vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1029-8940-2024-69-3-217-223vestib-927Research ArticleСтатьиОсобенности функционирования дофаминергической и серотонинергической нейромедиаторных систем некоторых отделов головного мозга крыс при введении препаратов AZT (зидовудин) и S-аденозил-L-метионинFeatures of the functioning of dopaminergic and serotonergic neurotransmitter systems of some parts of the rat brain after AZT (zidovudine) and S-adenosyl-L-methionine drugs administrationФилинаН. И.FilinaN. I.

Филина Нина Ивановна – ст. преподаватель.

ул. Горького, 80, 230009, Гродно

Nina I. Filina - Senior lecturer, Grodno State Medical University.

80, Gorky Str., 230009, Grodno

nina-filina-2017@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8518-2450КурбатМ. Н.KurbatM. N.

Курбат Михаил Николаевич -канд. мед. наук, доцент, заведующий лабораторией.

ул. Горького, 80, 230009, Гродно

Mikhail N. Kurbat - Ph. D. (Med.), Associate Professor, Head of the Laboratory, Grodno State Medical University.

80, Gorky Str., 230009, Grodno

vwmisha@mail.ruГродненский государственный медицинский университетGrodno State Medical University202431072024693217223Copyright © Филина Н.И., Курбат М.Н., 20242024Филина Н.И., Курбат М.Н.Filina N.I., Kurbat M.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/927

Известно, что антиретровирусный препарат зидовудин (AZT), зарекомендовавший себя не только в лечении ВИЧ-инфекции, оказывает побочные эффекты на центральную нервную систему. В основе патогенеза всех психопатологических симптомов лежат процессы активации и торможения нейромедиаторных систем, поэтому целью данной работы являлось сравнение показателей, характеризующих основные моноаминергические системы головного мозга крыс, включая уровни аминокислот-предшественников и метаболитов, в различных его отделах при воздействии лекарственных средств зидовудин (AZT) и гептрал (SAM) по отдельности и в комбинации и оценка возможного корригирующего эффекта S-аденозилметионина в условиях эксперимента. Последний обладает потен­циальным нейропротекторным действием, уменьшая выраженность когнитивных нарушений при старении мозга, что связано с ингибированием окислительного стресса и нейровоспаления. Результаты эксперимента показали, что эффект AZT в большей степени проявляется на функционировании дофаминергической нейромедиаторной системы гипоталамуса (повышение уровня дофамина), а также стриатума и ствола головного мозга крыс (снижение содержания нейромедиатора), при этом увеличение концентрации серотонина наблюдается только в стволе. Применение SAM на фоне AZT приводило к нормализации содержания дофамина в гипоталамусе, стриатуме и стволе головного мозга крыс, а применение серотонина нормализовало его уровень в стволе, что свидетельствует о корригирующем эффекте препарата в отношении исследуемых показателей. При комбинированном применении SAM и AZT показатели концентрации серотонина во всех изученных отделах головного мозга крыс увеличивались и были близки к их значениям в группе животных, получавших только SAM.

Zidovudine (AZT) is an antiretroviral drug that has proven itself not only in treating HIV infection, but is associated with side effects on the central nervous system. All psychopathological symptoms are based on the processes of activation and inhibition of neurotransmitter systems, therefore, the purpose of this work was a comparative study of indi­cators characterizing the main monoaminergic systems of the brain of rats, including levels of amino acids precursors and metabolites, in different parts of the brain of rats when exposed to drugs zidovudine (AZT) and heptral (SAM) individually and in combination; to evaluate a possible corrective effect of S-adenosyl-L-methionine under experimental conditions. The latter has a potential neuroprotective effect on improving cognitive impairment during brain aging, which is associated with inhibiting oxidative stress and neuroinflammation. The results of the experiment showed that the effect of AZT is reflected to a greater extent on the functioning of the dopaminergic neurotransmitter system of the hypothalamus (increased dopamine levels), the striatum and midbrain of rats (decreased neurotransmitter content), an increase in serotonin concentration was noted only in the midbrain. The use of SAM against the background of AZT led to normalizing the dopamine content in the hypothalamus, striatum and brain stem of rats, serotonin - in the stem, which indicates the corrective effect of the drug on the studied neurotransmitter systems. The combined use of SAM and AZT leads to increasing serotonin concentrations in all studied parts of the brain of rats and are close to the values in the group of animals treated only with SAM.

AZTSAMдофаминголовной мозг крыссеротониннейромедиаторная системакорригирующий эффектAZTSAMdopaminebrain of ratsserotoninneurotransmitter systemcorrective effectReferencesRubin, L. H. HIV, depression and cognitive impairment in the era of effective antiretroviral therapy / L. H. Rubin, P. M. Maki // Curr. HIV/AIDS Rep. - 2019. - Vol. 16, N 1. - P 82-95. https://doi.org/10.1007/s11904-019-00421-0Rubin L. H., Maki P. M. HIV, depression and cognitive impairment in the era of effective antiretroviral therapy. Current HIV/AIDS Report, 2019, vol. 16, no. 1, pp. 82-95. https://doi.org/10.1007/s11904-019-00421-0Schneider, M. A. Combination of antiretroviral drugs Zidovudine and Efavirenz impairs tumor growths in a mouse model of cancer / M. A. Schneider, A. A. Buzdin // Viruses. - 2021.- Vol. 13, N 12. - P. 2396. https://doi.org/10.3390/v13122396Schneider M. A., Buzdin A. A. Combination of antiretroviral drugs Zidovudine and Efavirenz impairs tumor growths in a mouse model of cancer. Viruses, 2021, vol. 13, no. 12, p. 2396. https://doi.org/10.3390/v13122396Shafiee, A. Alfa based regimens for the treatment of adult T-cell leukemia/lymphoma (ATLL): a systematic review and meta-analysis / A. Shafiee, N. Seighali // Virol. J. - 2023. - Vol. 20. - P. 118. https://doi.org/10.1186/s12985-023-02077-0Shafiee A., Seighali N. Alfa based regimens for the treatment of adult T-cell leukemia/lymphoma (ATLL): a systematic review and meta-analysis. Virological Journal, 2023, vol. 20, p. 118. https://doi.org/10.1186/s12985-023-02077-0Сукиасян, С. Г. Мозг и психика: биологические основы психиатрии / С. Г. Сукиасян // Sci. Eur. - 2022. - Т. 90. - С. 42-53.Sukiasyan S. G. Brain and mentality: biological foundations of psychiatry. Sciences of Europe, 2022, vol. 90, pp. 42-53 (in Russian).Cerebrospinal fluid levels of 5-HIAA and dopamine in people with HIV and depression / R. Fu [et al.] // J. Neurovirol. - 2023. - Vol. 29. - P. 440-448. https://doi.org/10.1007/s13365-023-01142-2Fu R., Jinnah H., Mckay J. L., Miller A. H., Felger J. C., Farber E. W., Sharma S., Whicker N. Cerebrospinal fluid levels of 5-HIAA and dopamine in people with HIV and depression. Journal of Neurovirology, 2023, vol. 29, pp. 440-448. https://doi.org/10.1007/s13365-023-01142-2A comprehensive review on the efficacy of S-adenosyl-L-methionine in major depressive disorder / D. De Berardis [et al.] // CNS Neurol. Disorder Drug Targets. - 2016. - Vol. 15, N 1. - P. 35-44. https://doi.org/10.2174/1871527314666150821103825De Berardis D., Orsolini L., Serroni N., Girinelli G., Iasevoli F., Tomasetti C. A comprehensive review on the efficacy of S-adenosyl-L-methionine in major depressive disorder. CNS Neurological Disorder Drug Targets, 2016, vol. 15, no. 1, pp. 35-44. https://doi.org/10.2174/1871527314666150821103825S-adenosylmethionine improves cognitive impairment in D-galactose-induced brain aging by inhibiting oxidative stress and neuroinflammation / Y. Zhang [et al.] // J. Chem. Neuroanat. - 2023. - Vol. 128. - P. 102232. https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2023.102232Zhang Y., Ma R., Deng Q., Wang W., Cao Ch., Yu Ch. S-adenosylmethionine improves cognitive impairment in D-galactose-induced brain aging by inhibiting oxidative stress and neuroinflammation. Journal of Chemical Neuroanatomy, 2023, vol. 128, p. 102232. https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2023.102232Otero-Losada, M. E. Acute changes in 5-HT metabolism after S-adenosyl-L-methionine administration / M. E. Otero- Losada, M. C. Rubio // Gen. Pharmacol. - 1989. - Vol. 20, N 4. - P. 403-406. https://doi.org/10.1016/0306-3623(89)90186-9Otero-Losada M. E., Rubio M. C. Acute changes in 5-HT metabolism after S-adenosyl-L-methionine administration. General Pharmacology, 1989, vol. 20, no. 4, pp. 403-406. https://doi.org/10.1016/0306-3623(89)90186-9S-Adenosylmethionine (SAMe) for neuropsychiatric disorders: A clinical-oriented review of research / A. Sharma [et al.] // J. Clin. Psychiatry. - 2017. - Vol. 78, N 6. - P. 656-667. https://doi.org/10.4088/jcp.16r11113Sharma A., Gerbarg P., Bottiglieri T., Massoumi L., Carpenter L., Lavretsky H., Muskin Ph., Brown R., Mischoulon D. S-Adenosylmethionine (SAMe) for neuropsychiatric disorders: A clinical-oriented review of research. Journal of Clinical Psychiatry, 2017, vol. 78, no. 6, pp. 656-667. https://doi.org/10.4088/jcp.16r11113Дорошенко, Е. М. Биогенные моноамины, их предшественники и метаболиты в мозге крыс при экспериментальной недостаточности кровообращения / Е. М. Дорошенко, В. В. Лелевич // Нейрохимия. - 2020. - Т. 37, № 3. - С. 240-248.Doroshenko E. M., Lelevich V. V. Biogenic monoamines, their precursors and metabolites in the brain of rats with experimental circulatory insufficiency. Neirokhimiya [Neurochemistry], 2020, vol. 37, no. 3, pp. 240-248 (in Russian).Zidovudine and Lamivudine as potential agents to combat HIV-associated neurocognitive disorder / S. Mdanda [et al.] // Drug Dev. Tech. - 2019.- Vol. 17, N 7. - P. 322-329. https://doi.org/10.1089/adt.2019.941Mdanda S., Ntshangase S., Singh S. D., Naicker T., Kruger H. G., Baijnath S., Govender Th. Zidovudine and Lamivudine as potential agents to combat HIV-associated neurocognitive disorder. Drug Development Technologies, 2019, vol. 17, no. 7, pp. 322-329. https://doi.org/10.1089/adt.2019.941Gurevich, E. V. G protein-coupled receptor kinases as regulators of dopamine receptor functions / E. V. Gurevich, R. R. Gainetdinov, V. V. Gurevich // Pharmacol. Res. - 2016. - Vol. 111. - P. 1-16. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2016.05.010Gurevich E. V., Gainetdinov R. R., Gurevich V. V. G protein-coupled receptor kinases as regulators of dopamine receptor functions. Pharmacology Resourse, 2016, vol. 111, pp. 1-16. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2016.05.010The HIV antiretroviral drug efavirenz has LSD-like properties / B. Michael [et al.] // Neuropsychopharmacology. - 2013. - Vol. 38, N 12. - P. 2373-2384. https://doi.org/10.1038/npp.2013.135Gatch M. B., Kozlenkov A., Huang R., Yang W., Nguyen J., Gonzalez-Maeso J., Rice K. C., France Ch., Dillon G. The HIV antiretroviral drug efavirenz has LSD-like properties. Neuropsychopharmacology, 2013, vol. 38, no. 12, pp. 2373-2384. https://doi.org/10.1038/npp.2013.135Bertrand, L. Cerebral vascular toxicity of antiretroviral therapy / L. Bertrand, M. Velichkovska, M. Toborek // J. Neuroimmune Pharmacol. - 2021. - Vol. 16, N 1. - P. 74-89. https://doi.org/10.1007/s11481-019-09858-xBertrand L., Velichkovska M., Tobore M. Cerebral vascular toxicity of antiretroviral therapy. Journal of Neuroimmune Pharmacology, 2021, vol. 16, no. 1, pp. 74-89. https://doi.org/10.1007/s11481-019-09858-x

The authors declare that there are no conflicts of interest present.