уровня половых стероидов (тестостерона) в крови, что дока-
зывает его преимущественно центральное действие. Кроме полового поведения,
кисспептин-10 вызывает выработку условной реакции предпочтения места у
крыс, повышает общую двигательную и исследовательскую активность самцов
крыс, стимулирует у них защитное поведение и снижает уровень депрессивности,
что указывает на возможность наличия у него антидепрессантных свойств акти-
вирующего типа. У крыс, выраженных в условиях социальной изоляции от соро-
дичей, кисспептин-10, в зависимости от способа введения крысам-изолянтам,
оказывает разные эффекты: при интраназальном введении – восстанавливает
сниженную изоляцией половую мотивацию до уровня интактных крыс, при внут-
рибрюшинном введении – повышает половую мотивацию и выработку тестосте-
рона. По своим фармакологическим эффектам киспептин-10 отличается от дей-
ствия аналога гонадотропин-рилизинг гормона бусерелина, который при интра-
назальном и внутрибрюшинном введении не влияет на половую мотивацию сам-
цов крыс, но повышает уровень тестостерона в крови. У крыс-изолянтов бусере-
лин также повышает только уровень тестостерона в крови, не влияя на половую
мотивацию. Антагонист альфа-2-адренорецепторов йохимбин, традиционно ис-
пользуемый для лечения половых дисфункций у мужчин, умеренно повышает
половую мотивацию, не влияя на уровень тестостерона. При этом йохимбин, как
и кисспептин-10, инициирует выработку условной реакции предпочтения места,
тем самым положительно влияя на психоэмоциональное состояние животного.
Таким образом, кисспептин-10 может рассматриваться как высоко активный
фармакологический агент, повышающий половую мотивацию у интактных жи-
вотных, устраняющий ее снижение в результате воздействия стресса, действие
которого не зависим от уровня половых стероидов (тестостерона) в крови.
Перспективы дальнейшего исследования. Пептидные фармакологические
препараты прочно вошли в арсенал современной психофармакологии. Однако в
сфере лечения половых дисфункций они практически не применяются. Действие
рассматриваемого в работе бесерелина, аналога гонадотропин-рилизинг гормона,
ограничивается в основном его стимулирующим влиянием на выработку половых
гормонов (тестостерона), с чем связывают возможное повышение половой моти-
вации при его назначении. Однако следует помнить, что рилизинг-гормоны не
имеют половой специфичности и стимулируют также образование гормонов про-
тивоположного пола (в данном контексте эстрогенов, в основном надпочечника-
ми), которые в полной мере не позволяют развернуться их эффектам на аппетент-
ную компоненту полового поведения. Поэтому появление таких пептидных пре-
паратов, как кисспептин-10, в значительной мере может продвинуть идею фарма-
кологического восстановления (не коррекции!) полового поведения за счет акти-
вации естественных механизмов, каковыми являются вовлечение всех кисспепти-
новых пептидов (-10, -13, -56) и их рецепторов в данный процесс. Роль пептидов
должна рассматриваться с позиции их «тюнингового» (настроечного) значения
(Шабанов П.Д., 2020) в отношении измененной физиологической функции, в
данном случае полового поведения, и специально его аппетентной компоненты.
Особо важен способ доставки пептида в головной мозг. В настоящем иссле-
довании мы сопоставили системное (внутрибрюшинное) и локальное (интра-
назальное) введение кисспептина-10, при этом выявлено, что интраназальное
введение не только не уступает системной доставке пептида, но и имеет значимые
преимущества. Более того, это удобный, быстрый и физиологически легко до-
ступный путь доставки лекарственного препарата в мозг, а современные лекар-
ственные формы в виде назального спрея или даже закапывания в нос раствора с
пептидом с помощью пипетки делают востребованным данный путь введения
пептидов, как с точки зрения специалистов, так и с позиции потребителя. Достав-
ляемое количество пептида при этом минимально и, как правило, не вызывает
никаких нежелательных явлений, кроме возможной индивидуальной непереноси-
мости компонента лекарственного препарата. Поэтому с большой долей вероят-
ности можно утверждать, что за данным путем доставки есть будущее.
ВЫВОДЫ
1. Кисспептин-10 при интраназальном и внутрибрюшинном введении акти-
вирует половую мотивацию у крыс самцов, увеличивая число подходов к самке и
снижая латентный период приближения к ней. Эффекты кисспептина реализуют-
ся независимо от уровня половых стероидов и не влияют на концентрацию тесто-
стерона в крови, что доказывает его преимущественно центральное действие.
2. Аналог! гонадотропин-рилизинг! гормона! бусерелин! при! интраназальном!
и! внутрибрюшинном! введении! не! влияет! на! половую! мотивацию! у! крыс, но! по-
вышает! уровень! тестостерона! в! крови. Следовательно, механизм! действия! бусе-
релина! связан! преимущественно! с! активацией! гормонального! звена! полового!
поведения и вторичным!действием!тестостерона!на!структуры!головного!мозга.
3. Интраназальное введение кисспептина-10 вызывает выработку условной
реакции предпочтения места у крыс, в противоположность действию аналога
гонадотропин-рилизинг гормона бусерелина, который не обладает подкрепляю-
щими свойствами. По-видимому, кисспептин-10 активирует структуры положи-
тельного подкрепления головного мозга, что формирует эмоционально-
положительное состояние животного, относящееся в данном случае к реализации
половой мотивации.
4. Внутрибрюшинное введение антагониста альфа-2-адренорецепторов йо-
химбина, который традиционно используется для лечения половых дисфункций у
мужчин, умеренно повышает половую мотивацию, не влияя на уровень тестосте-
рона. Йохимбин инициирует выработку условной реакции предпочтения места,
тем самым положительно влияя на психоэмоциональное состояние животного.
5. Кроме влияния на половое поведение, кисспептин-10 повышает общую
двигательную и исследовательскую активность самцов крыс, стимулирует у них
защитное поведение и снижает уровень депрессивности, что указывает на воз-
можность наличия у него антидепрессантных свойств активирующего типа.
6. У крыс самцов, выращенных в условиях хронического стресса социаль-
ной изоляции, снижается половая мотивация и уровень тестостерона в крови.
Кисспептин-10, в зависимости от способа введения крысам-изолянтам, оказывает
разные эффекты: при интраназальном введении – восстанавливает сниженную
изоляцией половую мотивацию до уровня интактных крыс, при внутрибрюшин-
ном введении – повышает половую мотивацию и выработку тестостерона. При
этом бусерелин значимо повышает только уровень тестостерона в крови.
СПИСОК!ПУБЛИКАЦИЙ
Работы, опубликованные!в!журналах!списка!ВАК
1. Tissen, I. Kisspeptin steroid-independently regulates sexual motivation in male
rats / I. Tissen, L. Magarramova, A. Kraskova, P. Khokhlov, A. Lebedev, P. Shabanov
// Eur. Neuropsychopharmacology. – 2019. – Vol. 29. – P. 578-579.
2. Тиссен, И.Ю. Условная реакция предпочтения места кисспептина-10 /
И.Ю. Тиссен, П.А. Чепик, А.А. Лебедев, Л.А. Магаррамова, Е.Р. Бычков, П.Д.
Шабанов // Обз. по клин. фармакол. и лек. терапии. – 2021. – Т.19, №1. – C.47–53.
3. Лебедев, А.А. Самостимуляция латерального гипоталамуса пороговой
силой тока вызывает эмоциональное переедание в условиях пищевой самодепри-
вации у сытых крыс: роль орексиновой и дофаминергической систем мозга / А.А.
Лебедев, Ю.А. Бессолова, Н.С. Ефимов, Е.Р. Бычков, И.В. Карпова, И.Ю. Тиссен,
Л.А. Магаррамова, Г.П. Косякова, В.В. Русановский, П.Д. Шабанов // Обз. по
клин. фармакол. и лек. терапии. – 2021. – Т. 19, №4. – С. 417–429.
4. Tissen, I. Possible role of kisspeptin in testosterone-independent regulation of
sexual motivation in male rats / I. Tissen, L. Magarramova, S. Proshin, P. Shabanov,
R. Badrutdinov, Z. Takeeva // Georgian Med. News. – 2022. – № 323. – С. 122-125.
5. Magarramova, L.A. Kisspeptin is testosterone independent regulator of sexu-
al motivation in male rats / L.A. Magarramova, I.Y. Tissen, A.A. Blazhenko, A.A.
Lebedev, S.I. Loskutov, S.N. Proshin // Journal of experimental biology and agricultural
sciences. – 2022. – Vol. 10. – P. 131-134.
Работы, опубликованные в сборниках научно-практических работ
1. Magarramova, L.A. Gonadotropin releasing hormone and kisspeptin inde-
pendently regulated sexual motivation in male rats / L.A. Magarramova, I.Y. Tissen,
A.S. Kraskova, A.A. Lebedev, P.D. Shabanov // Stress and behavior. Conf. abstracts
collection. – St. Petersburg, 2019. – P.49-50.
2. Краскова, А.С. Влияние кисспептина Kiss-10 на половую мотивацию сам-
цов крыс линии Wistar / А.С. Краскова, Л.А. Магаррамова // VIII Междунар.
молодежный мед. конгресс: Санкт-Петербургские научные чтения. – 2019. – С.
463.
3. Tissen, I.Y. Gonadotropin releasing hormone and kisspeptin independently
regulated sexual motivation in male rats / I.Y. Tissen, L.A. Magarramova, A.S
Kraskova, P.P Khokhlov, A.A. Lebedev, P.D. Shabanov / Steroids and nervous system.
– Torino, 2019. – P.204-205.
4. Тиссен, И.Ю. Кисспептин регулирует половую мотивацию самцов крыс
независимо от действия тестостерона / И.Ю. Тиссен, Л.А. Магаррамова, А.С.
Краскова, П.П. Хохлов, А.А. Лебедев, П.Д. Шабанов // Обз. по клин. фармакол. и
лек. терапии. – 2020. – Т. 18, Прил. 1. – С. 74–75.
5. Tissen, I.Y. Effect of hormonal and non-hormonal correctors on sexual motiva-
tion in rats after chronic social isolation / I.Y. Tissen, L.A. Magarramova, A.S.
Kraskova, A.A. Lebedev, P.D. Shabanov // Stress and behavior. Conf. abstracts collec-
tion. – St. Petersburg, 2020. – P.16-17.
6. Magarramova, L.A. Experimental study of the emotionogenic effects of pep-
tides of the kisspeptin group / L.A. Magarramova, A.A. Lebedev, A.G. Pshenichnaya,
P.D. Shabanov // Stress and behavior. Conf. abstracts collection. – St. Petersburg, 2021.
– P.44-45.
7. Tissen I.Y., Magarramova L.A., Lebedev A.A., Shabanov P.D. Effect of pep-
tide hormones on sexual motivation in rats after chronic social isolation / I.Y. Tissen,
L.A. Magarramova, A.A. Lebedev, P.D. Shabanov // MedChem-Russia 2021. –
Матер. 5-ой Рос. конф. по мед. химии с междунар. участием. – Волгоград, 2021. –
С. 285.
!
Актуальность исследования
Кисспептины необходимы для осуществления репродуктивной функции и
полового поведения (Ярмолинская М.И. и др., 2016). Кисспептин – пептидный
продукт гена KISS-1 и эндогенный агонист рецептора KISS1. Известно, что кис-
спептин, действуя центрально, стимулирует секрецию гонадолиберина (Stephens
S.B. et al., 2017; Amodei R. et al., 2020). Рецептор кисспептина GPR54, связанный с
G-белком, широко экспрессируется в головном мозге (Kauffman A.S. et al., 2007;
Pineda, R. et al., 2017). Считают (Lippincott M.F. et al., 2018), что передача сигна-
лов кисспептина–GPR54 с его рецептора регулирует секрецию гонадотропин-
рилизинг-гормона (ГнРГ) как в период полового созревания, так по его достиже-
нии, а мутации или делеции GPR54 вызывают гипогонадотропный гипогонадизм.
Ген KISS1 кодирует гидрофобный белок из 145 аминокислот (Kotani M. et al.,
2001), который может быть расщеплен на белок из 54 аминокислот, первоначаль-
но называемый метастином за его способность ингибировать метастазирование
некторых форм рака (Ohtaki T. et al., 2001). Оба белка из 145 и 54 аминокислот
являются короткоживущими, поскольку содержат последовательность, направля-
ющую их к разрушению протеосом (Abbara A. et al., 2020). Метастин из 54 амино-
кислот и более короткие пептиды (длиной 10, 13 и 14 аминокислот) были в сово-
купности названы кисспептинами (kisspeptin-10, -13, -14), поскольку они являются
протеолитическими побочными продуктами общего белка-предшественника,
Основные итоги выполненной работы
Экспериментальное исследование поведенческих и биохимических эффек-
тов кисспептина-10, минимального фрагмента кисспептина, оказывающего влия-
ние на половое поведение, позволило конкретизировать его действие на отдель-
ные компоненты полового поведения и гормональный статус грызунов (крыс). В
частности, найдено, что кисспептин-10 при интраназальном и внутрибрюшинном
введении активирует половую мотивацию у крыс самцов, что проявляется рядом
поведенческих особенностей: увеличением числа подходов к самке в стадии эст-
руса, снижении латентного периода приближения к самке и т.д. Эффект кисспеп-
тина-10 на половое поведение реализуется независимо от уровня половых стерои-
дов (тестостерона) в крови, что доказывает его преимущественно центральное
действие. Кроме полового поведения, кисспептин-10 вызывает выработку услов-
ной реакции предпочтения места у крыс, повышает общую двигательную и иссле-
довательскую активность самцов крыс, стимулирует у них защитное поведение и
снижает уровень депрессивности, что указывает на возможность наличия у него
антидепрессантных свойств активирующего типа. У крыс, выраженных в услови-
ях социальной изоляции от сородичей, кисспептин-10, в зависимости от способа
введения крысам-изолянтам, оказывает разные эффекты: при интраназальном
введении – восстанавливает сниженную изоляцией половую мотивацию до уров-
ня интактных крыс, при внутрибрюшинном введении – повышает половую моти-
вацию и выработку тестостерона. По своим фармакологическим эффектам
киспептин-10 отличается от действия аналога гонадотропин-рилизинг гормона
бусерелина, который при интраназальном и внутрибрюшинном введении не влия-
ет на половую мотивацию самцов крыс, но повышает уровень тестостерона в
крови. У крыс-изолянтов бусерелин также повышает только уровень тестостерона
в крови, не влияя на половую мотивацию. Антагонист альфа-2-адренорецепторов
йохимбин, традиционно используемый для лечения половых дисфункций у муж-
чин, умеренно повышает половую мотивацию, не влияя на уровень тестостерона.
При этом йохимбин, как и кисспептин-10, инициирует выработку условной реак-
ции предпочтения места, тем самым положительно влияя на психоэмоциональное
состояние животного.
Таким образом, кисспептин-10 может рассматриваться как высоко активный
фармакологический агент, повышающий половую мотивацию у интактных жи-
вотных, устраняющий ее снижение в результате воздействия стресса, действие
которого не зависим от уровня половых стероидов (тестостерона) в крови.
Перспективы дальнейшего исследования
Пептидные фармакологические препараты прочно вошли в арсенал совре-
менной психофармакологии. Однако в сфере лечения половых дисфункций они
практически не применяются. Действие рассматриваемого в работе бусерелина,
аналога гонадотропин-рилизинг гормона, ограничивается в основном его стиму-
лирующим влиянием на выработку половых гормонов (тестостерона), с чем свя-
зывают возможное повышение половой мотивации при его назначении. Однако
следует помнить, что рилизинг-гормоны не имеют половой специфичности и
стимулируют также образование гормонов противоположного пола (в данном
контексте эстрогенов, в основном надпочечниками), которые в полной мере не
позволяют развернуться их эффектам на аппетентную компоненту полового пове-
дения. Поэтому появление таких пептидных препаратов, как кисспептин-10, в
значительной мере может продвинуть идею фармакологического восстановления
(не коррекции!) полового поведения за счет активации естественных механизмов,
каковыми являются вовлечение всех кисспептиновых пептидов (-10, -13, -54) и их
рецепторов в данный процесс. Роль пептидов должна рассматриваться с позиции
их «тюнингового» (настроечного) значения (Шабанов П.Д., 2020) в отношении
измененной физиологической функции, в данном случае полового поведения, и
специально его аппетентной компоненты.
Особо важен способ доставки пептида в головной мозг. В настоящем иссле-
довании мы сопоставили системное (внутрибрюшинное) и локальное (интра-
назальное) введение кисспептина-10, при этом выявлено, что интраназальное
введение не только не уступает системной доставке пептида, но и имеет значимые
преимущества. Более того, это удобный, быстрый и физиологически легко до-
ступный путь доставки лекарственного препарата в мозг, а современные лекар-
ственные формы в виде назального спрея или даже закапывания в нос раствора с
пептидом с помощью пипетки делают востребованным данный путь введения
пептидов, как с точки зрения специалистов, так и с позиции потребителя. Достав-
ляемое количество пептида при этом минимально и, как правило, не вызывает
никаких нежелательных явлений, кроме возможной индивидуальной непереноси-
мости компонента лекарственного препарата. Поэтому с большой долей вероят-
ности можно утверждать, что за данным путем доставки есть будущее.
ВЫВОДЫ
1. Кисспептин-10 при интраназальном и внутрибрюшинном введении акти-
вирует половую мотивацию у крыс самцов, увеличивая число подходов к самке и
снижая латентный период приближения к ней. Эффекты кисспептина реализуют-
ся независимо от уровня половых стероидов и не влияют на концентрацию тесто-
стерона в крови, что доказывает его преимущественно центральное действие.
2. Аналог гонадотропин-рилизинг гормона бусерелин при интраназальном и
внутрибрюшинном введении не влияет на половую мотивацию у крыс, но повы-
шает уровень тестостерона в крови. Следовательно, механизм действия бусерели-
на связан преимущественно с активацией гормонального звена полового поведе-
ния и вторичным действием тестостерона на структуры головного мозга.
3. Интраназальное введение кисспептина-10 вызывает выработку условной
реакции предпочтения места у крыс, в противоположность действию аналога
гонадотропин-рилизинг гормона бусерелина, который не обладает подкрепляю-
щими свойствами. По-видимому, кисспептин-10 активирует структуры положи-
тельного подкрепления головного мозга, что формирует эмоционально-
положительное состояние животного, относящееся в данном случае к реализации
половой мотивации.
4. Внутрибрюшинное введение антагониста альфа-2-адренорецепторов йо-
химбина, который традиционно используется для лечения половых дисфункций у
мужчин, умеренно повышает половую мотивацию, не влияя на уровень тестосте-
рона. Йохимбин инициирует выработку условной реакции предпочтения места,
тем самым положительно влияя на психоэмоциональное состояние животного.
5. Кроме влияния на половое поведение, кисспептин-10 повышает общую
двигательную и исследовательскую активность самцов крыс, стимулирует у них
защитное поведение и снижает уровень депрессивности, что указывает на воз-
можность наличия у него антидепрессантных свойств активирующего типа.
6. У крыс самцов, выращенных в условиях хронического стресса социаль-
ной изоляции, снижается половая мотивация и уровень тестостерона в крови.
Кисспептин-10, в зависимости от способа введения крысам-изолянтам, оказывает
разные эффекты: при интраназальном введении – восстанавливает сниженную
изоляцией половую мотивацию до уровня интактных крыс, при внутрибрюшин-
ном введении – повышает половую мотивацию и выработку тестостерона. При
этом бусерелин значимо повышает только уровень тестостерона в крови.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Кисспептин-10 при интраназальном и внутрибрюшинном введении активи-
рует половую мотивацию у крыс самцов, увеличивая число подходов к самке и
снижая латентный период приближения к ней. Эффекты кисспептина реализуют-
ся независимо от уровня половых стероидов и не влияют на концентрацию тесто-
стерона в крови, что доказывает его преимущественно центральное действие.
Таким образом, механизм действия кисспептина-10 не связан с активацией гор-
монального звена полового поведения и может иметь перспективы для разработки
не гормонального пептидного средства, повышающего половую мотивацию.
Кисспептина-10 вызывает у самцов крыс повышение двигательной активно-
сти и исследовательской активности, проявлений защитного поведения и сниже-
ние уровня депрессивности. Таким образом, эффекты кисспептина-10 на поведе-
ние в сочетании активацией системы положительного подкрепления (эффекты
предпочтения места) дают основания для его дальнейшего исследования как по-
тенциального антидепрессанта с мягким активирующим действием.
Публикации автора в научных журналах
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!