ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 Обзор литературы 6
1 ГАМК как нейромедиатор в организме человека и животных 6
1.1 Синтез ГАМК in vivo и ГАМК-ергическая синаптическая передача ... 6
1.2 Рецепторы ГАМК 8
2 Физиологическая роль ГАМК и возможности его фармакологического
использования 10
2.1 Нейропротекторный эффект 10
2.2 Антигипертензивный эффект 11
2.3 Антидиабетический эффект 11
2.4 Противоопухолевый эффект 12
2.5 Антиоксидантный эффект 12
2.6 Противовоспалительный эффект 12
2.7 ГАМК в восприятии боли 13
2.8 ГАМК при сне и бессоннице 13
2.9 Роль ГАМК в формировании тревоги, стресса и депрессивного
синдрома 13
2.9.1 Структуры мозга, участвующие в развитии тревоги 15
3 Микроорганизмы как источник ГАМК 16
3.1 Микроорганизмы, синтезирующие ГАМК 16
3.2 Значение ГАМК у различных групп микроорганизмов 18
3.3 Преимущества синтеза ГАМК микроорганизмами 19
3.4 Производство ГАМК с помощью биокатализа на основе ферментов
микроорганизмов 22
Глава 2 Практическая часть 24
1 Материалы 24
2 Методы 24
2.1 Тест «Открытое поле» 25
2.2 Тест на эмоциональную реакцию 26
2.3 Приподнятый крестообразный лабиринт 29
3 Результаты 30
3.1 Оценка влияния ГАМК-содержащих субстанций на поведение мышей
в тесте «Открытое поле» 30
3.2 Оценка влияния ГАМК-содержащих субстанций на эмоциональную
реакцию мышей 33
3.3 Оценка влияния ГАМК-содержащих субстанций на поведение мышей
в приподнятом крестообразном лабиринте 34
3.4 Сравнение эффективности ГАМК-содержащих субстанций между
собой и с синтетической ГАМК 35
4 Обсуждение результатов 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 40
ГАМК (гамма-аминомасляная кислота) - главный тормозный нейромедиатор, на долю которого приходится около 40% синаптической передачи в мозге млекопитающих [Абрамец, 2017]. ГАМК изобилует в мозге млекопитающих с широким разнообразием ГАМК-ергических интернейронов, которые дифференциально распределены в нескольких областях мозга. Так, в неокортексе интернейроны составляют 20-30% общего количества нейронов. Неокортикальная ГАМК-ергическая сигнализация имеет важное значение для обработки информации в первичной визуальной и соматосенсорной коре [Шелудько, 2020].
ГАМК являясь главным тормозным нейромедиатором в центральной нервной системе млекопитающих, участвует в регуляции нескольких функций организма [Hudec, 2015]. Она оказывает гипотензивное, седативное и мочегонное действие, облегчает боль. ГАМК-ергическая система участвует в предотвращении диабета, так как стимулирует секрецию инсулина, и влияет на повышении концентрации гормона роста в плазме крови за счет воздействия на эндокринную систему. Известно, что ГАМК эффективна для предотвращения развития ряда неврологических расстройств, таких как болезнь Паркинсона, хорея Хантингтона и болезнь Альцгеймера [Sarasa, 2019]. Таким образом, все вышеперечисленное делает ГАМК потенциальным биологически активным компонентом пищевых продуктов и фармацевтических препаратов.
В связи с широким спектром физиологической активности и возможностями использования ГАМК в качестве пищевой добавки или как компонента фармакологических препаратов встает вопрос о рациональном способе получения данного вещества. Наиболее эффективным и безопасным считается синтез с помощью биокатализа с использованием микроорганизмов, продуцирующих ГАМК в ходе жизнедеятельности [Dhakal, 2012; Rashmi, 2018; Sarasa, 2019].
Для синтеза ГАМК на практике наиболее часто используются различные штаммы молочнокислых бактерий - представителей родов Lactococcus и Lactobacillus [Li 2010; Rashmi, 2018]. Один из наименее изученных штаммов, используемых в качестве источника ГАМК, является Lactobacillus casei, который был выбран для получения ГАМК-содержащих продуктов в данном исследовании.
Цель работы: изучить влияние ГАМК-содержащих продуктов
метаболизма микроорганизмов на поведенческую активность мышей.
Задачи работы:
1. Изучить влияние ГАМК-содержащих продуктов метаболизма микроорганизмов на ориентировочно-исследовательское поведение мышей в тесте «Открытое поле».
2. Изучить влияние ГАМК-содержащих продуктов метаболизма
микроорганизмов на эмоциональную реакцию мышей.
3. Изучить влияние ГАМК-содержащих продуктов метаболизма
микроорганизмов на поведение мышей в приподнятом крестообразном лабиринте.
4. Сравнить эффект ГАМК-содержащих продуктов метаболизма микроорганизмов с эффектом синтетической ГАМК.
Работа выполнена в лаборатории фитофармакологии и специального питания НИИ фармакологии и регенеративной медицины им. Е. Д. Гольдберга Томского НИМЦ под руководством д-р мед. наук, профессора Н. И. Суслова.
1) Уменьшение двигательной активности у мышей в тесте «Открытое поле» свидетельствуют о наличии седативного действия препарата ЛСГ в дозе 5 г/кг и 10 г/кг. Препарат ЖСГ в дозе 5 г/кг и 10 г/кг повышает двигательную активность животных, что говорит о возбуждающем действии компонентов, входящих в его состав.
2) В ходе исследования выявлено, что применение препарата ЛСГ в дозе 5 г/кг и 10 г/кг снижает эмоциональную реакцию мышей по сравнению с контрольной группой, что говорит о проявлении седативного эффекта. Применение препарата ЖСГ в дозе 5 г/кг и 10 г/кг повышает возбудимость и тревогу у животных.
3) В ходе проведения исследования на приподнятом крестообразном лабиринте выявлена, что ГАМК и ГАМК-содержащие субстанции обладают противотревожным эффектом по сравнению с показателями контрольной группы, при этом препарат ЖСГ проявляет наиболее сильный седативный эффект, что противоречит результатам тестов по другим методикам.
4) В сравнении с синтетической ГАМК ГАМК-продукты метаболизма в гидролизованной форме оказались более эффективны в качестве средства с седативным эффектом.
