Reviews on Clinical Pharmacology and Drug TherapyReviews on Clinical Pharmacology and Drug TherapyОбзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии1683-41002542-1875Eco-Vector706710.17816/RCF15348-56ArticlesСтатьиResearch ArticleThe effect of the ghrelin receptors inhibitor [D-Lys3]-GHRP-6 on the levels and metabolism of monoamines in symmetric brain areas of rats treated chronically with alcoholВлияние блокатора грелиновых рецепторов [d-lys3]-ghrp-6 на содержание и обмен моноаминов в симметричных зонах мозга крыс, хронически потреблявших алкогольKarpovaInessa V.КарповаИнесса Владимировна
Russian Federation

PhD, Docent, Senior Researcher, S.V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology

канд. биол. наук, доцент, старший научный сотрудник отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова

inessa.karpova@gmail.comBychkovEugenii R.БычковЕвгений Рудольфович
Russian Federation

PhD (Biochemistry), Leading Researcher, S.V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology Institute of Experimental Medicine; Assistant Professor, dept. of Pharmacology Kirov Military Medical Academy; Assistant Professor, dept. of General psychology National Guard Military Academy of the Russian Federation; Assistant Professor, dept. of Pharmacology, Saint Petersburg State Pediatric Medical University.

канд. мед. наук, ведущий научный сотрудник отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»; преподаватель кафедры фармакологии ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ; доцент кафедры общей и практической психологии ФГБВОУ ВО «Санкт-Петербургский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации»; доцент кафедры фармакологии ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет»

bychkov@mail.ruTissenIlia Yu.ТиссенИлья Юрьевич
Russian Federation

Researcher, S.V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology

научный сотрудник отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова

iljatis@mail.ruLebedevAndrei A.ЛебедевАндрей Андреевич
Russian Federation

Dr Biol Sci (Pharmacology), Leading Researcher, S.V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology Institute of Experimental Medicine; Professor, dept. of General psychology National Guard Military Academy of the Russian Federation

д-р биол. наук, профессор, ведущий научный сотрудник отдела нейрофармакологии им. С.В. Аничкова ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»; профессор кафедры общей и практической психологии ФГБВОУ ВО «Санкт-Петербургский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации»

aalebedev-iem@rambler.ruShabanovPetr D.ШабановПетр Дмитриевич
Russian Federation

Dr Med Sci, Professor, Head S.V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology Institute of Experimental Medicine; Head of the dept. of Pharmacology Kirov Military Medical Academy

д-р мед. наук, профессор, заведующий отделом нейрофармакологии им. С.В. Аничкова ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»; заведующий кафедрой фармакологии ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ

pdshabanov@mail.ruInstitute of Experimental MedicineФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»S.M. Kirov Military Medical AcademyФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФNational Guard Military Academy of the Russian FederationФГБВОУ ВО «Санкт-Петербургский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации»Saint Petersburg State Pediatric Medical UniversityФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет»15092017153VOL 15, NO3 (2017)ТОМ 15, №3 (2017)485609102017Copyright ©; 2017, Karpova I.V., Bychkov E.R., Tissen I.Y., Lebedev A.A., Shabanov P.D.Copyright ©; 2017, Карпова И.В., Бычков Е.Р., Тиссен И.Ю., Лебедев А.А., Шабанов П.Д.2017Karpova I.V., Bychkov E.R., Tissen I.Y., Lebedev A.A., Shabanov P.D.Карпова И.В., Бычков Е.Р., Тиссен И.Ю., Лебедев А.А., Шабанов П.Д.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/RCF/article/view/7067

Aim. In the course of the study, the impact of the ghrelin receptor GHS-R1a on the condition of symmetric monoaminergic systems of the rat brain was investigated. In particular, it was intended to find out whether the treatment with the ghrelin receptor antagonist [D-Lys3]-GHRP-6, recover the original content of monoamines and their metabolites in the brain of chronic alcoholic rats.

Methods. The experiments were performed on 22 Wistar male rats. Experimental animals instead of drinking water received 10 % ethanol solution. Rats of the control groups continued to consume tap water. 6 months after the beginning of forced chronic alcohol treatement, 6 rats treated with alcohol, and 6 rats received water, in a month, once in three days, were instilled intranasally with the ghrelin antagonist [D-Lys3]-GHRP-6 (1 мкг/мкл, with 10 µl to each nostril). The other animals in the same manner were administered an equivalent volume of saline. 80 minutes after the last intranasal administration of drugs, rats were decapitated. With the HPLC-method, in the hypothalamus, olfactory tubercle, striatum and hippocampus of the left and right sides of the brain the contents of noradrenaline (NA), dopamine (DA), dioxyphenylacetic acid (DOPAC), homovanillic acid (HVA), serotonin (5-HT) and 5-hydroxyindoleacetic acid (5-HIAA) were measured. The results were processed by Student’s t-test using the statistical software package GraphPad Prism 6.0.

Results. In the control rats (not exposed to either ethanol or drug) in the left striatum revealed a significant predominance of 5-HIAA compared to the same parameter of the other side of the brain. Under the condition of chronic ethanol intake, the initial left-sided asymmetry disappeared. Ethanol increased the content of 5-HT in the left hippocampus, 5-HIAA in the right olfactory tubercle and DA – in the right hypothalamus. [D-Lys3]-GHRP-6, when administered intranasally to the intact rats, significantly increased the 5-HIAA/5-HT ratio in the right olfactory tubercle, and the 5-HIAA, DOPAC and HVA levels – in the right striatum. In contrast, the left-sided effects in hippocampus were observed: the 5-HT levels increased and the 5-HIAA/5-HT ratio decreased. When instilled to intact rats, [D-Lys3]-GHRP-6 does not alter the monoaminergic systems of the hypothalamus. Between the monoaminergic systems of intact animals and alcoholic rats treated with [D-Lys3]-GHRP-6, the significant differences were shown. So, in the left hippocampus of alcoholic rats treated with [D-Lys3]-GHRP-6, the 5-HT level was higher, and the 5-HIAA/5-HT ratio was lower than in the control intact animals. Besides, in the right striatum of alcoholic rats treated with [D-Lys3]-GHRP-6, the DA metabolites levels were higher than those in the intact control animals. When comparing two groups of rats treated with [D-Lys3]-GHRP-6 (consumed water and alcoholic), the only difference was found: the alcoholic animals the content of DA in the left hypothalamus was lower than that of rats consumed water.

Conclusion. Thus, by its influence on the monoaminergic system of the brain, [D-Lys3]-GHRP-6 is not an antagonist of the ethanol. Rather ethanol, when administered chronically, reduces the reactivity of the majority of monoaminergic systems to the ghrelin antagonist. Herewith, the forced chronic treatement with ethanol selectively increases the sensitivity to the [D-Lys3]-GHRP-6 in the hypothalamus DA-ergic system

Целью исследования было изучить влияния блокады грелиновых рецепторов GHS-R1a на состояние симметричных моноаминергических систем головного мозга крыс. В частности, предполагалось выяснить, способствует ли применение антагониста грелина [D-Lys3]-GHRP-6 восстановлению исходного содержания моноаминов и их метаболитов в головном мозге животных, хронически потребляющих алкоголь.

Методы. Опыты проведены на 22 самцах крыс линии «Вистар». Экспериментальные животные вместо питьевой воды получали 10 % раствор этанола. Крысы контрольных групп продолжали потреблять водопроводную воду. Через 6 месяцев после начала принудительной хронической алкоголизации 6 крысам, получавшим алкоголь, и 6 крысам, получавшим воду, в течение месяца, раз в три дня, интраназально вводили антагонист грелина [D-Lys3]-GHRP-6 (1 мкг/мкл, по 10 мкл в каждую ноздрю). Остальным животным в том же режиме вводили эквивалентный объем физраствора. Через 80 минут после последнего интраназального введения препаратов крыс декапитировали. В гипоталамусе, обонятельном бугорке, стриатуме и гиппокампе правой и левой сторон мозга методом ВЭЖХ с электрохимической детекцией определяли содержание норадреналина (НА), дофамина (ДА), диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК), гомованилиновой кислоты (ГВК), серотонина (5-ГТ) и гидроксииндолуксусной кислоты (5-ГИУК). Полученные результаты обрабатывали по t-критерию Стьюдента с использованием пакета статистических программ GraphPad Prism 6.0.

Результаты. У контрольных крыс (не подвергавшихся воздействию ни алкоголя, ни препарата) в левом стриатуме обнаружилось достоверное преобладание уровня 5-ГИУК по сравнению с аналогичным показателем другой стороны мозга. Под действием хронического потребления 10 % раствора этанола исходная левосторонняя асимметрия исчезала. Этанол увеличивал содержание 5-ГТ в левом гиппокампе, 5-ГИУК — в правом обонятельном бугорке и ДА — в правом гипоталамусе. Препарат [D-Lys3]-GHRP-6 при интраназальном введении интактным крысам достоверно увеличивал соотношение 5-ГИУК/5-ГТ в правом обонятельном бугорке и уровень 5-ГИУК, ДОФУК и ГВК — в правом стриатуме. В гиппокампе, напротив, наблюдались левосторонние эффекты: повышался уровень 5-ГТ и уменьшалось соотношение 5-ГИУК/5-ГТ. При введении интактным крысам исследуемый препарат не влияет на состояние моноаминергических систем гипоталамуса. Между состоянием моноаминергических систем интактных животных и хронически алкоголизированных крыс, получавших [D-Lys3]-GHRP-6, обнаруживались значимые различия. Так, в левом гиппокампе у алкоголизированных крыс, получавших [D-Lys3]-GHRP-6, уровень 5-ГТ был выше, а соотношение 5-ГИУК/5-ГТ ниже, чем у контрольных интактных животных. Кроме того, в правом стриатуме крыс, получавших [D-Lys3]-GHRP-6 на фоне хронической алкоголизации, было отмечено более высокое содержание метаболитов ДА, чем в соответствующей зоне мозга интактных контрольных животных. При сравнении двух групп крыс, получавших [D-Lys3]-GHRP-6 (потреблявших воду и подвергавшихся принудительной алкоголизации), было обнаружено единственное различие: у алкоголизированных животных содержание ДА в левом гипоталамусе было ниже, чем у крыс, потреблявших воду.

Заключение. Таким образом, по своему влиянию на моноаминергические системы головного мозга [D-Lys3]-GHRP-6 не является антагонистом действия этанола. Скорее, этанол при хроническом воздействии снижает реактивность большинства моноаминергических систем на антагонист грелина. При этом избирательно повышается чувствительность ДА-ергической системы гипоталамуса к препарату [D-Lys3]-GHRP-6.

ghrelin antagonistforced chronic treatement with alcoholmonoamineshemispheric asymmetryантагонист грелинапринудительная хроническая алкоголизациямоноаминымежполушарная асимметрия1. Виноградов П.М., Тиссен И.Ю., Лебедев А.А., и др. Антагонист рецепторов грелина [D-Lys3]-GHRP-6 снижает экспрессию условной реакции предпочтения места этанола у крыс // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. – 2015. – Т. 13. – № 2. – С. 27–33. [Vinogradov PM, Tissen IYu, Lebedev AA, et al. Antagonist receptorov grelina [D-Lys3]-GHRP-6 snizhaet ehkspressiyu uslovnoj reakcii predpochteniya mesta ehtanola u krys. Review on Clinical Pharmacology and Medicinal Therapy. 2015;13(2):27-33. (In Russ.)]2. Карпова И.В., Михеев В.В., Марышева В.В., и др. Изменения содержания моноаминов в симметричных структурах мозга агрессивных мышей-изолянтов линии C57Bl/6 под влиянием окситоцина // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2015. – Т. 160. – № 11. – С. 546–550. [Karpova IV, Mikheev VV, Marysheva VV, et al. Oxytocin-induced changes in monoamine level in symmetric brain structures of isolated aggressive C57Bl/6 mice. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2015;160(5):605-609. (In Russ.)]. doi: 10.1007/s10517-016-3228-2.3. Chen Ch-Y, Asakawa A, Fujimiya M, et al. Ghrelin gene products and the regulation of food intake and gut motility. Pharmacol Rev. 2009;61:430-481. doi: 10.1124/pr.109.001958.4. Cory-Slechta DA, Weston D, Liu S, Allen JL. Brain hemispheric differences in the neurochemical effects of lead, prenatal stress, and the combination and their amelioration by behavioral experience. Toxicol Sci. 2013;132(2):419-30. doi: 10.1093/toxsci/kft015.5. Davis KW, Wellman PJ, Clifford PS. Augmented cocaine conditioned place preference in rats pretreated with systemic ghrelin. Regul Peptides. 2007;140(3):148-152. doi: 10.1016/j.regpep.2006.12.003.6. Diano S, Farr SA, Benoit SC, et al. Ghrelin controls hippocampal spine synapse density and memory performance. Nature Neuroscience. 2006;9:381-388. doi: 10.1038/nn1656.7. Dickson SL, Egecioglu E, Landgren S, et al. The role of the central ghrelin system in reward from food and chemical drugs. Molecular and Cellular Endocrinology. 2011;340:80-87. doi: 10.1016/j.mce.2011.02.017.8. Engel JA, Fahlke C, Hulthe P, et al. Biochemical and behavioral evidence for an interaction between ethanol and calcium-channel antagonists. Alcohol and Alcoholism. 1988;23(3):A13-A113. doi: 10.1007/BF01244784.9. Ferrini F, Salio C, Lossi L, Merighi A. Ghrelin in Central Neurons. Curr Neuropharmacol. 2009;7(1):37-49. doi: 10.2174/157015909787602779.10. Jerlhag E, Egecioglu E, Dickson SL, Engel JA. Glutamatergic regulation of ghrelin-induced activation of the mesolimbic dopamine system. Addiction Biology. 2011;16(1):82-91. doi: 10.1111/j.1369-1600.2010.00231.x.11. Jerlhag E, Egecioglu E, Dickson SL, et al. Alpha-conotoxin MII-sensitive nicotinic acetylcholine receptors are involved in mediating the ghrelin-induced locomotor stimulation and dopamine overflow in nucleus accumbens. European Neuropsychopharmacolology. 2008;18(7):508-518. doi: 10.1016/j.euroneuro.2008.02.006.12. Jerlhag E, Egecioglu E, Landgren S, et al. Requirement of central ghrelin signaling for alcohol reward. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2009;106 (27):11318-11323. doi: 10.1073/pnas.0812809106.13. Kaur S, Ryabinin AE. Ghrelin receptor antagonism decreases alcohol consumption and activation of perioculomotor urocortin-containing neurons. Alcoholism – Clinical and Experimental Research. 2010;34(9):1525-1534. doi: 10.1111/j.1530-0277.2010.01237.x.14. Kern A, Mavrikaki M, Ullrich C, et al. Hippocampal Dopamine/DRD1 signaling dependent on the ghrelin receptor. Cell. 2015;163(5):1176-1190. doi: 10.1016/j.cell.2015.10.062.15. Krasnova IN, Bychkov ER, Lioudyno VI, et al. Intracerebroventricular administration of substance P increases dopamine content in the brain of 6-hydrodopamine lesioned rats. Neuroscience. 2000;95(1):113-117. doi: 10.1016/S0306-4522(99)00400-5.16. Moulin A, Demange L, Berge G, et al. Toward potent ghrelin receptor ligands based on trisubstituted 1 2,4-triazole structure. 2. Synthesis and pharmacological in vitro and in vivo evaluations. Journal of Medicinal Chemistry. 2007;50;5790-5806. doi: 10.1021/jm0704550.17. Nagaya N, Itoh T, Murakami S, et al. Treatment of cachexia with ghrelin in patients with COPD. Chest. 2005;128:1187-93. doi: 10.1378/chest.128.3.1187.18. Nass R, Pezzoli SS, Oliveri MC, et al. Effects of an oral ghrelin mimetic on body composition and clinical outcomes in healthy older adults: a randomized trial. Annals of Internal Medicine. 2008;149(9):601-611. doi: 10.7326/0003-4819-149-9-200811040-00003.19. Quarta D, Di Francesco C, Melotto S. Systemic administration of ghrelin increases extracellular dopamine in the shell but not the core subdivision of the nucleus accumbens. Neurochemistry International. 2009;54(2):89-94. doi: 10.1016/j.neuint.2008.12.006.20. Robinson TE, Berridge KC. The neural basis of drug craving – an incentivesensitization theory of addiction. Brain Research Reviews. 1993;18(3):247-291. doi: 10.1016/0165-0173(93)90013-P.21. Rosen GD, Finklestein S, Stoll AL, et al. Neurochemical asymmetries in the albino rat’s cortex, striatum, and nucleus accumbens. Life Sci. 1984;34(12):1143-8. doi: 10.1016/0024-3205(84)90085-7.22. Sato T, Nakamura Y, Shiimura Y, et al. Structure, regulation and function of ghrelin. J Biochem. 2012;151(2):119-128. doi: 10.1093/jb/mvr134.23. Schneider ER, Darby R, Leibowitz SF, Hoebel BG. Orexin, but not ghrelin, injected in the lateral hypothalamus increases alcohol intake in alcohol-drinking rats. Alcoholism – Clinical and Experimental Research. 2007;31(6):199A.