Молекулярно-биологические основы психических заболеваний.

Изучение биологических основ психических болезней проводится на основе общепринятых представлений относительно фундаментальных процессов, определяющих деятельность мозга. Это процессы, которые обеспечивают сбор, обработку и сохранение информации о состоянии организма человека и окружающей среды и выработку на этой основе команд, необходимых для реализации оптимальной для индивида формы поведения. Их важной составной частью является передача информации между нервными клетками. Межнейрональная передача информации осуществляется в определенных структурных элементах нейронов, а именно в их синапсах.

Причины заболевания эндогенными психозами, как и факторы, запускающие болезненный процесс и определяющие характер его течения, остаются малоизвестными. Однако нет сомнений в том, что при этих заболеваниях наблюдаются разнообразные нарушения процессов синаптической передачи. Полагают также, что психотропные препараты, используемые в терапии эндогенных психозов, улучшают состояние больных благодаря их способности нормализовывать синаптическую передачу или изменять ее в направлении компенсации процессов, определяющих клиническую картину заболевания.

Именно успехи, достигнутые в настоящее время благодаря применению разнообразных психотропных средств, позволяют думать о том, что нарушения синаптической передачи являются непосредственной (патогенетической) причиной возникновения психических расстройств. Это мнение в настоящее время не может быть достаточно обосновано. Нормализовать ту или иную нарушенную функцию можно, не прибегая к непосредственному воздействию на обусловившую ее причину. В связи с этим понятна позиция тех психиатров, которые полагают, что психотропные препараты, "работающие" на уровне синаптической передачи, влияют лишь на симптомы болезни, устраняя их, а не на сам обусловливающий их болезненный процесс. Эти замечания, однако, ни в коей мере не умаляют того значения, которое имеет изучение процессов синаптической передачи в деле раскрытия биологической основы психозов. Более того, сегодня это наиболее перспективный путь выявления патофизиологических механизмов этих заболеваний.

Для осуществления синаптической передачи необходимо, чтобы нейрон синтезировал в достаточном количестве все участвующие в этом процессе соединения, т.е. соответствующие нейротрансмиттеры, или медиаторы и модуляторы, а также иные активные соединения. Медиаторы — это низкомолекулярные соединения, которые синтезируются в пресинаптических окончаниях нейрона, в то время как модуляторы (пептиды) доставляются туда посредством быстрого аксонального транспорта. Относительное содержание медиатора в нейроне не характеризует уровень его функциональной активности: он может накапливаться в нейроне благодаря снижению интенсивности синаптической передачи.

В результате деполяризации синаптической мембраны под действием пришедшего по аксону нервного импульса открываются потенциалзависимые натриевые (Na⁺), а затем и кальциевые (Са²⁺) каналы, через которые внутрь клетки проникают ионы кальция. Одновременно происходит высвобождение Са²⁺из внутриклеточных депо. Тысячекратное увеличение концентрации Са²⁺в пресинапсе запускает многоступенчатый процесс, завершающийся экзоцитозом — высвобождением содержимого синаптических пузырьков, содержащих медиаторы, модуляторы, АТФ, Са²⁺и др. в синаптическую щель. Молекулы этих соединений, диффундируя через синаптическую щель, связываются (обратимо и на короткий промежуток времени) с рецепторами пост- и пресинаптической мембраны. Их избыток быстро удаляется из синаптической щели посредством диффузии, ферментативного расщепления и обратного захвата пресинаптическим нейроном.

Обратный захват медиаторов осуществляется с помощью особых белков, получивших название транспортеров (следует заметить, что модуляторы не подвергаются обратному захвату). Белки-транспортеры дофамина, норадреналина, серотонина, ГАМК, глицина и ряда аминокислот являются членами одного семейства (№⁺/С1~-зависи-мого) и имеют между собой структурное сходство. Каждый из них кодируется единичным геном и представляет собой единичную белковую молекулу, многократно "прошивающую" клеточную мембрану. Процесс обратного захвата медиатора — чрезвычайно важное звено синаптической передачи. Это видно на примере действия антидепрессантов, которые способны блокировать этот процесс. Часть вышедших в синаптическую щель молекул медиатора и модулятора, связавшаяся с пресинаптическими рецепторами (ауторецепторами), изменяет функциональное состояние пресинаптического нейрона, например, понижая его активность.

Рецепторы пре- и постсинаптической мембраны подразделяются на 2 типа: связанные с ионными каналами (каналообразующие) и не связанные с ними.

Каналообразующие рецепторы опосредуют быстрые (несколько миллисекунд) постсинаптические эффекты. К ним относятся никотиновые ацетилхолиновые рецепторы (нАХР), два каналообразующих рецептора к глутамату, рецепторы к ГАМК и глицину. Первые две разновидности рецепторов, связавшись с соответствующими медиаторами, изменяют свою конформацию, образуя ионные каналы для катионов, что приводит к деполяризации постсинаптического нейрона (его активации), в то время как ГАМК- и глициновые рецепторы образуют каналы для ионов хлора, которые, проникая внутрь клетки, гиперполяризуют ее (тормозят ее активность). Все каналообразующие рецепторы построены сходным образом: в состав каждого из них входит 5 белковых субъединиц. Структура и соотношение этих субъединиц определяют их фармакологические свойства. Например, нАХР нервно-мышечного контакта образован двумя -1-субъединицами, двумя -1- и одной -субъединицей, в то время как высокоаффинный нАХР — тремя -4- и двумя -2-субъединицами, а низкоаффинный нАХР содержит 5 однотипных -7-субъединиц.

Установлено, что один и тот же медиатор может взаимодействовать с рецепторами различных типов. Так, ацетилхолин взаимодействует не только с упомянутым выше нАХР, но и с мускариновыми P (мАХР), которые относятся к рецепторам второго типа.

Рецепторы второго типа образованы единичной белковой цепью, также неоднократно пронизывающей плазматическую мембрану. Наибольший интерес представляют рецепторы, сопряженные с G-белком. Образование комплекса "медиатор—рецептор" изменяет конформацию рецептора, который приобретает способность связываться своей находящейся внутри пре- или постсинапса "частью" с одним из представителей семейства G-белков и активировать его. Следует иметь в виду, что за время своего существования медиатор-рецепторный комплекс успевает взаимодействовать с несколькими G-белками. К числу рецепторов, сопряженных с G-белком, относятся рецепторы к эндогенным опиатам, дофамину, серотонину и норадреналину.

Общее число G-белков чрезвычайно велико. Они построены по единому принципу: содержат одну -субъединицу и одну -субъединицу. Структура G-белка определяет характер внутриклеточного ответа на медиатор. Так, в частности, ₂-адренергический рецептор связан с G-белком, ингибирующим активность аденилатциклазы, а -адренорецептор — с G-белком, повышающим ее. Связанные с этими рецепторами G-белки различаются лишь структурой своих G-субъединиц. Ряд заболеваний, в частности синдром Мак-Кюна—Олбрайта, или наследственная остеодистрофия Олбрайта, и ложный гипопаратиреоидизм, непосредственно обусловлены мутациями -субъединицы G-белка.

Находясь в активированном состоянии (это время на порядок превосходит время жизни рецепторно-медиаторного комплекса и может составлять несколько секунд), некоторые G-белки непосредственно взаимодействуют с ионными каналами, в то время как другие инициируют образование ряда внутриклеточных посредников (аденилатциклаза, фосфолипаза С, ионы кальция), которые в свою очередь могут либо непосредственно влиять на ионные каналы, либо активировать различные ферменты (киназы), фосфорилирующие разнообразные белки, в том числе белки ионных каналов, что изменяет проницаемость последних для соответствующих ионов.

Рецепторы, сопряженные с G-белком, отвечают за возникновение медленных (около 100 мс) ответов постсинаптического нейрона.

Краткое изложение последовательности процессов синаптической передачи дает наглядное представление о сложности этого механизма, многие элементы которого еще не известны.

Оценивая сложность процесса синаптической передачи, следует также иметь в виду, что на мембране постсинаптического нейрона представлены рецепторы к различным медиаторам, а каждый синаптический пузырек в синапсе содержит несколько медиаторов и модуляторов в соотношении, которое зависит от предшествующей функциональной активности нейрона. Поэтому нередко замечают, что "каждый нейрон говорит сразу на многих языках". Весьма существенно, что число (плотность) рецепторов постсинаптической мембраны непостоянно и может варьировать в широких пределах, что существенно влияет на процесс синаптической передачи.

Важную роль в этих процессах играют уже упомянутые модуляторы нейрональной активности. Как правило, каждый светлый синаптический пузырек содержит наряду с медиатором те или иные нейропептиды (серотонин и субстанция P; дофамин и холецистокинин и т.п.); плотные же синаптические пузырьки содержат преимущественно пептиды. На постсинаптической мембране модуляторы взаимодействуют с рецепторами, сопряженными с G-белком, которые, однако, расположены не строго в области синапса, а диффузно — по большей части поверхности нейрона. Модуляторы влияют на разнообразные процессы в постсинапсе, служащие связующим звеном между медиаторными рецепторами и ионными каналами. Детальные механизмы, посредством которых осуществляется это влияние, еще изучены недостаточно.

Сложность изучения синаптической передачи усугубляется еще и тем обстоятельством, что, как правило, каждому медиатору соответствует семейство или несколько семейств рецепторов, сопряженных с G-белком. Так, сегодня известно 5 различных типов дофаминовых рецепторов, более 10 серотониновых, 7 глутаматных и т.д. Характер распределения и функциональная роль многих из них являются предметом интенсивного изучения.

На протяжении многих лет внимание исследователей, ориентированных на выявление возможных нарушений синаптической системы при эндогенных психозах, было сконцентрировано на изучении моноаминовых систем мозга — дофаминергической, норадренергической и серотонинергической и, в меньшей степени, систем ГАМКергической, холинергической и глутаматергической.

Внимание к первым трем системам оправдано рядом наблюдений: сходством структуры дофамина и некоторых природных галлюциногенов (мескалин, псилобицин); сходством строения серотонина и диэтиламида лизергиновой кислоты, т.е. соединений, которые к тому же обладают очень высоким сродством к одному из серотониновых рецепторов, способностью амфетамина (агониста дофамина) вызывать при хроническом введении шизофреноподобные психозы, психотомиметической активностью ряда производных норадреналина, способностью резерпина вызывать депрессии (резерпин ингибирует работу "насоса", закачивающего катехоламины в синаптические пузырьки, вследствие чего они подвергаются распаду посредством фермента МАО). Однако наиболее существенным явилось установление того факта, что терапевтическая активность многих групп психотропных лечебных средств — нейролептиков, антидепрессантов и анксиолитиков находится в тесной связи с их способностью влиять на функции моноаминовых и ГАМКергической систем. Это влияние было бы неверно сводить к стимуляции или подавлению их активности. Действительно, ряд соединений, которые действуют на здоровый организм как психостимуляторы (амфетамин), неэффективны при депрессиях, в то время как эффективные антидепрессанты со стимулирующим действием не оказывают психостимулирующего влияния на здоровый организм.

Функциональное состояние медиаторных систем мозга (особенно на начальных этапах развития биологической психиатрии) оценивалось косвенным образом — посредством изучения обмена биогенных аминов, т.е. определения содержания катехоламинов (дофамин, норадреналин) и индоламинов (серотонин), их метаболитов и основных ферментов, участвующих в путях биосинтеза и распада этих соединений (рис. 17, 18). С этой целью обычно использовали методы клинической биохимии и гистохимического анализа. Как правило, исследования проводили в условиях лекарственной терапии, до или спустя 2—4 нед. после ее отмены.

Непосредственными объектами исследования служили ткань (срезы) мозга, цереброспинальная жидкость, сыворотка крови, моча, форменные элементы крови (эритроциты, лимфоциты, тромбоциты), которые рассматривались в качестве периферических моделей центральных моноаминергических систем. Для более полной оценки функционального состояния изучаемых медиаторных систем прибегали к "нагрузкам", т.е. к введению в организм обследуемого предшественников соответствующих медиаторов (L-ДОФА — при изучении обмена дофамина, триптофана — при исследовании обмена серотонина или их агонистов).

Необходимо заметить, что такие исследования продолжаются и в настоящее время (анализ последних работ, посвященных изучению нейрохимических и нейроэндокринологических нарушений, в частности, при шизофрении представлен в обзоре J.A.Lieberman и A.R.Koreen, 1993). Мы остановимся на наиболее поздних работах. Посмертное изучение ткани мозга больных шизофренией зачастую было ориентировано на изучение нарушений обмена моноаминов в основных дофаминергических структурах мозга больных — нигростриатной мезэнцефально-корковой и мезэнцефально-лимбической и др. Несмотря на противоречивость, полученные результаты свидетельствуют об относительном повышении активности мезолимбических структур мозга и снижении активности ряда отделов коры [Davies K.L. et al., 1991]. В последние годы этот вывод получил убедительное подтверждение в связи с разработкой методов прижизненной визуализации мозговых структур; регистрации регионального кровообращения, компьютерной рентгеновской томографии (КТ), магнитно-резонансной томографии (МРТ), позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) и др.

Большой интерес представляют и исследования цереброспинальной жидкости больных шизофренией. В работах последних лет в отличие от более ранних получены данные не о сниженном, а о повышенном уровне дофамина и его основного метаболита — гомованильной кислоты (ГВК) в цереброспинальной жидкости и выявлена корреляция уровня последней с тяжестью негативных расстройств. Отмечается также снижение концентрации тирозина и триптофана в цереброспинальной жидкости больных шизофренией, что может указывать на гипофункцию при этом заболевании норадренергической и серотонинергической систем мозга [Jin W.D. et al., 1995]. Высокий уровень ГВК в сыворотке крови больных шизофренией, как правило, снижается при проведении терапии и улучшении их психического состояния. Этот уровень максимально высок у группы больных с выраженными негативными расстройствами и увеличенными размерами желудочков мозга (по данным КТ). В одной из проведенных работ уровень ГВК в сыворотке крови больных хронической шизофренией измеряли на протяжении года. Установлено, что высокий уровень ГВК в равной мере коррелирует с выраженностью как позитивной, так и негативной симптоматики [Suzuki Е. et al., 1994]. В последние годы пытаются использовать измерение концентрации ГВК в сыворотке крови больных шизофренией или изменение этого уровня в первую неделю терапии для прогноза терапии [Duncan E. et а!., 1993; Akiyama К. et al., 1995]. Одновременно разрабатываются подходы, позволяющие вычленить ту часть ГВК сыворотки крови, которая отражает активность обмена дофамина в ткани мозга [Ainin F. et al., 1995].

Неоднократно проводилось посмертное изучение в ткани мозга больных шизофренией другого важного метаболита дофамина — ДОФУК (см. рис.17).

В одном из тщательно проведенных исследований, выполненном на высоком методическом уровне, было показано значительное снижение содержания ДОФУК в коре передней поясной извилины (g.ant. cingulate) при шизофрении, не связанное с предшествующей терапией, возрастом больного, продолжительностью хранения проб ткани в замороженном состоянии. Этот отдел мозга привлек внимание исследователей в связи с тем, что его электрическая стимуляция приводит к возникновению галлюцинаций и негативизму, а разрушение — к агрессивному поведению и развитию шизофреноподобных состояний. Снижение дофамина и ГВК в этой ткани не выявлено. Не было отмечено также изменений в содержании норадреналина и его метаболитов. Приведенные данные согласуются с выявленным RJ.Wyatt и др. (1995, 1996) в этой ткани снижением потребления ДОФА (по показателю радиоактивной метки ¹⁸Р-ДОФА).

Состояние дофаминергической системы неоднократно пытались оценить, измеряя уровень тирозингидроксилазы и дофамин-р-гидроксилазы в ткани мозга больных и в цереброспинальной жидкости, однако это не привело к получению надежных результатов. Столь же неубедительны были попытки установить связь между клиническими проявлениями шизофрении и нарушениями обмена норадреналина.

Менее противоречивые данные были получены при исследовании обмена серотонина при этом заболевании. При посмертном изучении его содержания в ткани мозга больных было выявлено, с одной стороны, региональное повышение содержания этого медиатора в ряде структур мозга (гипоталамус, подушка, аккумбентное ядро, бледный шар), коррелирующее с выраженностью шизофренической симптоматики, а с другой — его снижение у хронически больных (гипоталамус, гиппокамп и др.).

Повышенное содержание основного метаболита серотонина — 5-окси-индолуксусной кислоты найдено в СМЖ и тромбоцитах находящихся в остром психотическом состоянии больных шизофренией. Отмечалось также, что хронизация болезненного процесса сопровождается увеличением содержания серотонина в тромбоцитах приблизительно у 40 % больных. В ряде работ последних лет установлено, что его высокий уровень (и низкий 5-оксииндолуксусной кислоты) в периферической крови коррелирует с признаками атрофии мозговой паренхимы по данным компьютерной рентгеновской томографии.

Таким образом, по всей вероятности, при таком психозе, как шизофрения, имеют место определенные нарушения обмена серотонина, нарастающие по мере нарастания прогредиентности этого заболевания. В последние годы интерес к серотонинергической системе возрос в связи с внедрением в практику активно влияющих на эту систему атипичных нейролептиков.

Очень большое число исследований было посвящено изучению активности МАО — фермента, участвующего в обмене дофамина и серотонина (см. рис.17, 18). Исследование ткани мозга и тромбоцитов дали, однако противоречивые результаты. Все же они, видимо, позволяют предполагать существование определенной подгруппы больных со сниженной активностью МАО. При оценке этих результатов следует помнить, что лекарственная терапия (нейролептики) снижает активность тромбоцитарной МАО.

Данные ранних исследований, как и более поздних, указывают на снижение ГАМК-активности в ткани мозга и в цереброспинальной жидкости при заболевании шизофренией. Небольшое число исследований этого медиатора в последние годы, вероятнее всего, обусловлено методическими трудностями — отсутствием периферического показателя, отражающего активность ГАМК в ткани мозга. Попытки повлиять на клинические состояние больных шизофренией, воздействуя на ГАМКергическую систему, оказались безуспешными. Следует поэтому думать, что вышеотмеченные изменения ГАМКергической системы при шизофрении обусловлены ее тесным взаимодействием с амино- и пептидергическими системами мозга больных.

При изучении аффективных расстройств основное внимание было обращено на изучение серотонинергической и норадренергической систем мозга. Это обусловлено тем, что эффективные антидепрессанты повышают содержание серотонина и норадреналина в синаптической щели, либо блокируя пути их распада (ингибиторы МАО), либо подавляя обратный захват (трициклические антидепрессанты). Соответствующие исследования ткани мозга цереброспинальной жидкости, сыворотки крови и мочи в целом подтвердили представление о гипофункции указанных нейрохимических систем в развитии депрессий и в еще большей мере подтвердили наличие дезорганизации процессов их взаимодействия. Некоторые данные свидетельствуют о том, что дофаминергическая система мозга вовлекается в патофизиологические процессы при аффективных расстройствах. При посмертном изучении ткани мозга больных депрессией было выявлено незначительное снижение содержания в ней дофамина. В то же время в тех случаях, когда смерть больного наступила в период ремиссии, этого снижения не отмечалось. Вероятно, изменения в дофаминергической системе, при аффективных расстройствах следует рассматривать как функциональные или как характерные для определенной подгруппы больных.

О высоком биологическом разнообразии процессов, определяющих развитие аффективных расстройств, свидетельствует тот факт, что применяемые в клинике антидепрессанты существенно различаются между собой по их способности блокировать обратный захват норадреналина, серотонина и дофамина [Мосолов С.Н., 1995].

В некоторых исследованиях было показано снижение серотонина и оксииндолуксусной кислоты в ткани мозга при депрессиях, причем выявлялась четкая корреляция между снижением последней и такой причиной смерти, как суициды. Более того, прижизненно содержание 5-оксиндолук-сусной кислоты в цереброспинальной жидкости больных, погибших впоследствии от суицида, также было снижено.

При изучении цереброспинальной жидкости больных монополярной депрессией выявлена тенденция к снижению гомованильной и 5-оксиин-долуксусной кислот или только первой [Reddy P.L. et al., 1992]. Изменений в содержании норадреналина не отмечено, а уровни серотонина и дофамина по крайней мере у части больных были повышены [Gjerris A., 1991].

Обобщая данные о содержании в сыворотке крови и в мозге основных метаболитов дофамина, норадреналина и серотонина при депрессии, следует подчеркнуть очень высокую вариабельность соответствующих показателей. Можно отметить лишь определенные тенденции повышения содержания норадреналина в плазме больных при монополярной депрессии и снижение при биполярной; содержание его метаболита (МОФЕГ) снижено в плазме больных как с моно-, так и с биполярными формами аффективных расстройств. Имеет место значительное снижение активности МАО тромбоцитов при монополярной депрессии и менее выраженное — при биполярной. Кроме того, уровень гидрокортизона резко повышен при монополярной депрессии и не изменен при биполярной.

Следует подчеркнуть, что приведенные закономерности выявляются лишь при изучении достаточно больших групп обследуемых. В связи с этим на протяжении многих лет предпринимаются попытки отыскать такую комбинацию выше указанных показателей, которая позволила бы проводить дифференциальную диагностику эндогенных депрессий и (или) служила бы предиктором эффективности последующей лекарственной терапии у отдельных больных. Но, несмотря на интенсивную разработку, эта проблема все еще остается нерешенной.

Для изучения состояния нейромедиаторных систем при шизофрении и аффективных расстройствах широко используется так называемая нейроэндокринная стратегия. Она основана на том, что уровень того или иного гормона в периферической крови контролируется рядом медиаторных систем. В связи с этим предполагается, что наблюдение за уровнем некоторых гормонов позволяет косвенным образом оценить состояние медиаторных систем мозга. Как правило, в этих случаях не только определяют содержание того или иного гормона в крови, но и изучают изменение его уровня под влиянием одного из химических стимулов. Указанный подход оказался наиболее плодотворным при изучении аффективных расстройств. При этом наибольшее внимание исследователей аффективных расстройств привлекала ось гипоталамус — гипофиз — кора надпочечников [Stokes P.Е., 1987]. Дело в том, что нейроны гипоталамуса находятся под контролем ГАМК (ингибирующее влияние), холинергической, серотонинергической и норадренергической систем (активирующее влияние).

Широкое распространение получил дексаметазоновый тест (dexamethasone suppression test — DST). Он состоит в том, что в норме при введении в организм аналога стероидного гормона — дексаметазона (1—2 мг внутрь) — подавляется функция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и соответственно секреция гидрокортизона (кортизола) корой надпочечников. При депрессии этого не происходит: закономерного снижения гидрокортизона не отмечается или реакция недостаточна — "положительный DST". Около 50 % больных депрессией в отличие от здоровых не реагируют на введение дексаметазона снижением кортикостероидов. Многолетнее обсуждение этого феномена привело к следующему заключению: DST не может служить для целей основной диагностики эндогенных депрессий, но может (при определенных условиях) быть полезен при дифференциальной диагностике и определении прогноза эффективности проводимой терапии. С аналогичными целями предлагалось также исследовать реакции на введение кортиколиберина по уровню АКТГ, но этот вариант теста по сравнению с дексаметазоновым не имеет каких-либо преимуществ.

Аналогичным образом проводится изучение других нейроэндокринных "осей".

Ось гипоталамус — гипофиз — щитовидная железа представлена клетками гипоталамуса, стимулируемыми норадреналином и выделяющими при этом тиролиберин — нейрогормон, который стимулирует выделение гипофизом тиреотропина. Применение данного теста при депрессиях позволило установить повышение уровня тиреотропина в ответ на введение тиролиберина у 30 % больных.

Ось гипоталамус — гипофиз, контролирующая уровень гормона роста (соматотропина), начинается находящимися под контролем дофамина и норадреналина клетками гипоталамуса, выделяющими соответствующий рилизинг-гормон — соматолиберин. Вместе с тем клетки гипоталамуса выделяют другой нейрогормон — соматостатин (активация дофаминергической системы стимулирует синтез соматолиберина и подавляет синтез соматостатина). Совместное действие соматостатина и рилизинг-гормона на клетки передней доли гипофиза определяет интенсивность синтеза соматотропина. Соматотропин поступает в кровь во время сна. Этот процесс ослаблен при депрессиях. Кроме того, у депрессивных больных снижена реакция, определяемая по изменению уровня соматотропина на активацию дофаминергической системы (введение L-ДОФА, амфетамина). Изучение этой оси затруднено рядом обстоятельств, в частности тем, что она чутко реагирует на лекарственную терапию, стресс и т.п.

Изучение иных нейроэндокринных осей при аффективных расстройствах (пролактин, мелатонин и др.) не привело еще к достаточно отчетливым результатам, хотя есть данные о снижении их активности.

Нейроэндокринная стратегия была применена и для изучения шизофрении во всех описанных вариантах. Но определенных результатов получено не было. Слишком велик оказался перечень факторов, влияющих на изучаемые гормональные показатели (стресс, циркадные ритмы, пол, возраст, лекарственные средства, в частности предшествующая терапия и т.д.).

Эндокринная стратегия, первоначально ориентированная на задачи клинической психиатрии, постепенно становится самостоятельным разделом научных исследований, ибо это область, в которой нейромедиаторные, эндокринологические и физиологические процессы выступают в качестве единого комплекса.

Изучение нейропептидов, многие из которых, как теперь стало известно, непосредственно участвуют в синаптической передаче, выполняя функцию медиаторов и модуляторов этого процесса, было в значительной мере стимулировано открытием эндогенных опиоидов — (3-эндорфина и энкефалинов. Для оценки меры участия нейропептидов в развитии эндогенных психических заболеваний использовали различные подходы: измерение их содержания в цереброспинальной жидкости, влияние агонистов и антагонистов этих соединений (как природных, гак и синтетических) на клинические проявления.

Первоначальные надежды, вызванные открытием эндогенных опиоидов, не оправдали себя. Уровни -эндорфина в цереброспинальной жидкости при шизофрении и аффективных расстройствах не отличались от нормы. Введение в кровь больным шизофренией и аффективными расстройствами эндорфина, а больным шизофренией синтетического аналога энкефалина (дезтирозин--эндорфин), антагониста опиатных рецепторов (налоксон), смешанных опиатных агонистов — антагонистов привело к противоречивым результатам. По-видимому, необходимо более глубокое изучение функций этих соединений, чтобы стало возможным перейти к определению их роли при эндогенных психических заболеваниях.

Наряду с опиоидами изучали следующие нейропептиды: соматостатин, вазопрессин, окситоцин, холецистокинин, субстанцию P и др. При эндогенных депрессиях отмечено снижение в цереброспинальной жидкости уровня соматостатина и вазопрессина и повышение уровня окситоцина. В целом же следует признать, что изучение этого важного класса соединений только начинается.

Первые упоминания о снижении содержания холецистокинина были опубликованы в 1983 г. Его снижение в височной и лимбической коре было затем подтверждено несколькими независимыми исследованиями. Уровень холецистокинина в цереброспинальной жидкости снижен у нелеченых больных шизофренией [Garzer D.L. et al., 1990]. Его содержание повышено в плазме нелеченых больных и снижается при терапии.

Интерес к данному нейропептиду возрос после того, как было установлено, что он является котрансмиттером дофамина. Заслуживающие внимания результаты были получены в последние годы при посмертном изучении содержания холецистокинина в ткани мозга больных шизофренией. Во многих работах отмечено снижение уровня холецистокинина в лимбической системе у больных хронической шизофренией (височная и лимбическая кора); при преобладании позитивной симптоматики такого снижения не отмечалось.

Молекулярно-биологическое изучение синтеза холецистокинина в ткани мозга больных шизофренией (определение его мРНК) подтвердило сделанное ранее заключение о существенном снижении этого показателя в лобной коре (поле 10) и в верхней височной коре (поле 22).

Приведенные данные в определенной мере согласуются с результатами изучения регионального кровотока (его снижением в дорсолатеральной префронтальной коре обследуемых, которое коррелировало с симптоматикой), а также с наблюдениями, свидетельствующими об уменьшении объема темпоролимбических структур мозга у больных шизофренией и билатеральном дефиците серого вещества височной коры, выявляемом методом МРТ [Zipursky R.B. et al., 1994]. При исследовании больных шизофренией было также показано, что снижение кровотока в префронтальной и ангулярной коре коррелирует с психомоторным обеднением, в префронтальной коре и центре Брока — с дезорганизацией поведения, в правой височной коре — с нарушениями восприятия [Liddle P.P. et al., 1992].

Холецистокинин, по-видимому, вовлечен также в процессы, определяющие развитие тревожных состояний. Об этом свидетельствуют результаты, полученные при введении в организм здоровых и пациентам с симптомами острой тревоги тетрапептида холецистокинина (ХЦК-4). Вызываемый им эффект снимался бензодиазепинами и антагонистом ХЦК-4. Попытка использовать этот антагонист для терапии оказалась безрезультатной: его введение больным не влияло ни на интенсивность приступов, ни на их частоту.

Важный этап в развитии биологической психиатрии связан с переходом от клинико-биохимического уровня исследований к молекулярно-биологическому — рецепторному. Благодаря внедрению в биологическую психиатрию радиорецепторного метода было установлено, что терапевтическая эффективность важнейших классов лекарственных препаратов (нейролептиков, антидепрессантов и анксиолитиков) определяется их сродством к соответствующим рецепторам. Терапевтическая эффективность нейролептиков коррелирует с их сродством к дофаминовым рецепторам DA2, а не к дофаминовым рецепторам DA1 трициклических антидепрессантов — сродством к серотониновому рецептору, бензодиазепинов — к ГАМК-рецептору.

Эти положения, однако, нуждаются в дальнейшей детализации, поскольку выяснилось, что каждый из указанных рецепторов представлен в ткани мозга не единичным их типом, а семейством близких, но не тождественных рецепторов [Seeman Р., 1990; Van Toll H.H.M. et al., 1991]. При этом различные представители того или иного семейства рецепторов распределены в ткани мозга неодинаково [Meador-Woodruff J.H. et al., 1995]. Например, максимальная плотность дофаминовых рецепторов типа DA3 выявлена в аккумбенитном ядре и полосатом теле, в то время как DA4 — в коре, содержание этого рецептора в полосатом теле минимально. Плотность серотониновых рецепторов типа 5-OT1D снижена в ткани мозга совершивших суицид больных депрессией, но в этих случаях не было отмечено изменений плотности рецепторов 5-ОТ-1А и 5-ОТ2; наряду с этим 5-ОТШ таких больных обладали пониженным сродством к соответствующему лиганду [Arranz В. et al., 1994].

Первые исследования, проведенные с использованием радиолигандного метода, уже выявили значительное возрастание плотности дофаминовых рецепторов типа DA2 в различных структурах мозга больных шизофренией, что хорошо согласуется с представлениями о региональной гиперактивности дофаминергической системы при этом заболевании, хотя в ряде исследований такого возрастания не отмечалось [Laht R.A. et al., 1996]. Проведенное в условиях двойного слепого контроля изучения DA2-рецепторов методом позитронно-эмиссионной томографии до и на протяжении 4 нед. терапии выявило достоверную корреляцию между блокадой DA2 и улучшением состояния больных; развитие же экстрапирамидных нарушений четко ассоциировалось с чрезмерной блокадой этих рецепторов [Nordstrom A.-L. et al., 1993]. Отмечено также снижение содержания DA1P в коре больных шизофренией, не подвергавшихся ранее лекарственной терапии [Karlsson P. et al., 1996].

В ранних радиолигандных исследованиях выявлялись все места специфического связывания медиатора, включая как рецепторы к медиаторам, так и белковые комплексы, выполняющие в процессах обратного захвата медиагора функцию транспортера. Ограничение метода было преодолено благодаря синтезу лигандов, избирательно связывающихся лишь с транспортерами, но не с медиаторными рецепторами.

Изучение содержания и свойств дофаминового транспортера префронтальной коры больных шизофренией не выявило каких-либо отклонений от нормы [Hitry A. et al., 1994]. Вместе с тем было обнаружено, что с возрастом его плотность в префронтальной коре у здоровых не меняется, а у больных шизофренией — убывает [Hitry А. et а!., 1995]. Аналогичное изучение содержания этого транспортера в двух кортикальных областях (поле 10 лобной коры и поле 24 коры передней поясной извилины) показало отсутствие различий между больными и здоровыми в первой из указанных структур и двукратное снижение плотности в поясной коре больных, не сопровождающееся изменением его сродства к лиганду [Hitry A., Wyatt R.J., 1995].

Определенные уточнения рецепторных процессов проводятся и в отношении состояния серотониновых рецепторов при эндогенных депрессиях. Раздельное определение плотности рецепторов 5-ОТ2 и 5-ОТ-транспортера на тромбоцитах депрессивных больных показало снижение плотности последнего, коррелирующее с когнитивными симптомами депрессии. При этом отмечалось возрастание плотности 5-ОТ2-рецепторов, однако корреляция их плотности с клиническими проявлениями депрессии была выражена не столь отчетливо. При оценке вышеприведенных результатов следует принять во внимание, что, согласно последним данным, структура тромбоцитарного и мозгового 5-ОТ-транспортера кодируется одним и тем же геном. Структура этого транспортера у больных аффективными расстройствами не отличается от нормы [Leach K.P. et а!., 1995].

Как уже отмечалось, плотность рецепторов непостоянна и зависит от функционального состояния нейрона. Для оценки динамики нейрональных рецепторов в последнее время прибегают к определению скорости их синтеза, измеряя с этой целью содержание мРНК, кодирующей структуру соответствующего рецептора.

Число таких молекулярно-биологических исследований невелико. В качестве примера приведем работу по определению содержания мРНК серотонинового рецептора типа 5-ОТ1А на срезах префронтальной коры, коры поясной извилины и энториальной коре у больных шизофренией. Повышенное по сравнению с нормой содержание мРНК было выявлено только во второй из перечисленных структур как у нелеченых, так и находившихся на лекарственной терапии больных.

Несмотря на отмеченные успехи в деле изучения рецепторного уровня процессов синаптической передачи, многие аспекты механизма действия психотропных препаратов (а следовательно, и существо процессов, нормализуемых с их помощью) остаются неизвестными. Важнейшим из них является запаздывание терапевтического эффекта: он проявляется не в момент максимального связывания рецептором молекул лекарственного препарата, а спустя 2—4 нед. Очевидно, в течение этого времени в ткани мозга больного происходят какие-то адаптивные перестройки, не выявляемые методами, которые применяют в условиях клиники.

Исследования, проводимые в лаборатории (на животных, культуре нервной ткани), свободны от указанных ограничений. Они выявили механизмы, играющие, по всей вероятности, важную роль в реализации терапевтических эффектов лекарственных препаратов. Это в первую очередь явления гомологической и гетерологической десентизации рецепторных "ответов" нейрона на действие медиатора. Гомологическая десентизация проявляется в том, что чрезмерная "перегрузка" рецептора каким-либо медиатором переводит его в неактивное состояние, хотя он сохраняет прежнюю способность связываться с молекулами медиатора. При гетерологической десентизации "перегрузка" рецептора, аффинного к какому-либо одному медиатору, вызывает инактивацию не только этого рецептора, но и многих других аффинных к иным медиаторам рецепторов постсинаптической мембраны. Десентизация а₂-адренорецепторов тромбоцитов неоднократно выявлялась при монополярных депрессиях, хотя число а₂-Р (в пересчета на 1 тромбоцит) у этих больных по сравнению с нормой было повышено.

В исследованиях, проведенных на животных, показано, что продолжительное введение антидепрессантов облегчает синаптическую передачу, осуществляемую с участием серотониновых рецепторов типа 5-ОТ1А, и приводит к десентизации -адрено- и 5-ОТ2 рецепторов [Lesch K.P. et al., 1992]. В различных отделах мозга этих животных обнаружены изменения содержания мРНК, кодирующей аминокислотную последовательность -субъединицы G-белка. Вероятно, затрагивающие G-белки изменения являются одной из молекулярных основ адаптивных изменений синаптической передачи, обусловливающих терапевтический эффект антидепрессантов.

В последние годы возрос интерес к холинергической системе мозга. R.Tandon и соавт. (1991) привели данные, свидетельствующие о связи повышенной активности этой системы с негативными симптомами и ее снижении у больных, находящихся в остром психотическом состоянии. Дополнительным основанием к возрастанию этого интереса послужили повышенное пристрастие больных шизофренией к никотину [de Leon J. et al., 1995], способность этого соединения нормализовать ряд нарушенных у больных и их родственников функций, например реализацию часто используемого в нейрофизиологических исследованиях показателя — плавных прослеживающих движений глаза [Braff D.E., 1993; Levy D.L., 1993]. Показано также, что бипериден (антагонист мускаринового ацетилхолинового рецептора) вызывает у больных шизофренией значительно более выраженное, чем у здоровых людей, угнетение быстрых движений глаз и изменение структуры соответствующей фазы сна (REM-сна). Косвенным образом об активации холинергической системы при шизофрении (и аффективных психозах) свидетельствует также более выраженное у больных повышение уровня соматотропина в ответ на введение пиридостигмина — ингибитора ацетилхолинэстеразы [Keane V.O. et al., 1994]. Известна лишь одна работа, посвященная изучению низкоаффинных никотиновых ацетилхолиновых рецепторов при шизофрении. Посмертное изучение содержания этих рецепторов в ткани мозга больных шизофренией выявило снижение их числа в района САЗ аммонова рога и более значительное — в зубчатой извилине, что может приводить, по мнению авторов работы, к возникновению отмеченных выше функциональных расстройств [Freedman R. et al., 1995].

Вопрос о возможном вовлечении глутаматергической системы в патофизиологические процессы при шизофрении является в настоящее время предметом интенсивного изучения. Он был поставлен в связи с обнаружением сниженного содержания глутамата в цереброспинальной жидкости больных шизофренией [Kim V.S., 1980] и приобрел достаточную актуальность, когда было показано, что фенциклидин — неконкурентный антагонист N-метил-D-аспарагиновой кислоты, необратимо блокирующий так называемые N-метил-D-аспартантные рецепторы (NMDA-рецепторы), вызывает шизофреноподобные расстройства.

К настоящему времени предложено несколько различных гипотез, касающихся возможной роли глутаматергической системы при шизофрении [Lieberman J., 1993], в частности, связанных с дофаминергической системой [Healy D.J. et al., 1995]. Однако прямые подтверждения этих гипотез немногочисленны. Одни исследователи указывают на уменьшение связывания глутамата в ряде отделов коры головного мозга больных [Kerwin R.W. et al., 1990], другие — на возрастание специфического связывания глутамата в лобной коре [Deakin J.F. et al., 1989] и возрастание плотности фенциклидин-связывающих NMDA рецепторов — в орбитальной области лобной коры, а также сниженную экспрессию гена глутаматного рецептора в гиппокампе мозга больных шизофренией [Collings J. et al., 1991]. Изучение экспрессии гена глутаматного рецептора в лобной (поле 10) и височной доле (поле 22) коры выявило снижение соответствующей мРНК лишь в височной коре, коррелирующее с тяжестью когнитивных расстройств [Humphries C.R. et al., 1996]. Отмечено также значительное снижение содержания глутамата в верхней височной извилине и угловой извилине [Toru M. et al., 1991].

Важная дополнительная информация при рассмотрении этого вопроса была получена благодаря изучению механизма действия атипичного нейролептика клозапина (лепонекса), который взаимодействует не с дофаминовым рецептором типа DA2, а с дофаминовым рецептором DA1 и серотониновым рецептором 5-ОТ2 [Meltzer H.Y., 1990]. В условиях клиники клозапин вызывает у части больных миоклонус (до 20 % наблюдений), судороги (0,3 — 5 % наблюдений) и изменения ЭЭГ-активности. Учитывая эти факты, а также то обстоятельство, что антагонисты одного из глутаматных рецепторов (в частности, фенциклидин) являются как психотомиметиками, так и антиконвульсантами, было высказано предположение, что развитие психоза нужно связывать со снижением возбудимости (или чрезмерным подавлением активности) ряда специфических подкорковых центров и что, следовательно, терапевтический эффект клозапина обусловлен восстановлением нормального уровня этой активности [Stevens J., 1995].

При обсуждении процесса синаптической передачи не были рассмотрены в деталях механизмы формирования синаптических пузырьков и экзоцитоза. Они чрезвычайно сложны и недостаточно изучены. Между тем известна их важная роль в процессах, которые рассматриваются сегодня в качестве основы долговременной памяти. Установлено также существенное участие в этих процессах многочисленных белков пресинапса, в том числе синапсинов и синаптофизина. Синапсины — белки пресинаптической мембраны, участвующие в долговременной потенциации, в то время как синаптофизин необходим для прикрепления синаптического пузырька к клеточной мембране.

Изучение содержания синапсина 1 и синаптофизина выявило значительное снижение первого из них в ткани мозга больных шизофренией [Browning M.D. et al., 1993]. Данная работа знаменует собой новый шаг в изучении молекулярных механизмов синаптической передачи при эндогенных психозах. Сделанные ее авторами выводы хорошо согласуются с результатами более позднего изучения нарушений синаптической передачи у мышей-мутантов, лишенных синапсина 1 [Sudhof T.C., 1995].

Многочисленные наблюдения клиницистов свидетельствуют о том, что предрасположение к заболеванию шизофренией отчасти связано с недоразвитием или аномальным развитием мозга, а возможно — отдельных его структур. В подтверждение этого представления приводятся многочисленные морфологические наблюдения и результаты прижизненного изучения мозга больных современными методами компьютерной томографии [Bogerts В., 1991; 1993; Benes P.M., 1993; Gurr R.E., Pearlson C.D., 1993].

В последнее время открыты новые подходы к изучению этого вопроса. Было показано, что скорость роста фибробластов кожи больных шизофренией в условиях культуры ткани (на 7-е сутки культивирования) при действии на них основного фактора роста фибробластов (ОФРФ), играющего чрезвычайно важную роль в контроле роста нейронов, их дифференциации и миграции, значительно снижена по сравнению со скоростью роста фибробластов кожи здоровых людей [Mikoepjea S. et al., 1995]. Выявлена высокая корреляция между снижением скорости роста фибробластов больного и объемом его мозга. По существу аналогичные результаты были получены при пересадке кусочков ткани гиппокампа и коры плодов (абортивный материал, I триместр беременности), полученных от матерей, больных шизофренией, в переднюю камеру глаза иммуноареактивных крыс [Freedman R. et al., 1992, 1994]. "Шизофренические" трансплантаты в некоторых случаях развивались значительно медленнее, чем трансплантаты плодов здоровых женщин, хотя дифференциация клеток протекала нормально. Этот подход открывает новую перспективу для выявления биологических механизмов, контролирующих процессы роста и развития мозга при шизофрении.

Более впечатляющие результаты были получены в работе, посвященной молекулярно-биологическому изучению кодирующего участка гена нейро-трофина-3 (НТ-3) у больных шизофренией. Напомним, что НТ-3 — один из членов семейства нейротрофинов, необходимый для развития дофаминергических и ГАМКергических нейронов среднего мозга, нейронов гиппокампа. Это исследование показало, что у больных шизофренией с выраженными нарушениями развития точечные мутации гена НТ-3 (GGG — GAC), приводящие к замене 63-аминокислотного остатка НТ-3 с Gly на Glu наблюдаются в 2,5 раза чаще, чем в контроле [Hattory A. et al., 1995]. Показано также, что содержание фактора роста нервов (ФРН) в периферической крови нелеченых больных шизофренией снижено по сравнению с нормой; это снижение менее выражено у леченых больных [Bersani G. et al., 1996]. Представленные в этих работах результаты позволяют связать отмечаемые при шизофрении нарушения развития и функций мозга с дефицитом нейротрофических факторов, хотя и не могут служить в качестве абсолютного доказательства.

Завершая рассмотрение нейрохимических основ эндогенных психических заболеваний, обратим внимание на принципиально новый подход в изучении нейрональных процессов, открывающийся в связи с прогрессом молекулярно-биологических исследований. Используя метод гомологической гибридизации и иные методики, стало возможным получать гомозиготные линии животных (мышей), не способных к синтезу какого-либо интересующего исследователя белка, в том числе белков, непосредственно участвующих в процессах синаптической передачи. Уже сегодня биологи наблюдают животных, лишенных фермента NO-синтазы [Nelson R.J. et al., 1995], одного из сопряженных с G-белком глутаматных рецепторов [Conquet F. et al.].