Changes in the autoantibodies levels to neuroreceptors in the blood serum and brain tissue of rats during chronic administration of bromocriptine

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The experiments were carried out on 46 white laboratory male rats Wistar with a body weight of 250–280 g. Animals were daily administered intraperitoneally for 28 days with bromocriptine at a dose of 1 mg/kg and, as a control, physiological saline. In animals treated with bromocriptine, an accumulation of autoantibodies in blood serum and in brain tissue to neuroreceptors was found compared to control animals: NMDA (subunits NR1, NR2A, NR2B) and to dopamine receptors of the first and second types (DR1 and DR2). At the same time, the level of autoantibodies in the brain was significantly lower. High levels of autoantibodies were detected after 2 and 4 weeks from the start of immunization of animals. After completion of the chronic administration of bromocriptine, a high level of autoantibodies persisted 3 and 7 days after the last administration of the drug. 14 days after completion of the injections, the level of autoantibodies in the blood and brain decreased significantly. In the group of rats in which autoantibodies were determined 4 weeks after completion of injections, their level did not differ from the values in control animals. An increase of autoantibodies to the S100B protein was found. The levels of autoantibodies to the S100B protein in the blood serum had a positive moderate relationship with the content of autoantibodies to NR2A, NR2B and DR2 in the brain tissue. At the same time, there were no correlations with the levels of AAT to neuroreceptors in the blood.

Full Text

Ранее нами было установлено, что при хроническом введении агонистов дофаминовых рецепторов – антипаркинсонических средств – у экспериментальных животных в сыворотке крови обнаруживается повышенный уровень аутоантител к дофаминовым и к NMDA рецепторам [1]. При длительном введении антагонистов дофаминовых рецепторов нейролептиков также наблюдается повышение содержания аутоантител к этим же рецепторам [2]. Интересно, что были установлены корреляционные связи между уровнями аутоантител и выраженностью каталептогенного действия галоперидола, а также изменение поведения крыс в ситуации «открытого поля» [3, 4]. Эти данные позволили предположить, что аутоантитела к нейрорецепторам, с которыми взаимодействуют нейро- и психотропные препараты, вероятно, принимают участие в реализации их специфической активности [5].

Способность аутоантител, циркулирующих в крови, проникать через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и оказывать воздействие на рецепторы мозга обсуждается. Предполагается возможность интратекального образования антител [6, 7]. Сравнительно недавно появилось несколько методически качественно выполненных работ, в которых приводятся данные, подтверждающие, что IgG способны диффундировать в ткань мозга у животных без повреждения гематоэнцефалического барьера [8]. В связи с этим представлялось интересным решить две задачи: выяснить способность аутоантител к нейрорецепторам проникать в ткани головного мозга у животных, а также изучить динамику уровней аутоантител в сыворотке крови и в тканях головного мозга в различные сроки хронического введения бромокриптина – прямого агониста дофаминовых рецепторов 2-го типа.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить изменение уровней аутоантител к нейрорецепторам в сыворотке крови и ткани переднего мозга у крыс при хроническом введении бромокриптина.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты были выполнены на 46 белых лабораторных крысах самцах линии Wistar с массой тела 250–280 г, которые содержались в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище.

Были сформированы 7 групп животных. Крысам контрольной группы (первая группа – 6 крыс) внутрибрюшинно вводили физиологический раствор. Остальные животные получали внутрибрюшинно бромокриптин в дозе 1 мг/кг: вторая группа (5 крыс) в течение 2 недель ежедневно, третья (5), четвертая (5),пятая (5), шестая (5) и седьмая (15 крыс) группы в течение 4 недель ежедневно.

После завершения инъекций у крыс забирали кровь по следующей схеме: первая группа (контрольная) – через 3 дня после последней инъекции физиологического раствора; вторая группа – на следующие сутки после завершения введения бромокриптина в течение 2 недель; третья группа – на следующие сутки после завершения введения бромокриптина в течение 4 недель; четвертая группа – через 3 суток после последней инъекции в течение 4 недель; пятая группа – через 7 суток; шестая группа – через 14 суток, седьмая – через 4 недели после последней инъекции бромокриптина.

Кровь забирали в пробирки, отстаивали с течение 30 мин при температуре +37 оС, центрифугировали при 3000 об./мин в течение 10 мин. Полученные образцы сыворотки хранились в морозильной камере при температуре –40 оС. Животных (под общим обезболиванием препаратом «Золетил») декапитировали и извлекали головной мозг, который отмывали от крови холодным физиологическим раствором в течение 40–50 с, очищали от паутинной оболочки, обсушивали на фильтровальной бумаге и замораживали. Материал до проведения иммунологического тестирования хранился в морозильной камере при температуре –40о С. Перед исследованием на наличие аутоантител (ААТ) передний мозг взвешивали, измельчали и гомогенизировали механически, добавляли охлажденный фосфатно-солевой буферный раствор (рН 7,4) в соотношении ткань : буфер – 1 : 3, перемешивали, осаждали центрифугированием при 3000 об./мин в течение 10 мин. Надосадочная жидкость использовалась для проведения иммуноферментного анализа (ИФА).

Количественное определение уровней аутоантител в сыворотке крови и супернатанте гомогената головного мозга проводили с помощью ИФА. Оценивали концентрацию ААТ (IgG) в сыворотке крови и мозговой ткани к дофаминовым рецепторам 1-го и 2-го типов (DR1 и DR2), а также к NR1, NR2A, NR2B субъединицам NMDA рецептора. Содержание ААТ к белку S100B оценивали в сыворотке крови. На твердой фазе полистироловых планшетов был иммобилизован антиген соответствующего рецептора или белка S100B (Cloud-Clone Corp. – США/КНР). Применялись тест-системы, разработанные ООО НПО «Иммунотэкс» (Россия). Исследование проводили на автоматическом иммуноферментном анализаторе «Лазурит» (Dynex Technologies, США) при длине волны 450 нм.

Статистический анализ полученных результатов измерений выполняли с применением прикладных программ STATISTICA (StatSoft Inc., США). Учитывая, что распределения не соответствовали нормальному, по данным критерия Шапиро – Уилка, применяли методы непараметрической статистики.

Исследование выполнялось в соответствии с положениями Женевской конвенции 1985 г. о «Между-народных принципах биомедицинских исследований с использованием животных» и Хельсинкской декларацией 2000 г. о гуманном отношении к животным, а также Приказа МЗ РФ № 199н «Об утверждении правил лабораторной практики» от 1 апреля 2016 г.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

У животных контрольной группы уровни естественных ААТ в сыворотке крови колебались в пределах 0,8–10,9 Ед/мл, а в ткани мозга – 1,0–1,8 Ед/мл. Длительное ежедневное введение бромокриптина вызывало выраженное (по сравнению с контролем) нарастание содержания ААТ к нейрорецепторам и в сыворотке крови (табл. 1), и в ткани головного мозга. При этом уровни ААТ в мозговой ткани были на порядок ниже (табл. 2), чем в сыворотке, что можно объяснить функционированием ГЭБ.

Анализ динамики ААТ в сыворотке крови показывает, что их уровень нарастал к концу инъекционной процедуры (4 недели введения) и начинал снижаться через 7 суток, и особенно через 14 суток после последней инъекции бромокриптина. Следует обратить внимание на то, что уровень ААТ к дофаминовым рецепторам начинал снижаться уже через 3 суток после последнего введения препарата. При этом содержание ААТ к NMDA рецепторам (NR1 и NR2A) в эти сроки еще продолжало нарастать. Через 4 недели после прекращения введения бромокриптина уровень ААТ в сыворотке крови был сопоставим с их содержанием у контрольных животных. Изменение содержания ААТ к белку S100B происходило аналогичным образом: было наибольшим через 4 недели иммунизации и затем постепенно снижалось.

В ткани переднего мозга крыс также обнаруживались высокие, по сравнению с контрольной группой крыс, уровни ААТ и к дофаминовым и NMDA рецепторам. Через 14 суток и через 4 недели после прекращения инъекций бромокриптина в ткани мозга уровни ААТ были сопоставимы с контролем.

 

Таблица 1

Изменение уровней аутоантител (Ед/мл) к нейрорецепторам и белку S100B в сыворотке крови у крыс [Me (Q1–3)]

ААТ к

мозговым

антигенам

2 недели

введения

4 недели

введения

Через 3 суток

после последней

инъекции

Через 7 суток

после последней

инъекции

Через 14 суток

после последней

инъекции

DR1

164,0

(156,1–169,3)

195,6

(194,3–232,0)

162,5

(140,1–168,8)

126,4

(107,4–161,8)

83,3

(78,6–90,0)

DR2

109,0

(86,7–115,9)

170,2

(169,0–175,2)

136,0

(125,9–149,9)

109,5

(106,0–142,5)

62,6

(56,2–73,1)

NR1

84,6

(82,4–85,5)

151,5

(148,9–180,1)

162,4

(151,7–171,4)

161,8

(134,4–162,6)

68,1

(67,3–85,3)

NR2A

110,6

(105,5–136,6)

168,1

(144,9–173,0)

172,5

(168,0–189,4)

157,0

(150,5–161,7)

86,9

(74,8–87,1)

NR2B

89,1

(80,4–92,2)

178,2

(142,2–178,5)

169,5

(161,6–173,8)

155,2

(151,4–162,4)

60,3

(59,1–70,8)

Белок S100B

69,6

(67,8–71,7)

80,8

(67,7–88,0)

56,3

(50,7–56,4)

67,0

(65,1–69,5)

63,6

(56,3–75,7)

 

Таблица 2

Изменение уровней аутоантител (Ед/мл) к нейрорецепторам в ткани головного мозга крыс [Me (Q1–3)]

ААТ к

мозговым

антигенам

2 недели

введения

4 недели

введения

Через 3 суток

после последней

инъекции

Через 7 суток

после последней

инъекции

Через 14 суток

после последней

инъекции

DR1

12,4

(4,6–12,4)

20,9

(15,6–23,6)

12,4

(7,4–16,7)

11,5

(11,1–11,8)

1,45

(1,37–1,66)

DR2

10,6

(5,4–11,7)

15,6

(8,7–24,9)

7,4

(4,1–8,3)

5,1

(5,0–6,4)

1,8

(1,6–1,97)

NR1

11,4

(11,2–11,6)

11,0

(10,8–17,5)

12,5

(11,9–16,0)

9,4

(4,4–9,5)

1,5

(1,4–1,52)

NR2A

14,9

(14,1–18,0)

19,4

(14,0–23,4)

19,9

(17,1–21,2)

11,7

(9,0–11,8)

1,37

(1,32–1,75)

NR2B

12,1

(10,4–12,6)

12,5

(10,4–13,7)

12,9

(10,1–13,1)

9,1

(7,0–9,9)

1,7

(1,6–1,8)

 

Корреляционный анализ (по Спирмену) обнаружил, что полного параллелизма между концентрацией ААТ в сыворотке крови и в ткани мозга не прослеживается. Уровень ААТ к NR2A был умеренно связан с содержанием в ткани мозга ААТ к NR1 (r = 0,4185; p < 0,05), NR2A (r = 0,4223; p < 0,05), NR2B (r = 0,4215; p < 0,05), и заметно с DR2 (r = 0,5261; p < 0,05). Выявлялась умеренная связь между ААТ к NR2B в сыворотке и содержанием DR2 в ткани мозга (r = 0,4538). Содержание ААТ к DR1 в сыворотке было связано умеренно с уровнем в мозге ААТ к NR1 (r = 0,4215; p < 0,05), NR2A (r = 0,4969; p < 0,05), заметно с мозговыми ААТ к NR2B (r = 0,5592; p < 0,05). Концентрация ААТ к DR2 была заметно связана с содержанием ААТ к этим же рецепторам в мозговой ткани (r = 0,5769; p < 0,05).

Интересно, что сывороточный уровень ААТ к белку S100B был умеренно связан с содержанием в ткани мозга ААТ к NR2A (r = 0,4700; p < 0,05), NR2B (r = 0,4423; p < 0,05) и к DR2 (r = 0,5030; p < 0,05). При этом корреляционных связей с уровнями ААТ к нейрорецепторам в крови не обнаруживалось.

Таким образом, выполненное исследования подтвердило ранее полученные данные о способности агонистов дофаминовых рецепторов повышать уровень ААТ (IgG) к дофаминовым (DR1 DR2) и к NMDA рецепторам [1, 2]. При этом было установлено, что содержание ААТ в сыворотке крови у иммунизированных животных остается высоким (по сравнению с контролем) через 7 и 14 суток после последней инъекции бромокриптина. Через 4 недели после завершения процедуры иммунизации содержание ААТ в сыворотке крови было таким же, как и у контрольной группы крыс. Важно, что хроническое применение бромокриптина вызывало повышение количества ААТ и ткани головного мозга животных. При этом достаточно высокое содержание ААТ сохранялось в течение 7 суток после последней инъекции препарата. Обнаруженная способность ААТ (IgG) накапливаться в ткани мозга совпадает с наблюдениями других авторов [8]. Это позволяет предположить, что ААТ к нейрорецепторам могут оказывать специфическое воздействие на функцию конкретных рецепторов. Возможно, что после отмены препаратов ААТ какое-то время тоже оказывают свое действие. Интересно, что уровни ААТ к белку S100B коррелировали с содержанием ААТ в ткани мозга, но не в сыворотке крови. Считают, что белок S100B, как и ААТ к нему, является важным маркером повреждений мозга [9, 10]. В связи с этим можно предположить, что накопление ААТ к NMDA рецепторам в ткани головного мозга запускает процесс эксайтотоксичности с последующим освобождением белка S100B и накоплением ААТ к нему в сыворотке крови.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Длительное введение бромокриптина крысам вызывает нарастание уровней ААТ к NMDA и дофаминовым рецепторам в сыворотке крови и в ткани головного мозга. После прекращения введения препарата содержание ААТ в сыворотке крови снижалось до нормальных значений через 4 недели, а в ткани мозга – через 14 дней после последней инъекции бромокриптина.

 

Финансирование. Исследование выполнено в рамках государственного задания АААА-А19-119010900 193-6, финансировалось Ставропольским государственным медицинским университетом.

Funding. The study was carried out within the framework of the state task АААА-А19-119010900 193-6, funded by the Stavropol State Medical University.

×

About the authors

Maria V. Baturina

Stavropol State Medical University; Center of Clinical Pharmacology and Pharmacotherapy

Author for correspondence.
Email: nimdark@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2745-403X

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Clinical Pharmacology

Russian Federation, Stavropol; Stavropol

Ekaterina V. Grudina

Center of Clinical Pharmacology and Pharmacotherapy

Email: kvgrud@rambler.ru

Candidate of Biological Sciences, Researcher

Russian Federation, Stavropol

References

  1. Baturina M.V., Beyer E.V., Zhurbin S.A. et al. Influence of chronic administration of antiparkinson druds on levels of serum autoantibodies to dopamine and NMDA receptors. Medical News of North Caucasus. 2022;17 (2):178–182. (In Russ.) doi: 10.14300/mnnc.2022.17043.
  2. Baturina M.V., Beyer E.V. Features of the behavior of rats in the open field depending on the increase in the level of autoantibodies to neuroreceptors caused by chronic administration of dopaminergic agents. Psikhofiziologiya i psikhoneiroendokrinologiya. Materialy II Mezhdunarodnoi konferentsii = Psychophysiology and Psychoneuroendocrinology. Procedings of the II International Scientific Conference. Stavropol, 2022;51–55. doi: 10.38006I9612-62-6.2022.48.51. (In Russ.).
  3. Baturina M.V., Beier E.V., Boev O.I., Popov A.V. Changes in the severity of haloperidol catalepsy in rats under chronic administration of neuroleptics. Medical News of North Caucasus. 2019;14(3):536–537. doi: 10.14300/mnnc.2019.14132.
  4. Baturina M.V., Bejer E.V., Baturin V.A. Features of haloperidol catalepsy in rats treated with haloperidol and risperidone for a long time, depending on the levels of autoantibodies to neuroreceptors in the blood. Psikhofiziologiya i psikhoneiroendokrinologiya. Materialy II Mezhdunarodnoi konferentsii = Psychophysiology and Psychoneuroendocrinology. Procedings of the II International Scientific Conference. Stavropol: 2022;56–59. (In Russ.) doi: 10.38006/9612-62-6.2022.56.59.
  5. Baturina M.V., Beyer E.V., Baturin V.A. The effect of chronic administration of haloperidol and risperidone on the level of autoantibodies to dopamine and dopamine receptors in rats. Eksperimental’naya i klinicheskaya farmakologiya = Experimental and Clinical Pharmacology. 2021;84(7):3–5. (In Russ.) doi: 10.30906/0869-2092-2021-84-7-3-5.
  6. Cybikov N.N., Cybikova E.A. Neuroimmune relationships in the pathogenesis of alcoholic delirium. Zabajkal’skij medicinskij vestnik = Zabaikalsky Medical Bulletin. 2008; 1:19–21. (In Russ.).
  7. Pollak T.A., Beck K., Irani S.R. et al. Autoantibodies to central nervous system neuronal surface antigens: psychi-atric symptoms and psychopharmacological implication. Psychopharmacology. 2016;233:1605–1621. doi: 10.1007/ s00213-015-4156-y.
  8. Glass L., Sinclair D., Boerrigter D. et al. Brain antibodies in the cortex and blood of people with schizophrenia and controls. Translational Psychiatry. 2017;7:1–9. doi: 10.1038/tp.2017.134.
  9. Skripchenko N.V., Shirokova A.S. Neuron-specific enolase and S100 protein as biomarkers of brain damage. Review and clinical application. Nejrohirurgiya i Nevrologiya detskogo vozrasta = Pediatric Neurosurgery and Neurology. 2016;4: 16–23. (In Russ.).
  10. Baturina M. V., Beier E. V., Zhurbin S. A., Phil A. A. Effect of neuroleptics chronic administration on the content of protein S100 in blood and the level of autoantibodies to it in rats. Meditsinskii vestnik Severnogo Kavkaza = Medical News of North Caucasus. 2020;15(4):573–576. (In Russ.) doi: 10.14300/mnnc.2020.15136.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Baturina M.V., Grudina E.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 79562 от 27.11.2020 г.