Home

Нейротрансмиттерная роль агматина, его взаимодействие с классическими нейромедиаторами и участие в механизмах развития боли

16 Июль 2013 Автор: Дюйзен И.В., Балашова Т.В., Ламаш Н.Е., Мнацаканян Л.А., Шуматов В.Б.

  Индекс УДК: 612.83:612.015.1:616.8‑091.81:616.8‑009.7 | Страницы: 22-27 | Полный текст статьи. PDF файл | Открыть PDF 

Аннотация:

Обзор литературы и данных собственных исследований в области изучения нейромедиатора агматина и распределения агматиназы (фермента деградации агматина) в мозге млекопитающих и человека. Собственные данные свидетельствуют в пользу наличия агматиназы в спинальных и супраспинальных мотонейронах, в интернейронах коры и гиппокампа. Не найдены агматинергические нейроны в задних рогах спинного мозга, однако в данной области иммуноцитохимически агматиназа обнаружена на телах и отростках нейронов. Кроме того, выделена популяция первично‑чувствительных нейронов спинальных ганглиев, меняющих уровень активности при развитии воспалительной и нейропатической боли. Установлено наличие агматиназы в небольшой популяции крупных нейронов рострального вентромедиального ядра продолговатого мозга, входящего в состав эндогенной моноаминовой анальгетической системы мозга. Анализ данных литературы позволяет предположить, что в основе антиноцицептивного действия агматина могут лежать его достаточно тесные взаимодействия с нитроксидергической и моноаминовой системами головного и спинного мозга.

Ссылки на авторов:

Балашова Татьяна Викторовна
канд. мед. наук, доцент кафедры реанимации, анестезиологии, интенсивной терапии СМП, ФПК и ППС ТГМУ; e‑mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
И.В. Дюйзен, Т.В. Балашова, Л.А. Мнацаканян, В.Б. Шуматов
Тихоокеанский государственный медицинский университет (690950, г. Владивосток, пр‑т Острякова, 2)
И.В. Дюйзен, Н.Е. Ламаш
Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН (690041, г. Владивосток, ул. Пальчевского, 17)

  1. Анестезиология и реаниматология: руководство для врачей / под. ред. Ю.С. Полушина. СПб.: Элби‑СПб, 2004. 720 с.
  2. Волчков В.А., Игнатов Ю.Д., Страшнов В.И. Болевые синдромы в анестезиологии и реаниматологии. М.: МЕДпресс‑информ, 2006. 320 с.
  3. Гельфанд Б.Р., Кириенко П.А., Черненко Л.Ю. Послеоперационная аналгезия // РМЖ. 2011. Т. 11, № 12. С. 707–713.
  4. Дюйзен И.В., Ламаш Н.Е. Взаимодействие NO‑ и норадренергической систем головного мозга в механизмах боли и опиатной аналгезии // Вестник ДВО РАН. 2006. № 2. С. 70–76.
  5. Михайлович В.А., Игнатьев Ю.Д. Болевой синдром. Л.: Медицина, 1990. 336 с.
  6. Осипова Н.А., Петрова В.В. Боль в хирургии. Средства и способы защиты. М.: МИА, 2013. 464 с.
  7. Страшнов В.И., Волчков В.А, Бойкова Н.В, Томсон В.В. Современные подходы к устранению болевого синдрома // Анестезиология и реаниматология. 2000. Т. 7, № 3. С. 188–189.
  8. Augnet M., Viossat I., Marin J.G. et al. Selective inhibition of inducible nitric oxide synthase by agmatine // Jpn. J. Pharmacol. 1995. Vol. 69, No 3. P. 285–287.
  9. Bauer P.M., Buga G.M., Fukuto J.M. et al. Nitric oxide inhibits ornithine decarboxylase via S‑nitrosylation of cysteine 360 in the active site of the enzyme // J. Biol. Chem. 2001. Vol. 276, No. 37. P. 34458–34464.
  10. Bernstein H.‑G., Derst C., Stich C. et al. The agmatine‑degrading enzyme agmatinase: a key to agmatine signaling in rat and human brain? // Amino Acids. 2011.Vol. 40, No. 2. P. 453–465.
  11. Bhalla, S., Rapolaviciute V., Gulati A. Determination of α(2)‑adrenoceptor and imidazoline receptor involvement in augmentation of morphine and oxycodone analgesia by agmatine and BMS182874 // Eur. J. Pharmacol. 2011. Vol. 651, No 1–3. P. 109–121.
  12. Blantz R.C., Satriano J., Gabbai F., Kelly C. Biological effects of arginine metabolites // Acta Physiol. Scand. 2000. Vol. 168, No. 1. P. 21–25.
  13. Buga, G.M., Wei L., Bauer P.M. et al. NG‑hydroxy‑L‑arginine and nitric oxide inhibit Caco‑2 tumor cell proliferation by distinct mechanisms // Am. J. Physiol. 1998. Vol. 275, No. 4. P. R1256–R1264.
  14. Cook H.T. et al. Arginine metabolism in experimental glomerulonephritis: interaction between nitric oxide synthase and arginase // Am. J. Physiol. 1994. Vol. 267, No. 4 Pt 2. P. 646–653.
  15. Courteix C., Privat A‑M., Pelissier T. et al. Agmatine induces antihyperalgesic effects in diabetic rats and a superadditive interaction with R(‑)‑3‑(2‑carboxypiperazine‑4‑yl)‑propyl‑1‑phosphonic acid, a Ne‑methyl‑D‑aspartate‑receptor antagonist // J. Pharmacol. and Exp. Ther. 2007. Vol. 322, No. 3. P. 1237–1245.
  16. Cywinski J. B., Parker B.M., Xu M. et al. A comparison of postoperative pain control in patients after right lobe donor hepatectomy and major hepatic resection for tumor // Anesth. Analg. 2004. Vol. 108, No. 3 P. 1747–1752.
  17. Dambisya Y.M., Chan K., Wong C.L. Role of adrenoceptors in the potentiation of opioid antinociception by ephedrine and phenylpropanolamine in mice // Psychopharmacology. 1991. Vol. 105, No. 4. P. 563–567.
  18. Fairbanks C.A., Schreiber K.L., Brewer K. et al. Agmatine reverses pain induced by inflammation, neuropathy, and spinal cord injury // Proc. Nat. acad. Sci. USA. 2000. Vol. 97, No. 19. P. 10584–10589.
  19. Fairbanks C.A., Schreiber K.L., Brewer K.L. et al. Agmatine reverses pain induced by inflammation, neuropathy, and spinal cord injury PNAS // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. Vol. 97, No. 19. P. 10584–10589.
  20. Gabotti V.M., Tibola D., Paszcuk A.F. et al. Contribution of spinal glutamatergic receptors to the antinociception caused by agmatine in mice // Brain Res. 2006. Vol. 1093, No. 1. P. 116–122.
  21. Galea E., Regunathan S., Eliopoulos V. et al. Inhibition of mammalian nitric oxide synthases by agmatine, an endogenous polyamine formed by decarboxylation of arginine // Biochem. J. 1996. Vol. 316, No. 1. P. 247–249.
  22. Gilad G.M., Salame K., Rabey J.M. et al.Agmatine treatment is neuroprotective in rodent brain injury models // Life Sci. 1996. Vol. 58, No. 2. P. 41–46.
  23. Goarcke‑Postle, C.J., Overland A.C., Riedl M.S. et al.Potassium‑ and capsaicin‑induced release of agmatine from spinal nerve terminals // J. Neurochem. 2007. Vol. 102, No. 6. P. 1738–1748.
  24. Gonzalez S. Natural compound may offer new treatment for chronic pain // NIDA Notes. 2001. Vol. 16, No. 3. P. 10–11.
  25. Gotoh T., Araki M., Mori M. et al. Chromosmal localization of the human arginase II gene and tissue distribution of its mRNA // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1997. Vol. 233, No. 2. P. 487–491.
  26. Halaris A., Piletz J. Agmatine: metabolic pathway and spectrum of activity in brain // CNS Drugs. 2007. Vol. 21, No. 11. P. 885–900.
  27. Herman Z.S. Agmatine‑a novel endogenous ligand of imidazoline receptors // Pol. J. Pharmacol. 1997. Vol. 49, No. 2–3. P. 85–88.
  28. Horvath G., Kekesi G., Dobos I. et al. Effect of intrathecalagmatine on inflammation‑induced thermal hyperalgesia in rats // Eur. J. Phramacol. 1999. Vol. 368, No. 2–3. P. 197–204.
  29. Hou D., Suzuki K., Wolfgang W.J. et al. Presynaptic impairment of synaptic transmission in Drosophila embryos lacking Gsα // J. Neuroscience. 2003. Vol. 23, No. 13. P. 5897–5905.
  30. Kinnman E., Levine J.D. Involvement of the sympathetic postganglionic neuron in capsaicin‑induced secondary hyperalgesia in the rat // Neuroscience. 1995. Vol. 65, No. 1. P. 283–291.
  31. Kolesnikov Y.A., Jain S., Wilson R. et al. Peripheral morphine analgesia: synergy with central sites and a target of morphine tolerance // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1996. Vol. 279, No. 2. P. 502–506.
  32. Li J., Pei G., Qin B.‑Y. Correlation between inhibitions of morphine withdrawal and nitroc‑oxide syntase by agmatine // Actapharmacol. sin. 1999. Vol. 20, No. 4. P. 375–380.
  33. Millan M.J. Descending control of pain // Prog. Neurobiology. 2002. Vol. 66. No. 6. P. 355–474.
  34. Miyanaka K., Gotoh T., Nagasaki A.et al. Immunohistochemical localization of arginase II and other enzymes of arginine metabolism in rat kidney and liver // Histochem. J. 1998. Vol. 30, No. 10. P. 741–751.
  35. Morris S.M.Jr. Regulation of enzymes of urea and arginine synthesis // Annu. Rev. Nutr. 1992. Vol. 12. P. 81–101.
  36. Munder M. Beak‑San Choi, Rogers M. et al. Th1/Th2‑regulated expression of arginase isoforms in murine macrophages and dendritic cells // J. Immunol. 1999. Vol.163, No. 7. P.3771–3777.
  37. Otake J., Ruggiero D.A., Regunathan S. Regional localization of agmatine in the rat brain: an immunocytochemical study // Brain Res. 1998. Vol. 787, No. 1. P. 1–14.
  38. Pegg A.E. Mammalian polyamine metabolism and function // IUBMB Life. 2009 Vol. 61, No. 9. P. 880–894.
  39. Petroff O.A. GABA and glutamate in the human brain // Neuroscientist. 2002. Vol. 8, No. 6. P. 562–573.
  40. Qin X.‑H., Su R.‑B., Wu N. et al. The analgesic effect of agmatine on inflammatory pain and its influence on the analgesic effect of morphine // Chin. Pharmacol. Bill. 2006. Vol. 22, No. 9. P. 1070–1074.
  41. Rashiq S., Koller M., Haykowsky M. et al. The effect of opioid analgesia on exercise test performance in chronic low back pain // Pain. 2003. Vol. 106, No 1–2. P. 119–125.
  42. Ready L.B., Edwards W.T. Management of acute pain: a practical guide. Seattle: IASP Publications, 1992. 73 p.
  43. Reis D.J., Regunathan S. Is agmatine a novel neurotransmitter in brain? // Trends Pharmacol. Sci. 2000. Vol. 21, No. 5. P. 187–193.
  44. Roerig S.C. Spinal and supraspinalagmatine activate different receptors to enhance spinal morphine antinociception // Ann. N.Y. Acad. Sci. 2003. Vol. 1009. P. 116–126.
  45. Ruiz‑Durantez E., Llorente J., Ulibarri E. et al.Agmatine–morphine interaction on nociception in mice // Ann. N. Y. Acad. Sci. 2003. Vol. 1009. P. 133–136.
  46. Sastre M., Galea E., Feinstein D. et al. Metabolism of agmatine in macrophages: modulation by lipopolysaccharide and inhibitory cytokines // Biochem. J. 1998. Vol. 330, No. 3. P. 1405–1409.
  47. Sastre M., Regunathan S., Galea E. et al.Agmatinase activity in rat brain: a metabolic pathway for the degradation of agmatine // J. Neurochem. 1996. Vol. 67, No. 4. P. 1761–1765.
  48. Satriano J. Agmatine: at the crossroads of the arginine pathways // Ann. N.Y. Acad. Sci. 2003. Vol. 1009. P. 34–43.
  49. Schaible H.G., Schmidt R.F. Neurophysiology of chronic inflammatory pain: electrophysiological recordings from spinal cord neurons in rats with prolonged acute and chronic unilateral inflammation at the ankle // Prog. Brain. Res. 1996. Vol. 110. P. 167–176.
  50. Su R.‑B., Li J., Qin B.‑Y. A biphasic opioid function midulator: agmatine // Acta Pharmacol. Sin. 2003. Vol. 24, No. 7. P. 631–636.
  51. Tabor C.W., Tabor H. Polyamines // Ann. Rev. Biochem. 1984. Vol. 53. P. 749–790.
  52. Uzbay T.I. The pharmacological importance of agmatine in the brain // Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 2012. Vol. 36, No. 1. P. 502–519.
  53. Vega‑Agapito V., Almeida A., Heales S.J. Peroxynitrite anion stimulates arginine release from cultured rat astrocytes // J. Neurochem. 1999. Vol. 73, No. 4. P. 1446–1452.
  54. Wiesinger H. Arginine metabolism and the synthesis of nitric oxide in the nervous system // Progress in Neurobiology. 2001. Vol. 64, No. 4. P. 365–391.
  55. Wigdor S., Wilcox G.L. Central and systemic morphine‑induced antinociception in mice: contribution of descending serotonergic and noradrenergic pathways // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1987. Vol. 242, No. 1. P. 90–95.
  56. Zhen J.‑Q., Weng X.‑C., Gai X.‑D. et al. Mechanism underlying blockade of voltage‑gated calcium channels by agmatine in cultured rat hippocampal neurons // Actapharmacol. Sin. 2004. Vol. 25, No. 3. P. 281–285. 

ИЗДАТЕЛЬСТВО: Медицина ДВ

Год основания: 1997  |  Выпусков в год: 4, Статей в выпуске: 30  |  ISSN печатной версии: 1609-1175  |  Подписной  индекс: 18410 (Агентство “Роспечать”)  |  Тираж: 1000 экз.

 

Close Panel