Donetsk compartment of shevchenko scientific society

Вид материала

Документы

Содержание Володимир МАКСИМОВИЧ, доктор медичних наук, професор Пошук фундаментальної константи матеріалізації психічних явищ Методи досліджень Результати та обговорення G являє фундаментальну константу, яка зветься гравітаційною сталою або сталою тяжіння. G G використовується в алгоритмі перетворення матеріального стимулу в психічний відгук у вигляді lg G Можливості модуляції опіоїдних

Подобный материал:

• Donetsk compartment of shevchenko scientific society, 2259.73kb.
• Donetsk compartment of shevchenko scientific society, 3938.75kb.
• Donetsk compartment of shevchenko scientific society, 4086.35kb.
• Donetsk compartment of shevchenko scientific society, 3610.42kb.
• Donetsk compartment of shevchenko scientific society, 16031.76kb.
• Donetsk compartment of shevchenko scientific society, 2424.3kb.
• Донецьке відділення наукового товариства ім. Шевченка donetsk compartment of shevchenko, 3687.32kb.
• Донецьке відділення наукового товариства ім. Шевченка donetsk compartment of shevchenko, 3817.8kb.
• Донецьке відділення наукового товариства ім. Шевченка donetsk compartment of shevchenko, 3413.53kb.
• Донецьке відділення наукового товариства ім. Шевченка donetsk compartment of shevchenko, 398.96kb.

Володимир МАКСИМОВИЧ,

доктор медичних наук, професор,

Донецький національний університет

Максим МАКСИМОВИЧ,

біофізик, Асоціація медичних фізиків


ПОШУК ФУНДАМЕНТАЛЬНОЇ КОНСТАНТИ МАТЕРІАЛІЗАЦІЇ ПСИХІЧНИХ ЯВИЩ


Універсальною й постійною властивістю усіх без винятку представників матеріального світу є гравітація (тяжіння). Такий науковий висновок затвердив І.Ньютон ще у 1687 році. А.Ейнштейн його поглибив в загальній теорії відносності (ЗТВ), в якій ввів принцип еквівалентності гравітації та неінерціальних рухів, а також зв’язок гравітаційних сил з геометрією (кривизною) чотиримірного неевклідового, псевдоріманового простору-часу. З ЗТВ випливають важливі наслідки, які збагачують світопізнання та мають визначене прагматичне значення.

У А.Ейнштейна, на відміну від І.Ньютона, простір не є пасивним, він активний. Йому притаманні потенціали гравітаційного поля, які пов’язані з геометричною структурою й визначаються функціями координат (q_ік=q_кі), які складають у сукупності фундаментальний метричний тензор. Гравітаційна енергія має унікальні властивості: вона найвища серед усіх форм енергії, невичерпна та безентропійна.

Вкажемо ще на один наслідок, який пов’язаний з методологією. З принципу еквівалентності випливає, що для одержання ефектів від гравітації та рухів з прискоренням можливо їх заміняти один одиним.

У попередніх наших публікаціях [2004, 2005] було подано закон збереження та симетрії в психіці. Була зокрема відзначена відсутність, або крайня згорнутість просторових координат та маси відображених матеріальних об’єктів. Значні особливості має поводження часу в психіці. Є й інші відмінності від матеріального світу, що в цілому є дуже важливим в пізнанні психічного світу та його взаємодії з матеріальним.

З часу появи у 1860 році психофізики, засновником якої був Г.Фехнер, вже ним була висунута зверхмета: знайти універсальне співвідношення між фізичним і психічним світами на ґрунті кількісних та якісних зв’язків та їх перетворень. В єдність психофізичного світу Г.Фехнер твердо вірив. Він зосередився на першій половині самозавдання і встановив закон перетворення матеріальних стимулів у психічні відображення (почування). Багато в цьому напрямку зроблено його послідовниками. Але зворотний напрямок: перетворення психічних явищ, наприклад, образів, у матеріальні явища, наприклад тілесні рухи, - поки що залишилось проблемою. Тому нами й було сформульоване завдання висвітлити стрижень матеріалізації психічних явищ.

Методи досліджень

Були проаналізовані та узагальнені наукові відомості, які прямо чи опосередковано мали відношення до проблеми. Особливу увагу приділили закономірностям гравітації, перетворення матеріальних стимулів на почування та головним функціям цього перетворення. Були проведені уявні експерименти і конструювання варіантів рішення.

Результати та обговорення

Майже 150 років після Г.Фехнера багато вчених пропонували свої варіанти вирішення психофізичної задачі. Але в її фундаментальній постановці залишились відповіді у вигляді двох форм аналітичної залежності: логарифмічної, яку надав особисто Г.Фехнер, а також показникової функції, яку запропонував С.Стивенс (1974). У контексті сформульованого нами завдання перевагу слід віддати логарифмічній формі по двом апріорним чинникам, які можна також розглядати як вимоги до матеріально-психічної трансформації.

По-перше, у Г.Фехнера мова йде про найбільш ранню стадію психічного відгуку й тому застосовані найбільш чутливі природні одиниці виміру - jnd. Це скорочений вираз just noticeable difference, що за змістом означає ледве помітну різницю при визначенні абсолютного та диференційного порогів. С.Стівенс характеризує подальшу стадію оцінки психічного відгуку у загальному, грубому вигляді [Бардін К.В., Забродін Ю.М., 1982; Рибін И.А., 1990].

По-друге, матеріальні стимули не діють на одну окрему точку ні в реальних умовах, ні в експерименті. Задля мінімального специфічного відчуття різниці психічного акту необхідно сприйняти декілька (біля 4-х) оптичних квантів, акустичних квазіквантів, смакових молекул, тощо. Тим паче, це стосується гравітації з припущенням про її переносники - гравітони. Таким чином, якщо послуговуватися не ідеальними абстракціями, то постає не точкове, а «по-точкове» відображення в психіці матеріальних стимулів. Це підтверджує, що фізичний стимул слід репрезентувати як вектор на площі. Логарифм за своїм походженням якраз пов’язаний з площею через квадратури (інтеграли). Хотів того чи ні Г.Фехнер, але його психофізичний закон з самого початку пов’язаний з натуральними¹ логарифмами, правда, дійсних чисел.

Однак дійсні числа входять в множину комплексних чисел як деяка особлива їх частина. Комплексне (сполучене) число  представляє собою упорядковану пару чисел =(, ), кожне з яких не рівне нулю. При цьому  є дійсна частина, а  - уявна частина. Якщо =0, то таку пару =(, 0) звуть дійсним числом, якщо ж =0, таку пару =(0, ) звуть уявним числом.

Все тільки що сказане в останньому абзаці викликане наступним. У вище наведеній нашій публікації [2005] про симетрію в психіці доводилось, що умовою подолання бар’єру при переході сигналу з псевдоріманового матеріального простору у "заобрійний" психічний є наявність уявних величин (чисел, точок тощо). Внаслідок цього в формальних відображеннях перетворення сигналів фізичних в психічні і психічних в фізичні повинні міститись комплексні числа, точніше функції комплексних змінних. Подивимось, які у цьому відношенні справи з психофізичним законом Г.Фехнера.

Оскільки закон Г.Фехнера орієнтований на ледь уловлювану різницю почування (jnd), то можна вважати, що в цьому законі присутність уявної частини є, але вона нескінченно мала, тобто . З цієї позиції закон Г.Фехнера не суперечить вимогам переходу сигналів з матеріального світу в психічний. Але для кількісної оцінки Г.Фехнеру не потрібна була уявна частина, тож він її не включає в закон. Однак слід мати на увазі, що уявна частина, незважаючи на її надзвичайну малість, по суті присутня.

Таким чином, теоретично можливе й важливе комплексне формулювання психофізичного закону таке:

при (1)

Тобто, по суті, маємо закон Фехнера:

(2)

де , - відповідно фактично виміряний та пороговий рівні матеріальних стимулів.

Massformel (2) Фехнера, зрозуміло, поширюється й на відчуття гравітаційної та еквівалентної їй сили (F):

(3)

де за І. Ньютоном

(4)

В (4) G являє фундаментальну константу, яка зветься гравітаційною сталою або сталою тяжіння. G дорівнює Константу G вперше було визначено англійцем Генрі Кевендешем у 1798 році, тобто більш ніж через 100 років з часу теоретичного введення Ньютоном цієї константи у рівняння. В визначенні Г.Кевендеша константа характеризує силу гравітаційної взаємодії між двома тілами масою по 1 г кожне, які знаходяться на відстані 1 см одне від одного.

Якщо в рівняння (3) ввести замість F його значення з (4) та здійснити деякі прості алгебраїчні перетворення, то одержимо:

(5)

Згідно з (5), при дії гравітаційної сили виникає деякий психічний акт (Ez), як відгук на дію матеріальної сили. В загальному випадку цей психічний акт фіксується свідомістю, наприклад як почування, або залишається в підсвідомості.

На відміну від Г.Фехнера, нам, спираючись на (5), потрібно з’ясувати лише парціальний внесок, так би мовити, самостійну долю гравітаційної константи G при переході її з фізичного світу в психічний. З рівняння (5), яке відповідає закону Фехнера, випливає, що цей напрямок перехідного процесу здійснюється за допомогою логарифмування. Відповідну до G величину в психіці позначимо грецькою літерою Г (гамма).

(6)

Виходячи з того, що , знаходимо чисельне рішення рівняння (6):

(7)

Якщо за психофізичним законом гравітаційна константа G використовується в алгоритмі перетворення матеріального стимулу в психічний відгук у вигляді lg G, то у зворотньому процесі перетворення психічного акту в матеріальні дії константу Г логічно використовувати як антилогарифм Г [anti lg Г]. Під задаючим психічним актом слід розуміти сценарій послідовності образів, по якому повинні розгортатися конкретні матеріальні дії. Останні, стосовно гравітації, це є неінерційні рухи тіла чи його частин у людини, оскільки неінерційні рухи, за теорією Ейнштейна, еквівалентні гравітації.

Слід мати на увазі, що при тлумаченні процесу перетворення потрібно враховувати також присутність у відповідному алгоритмі уявної частини. Це передбачено теоретичним обґрунтуванням вигляду психофізичного закону за допомогою комплексної функції (рівняння 1), особливостями симетрії в психіці [В.Максимович, М.Максимович, 2005]. Також про це свідчить збереження кутів [Б.Н.Беспалов, 1984] при матеріально-психічних перетвореннях, що притаманне конформним перетворенням. Згідно з цими та іншими аргументами, уявна частина присутня в рівнянні трансформації психічних актів в матеріальні.

Таким чином, за винятком різниці між логарифмом і антилогарифмом, структурний зміст рівнянь однаковий, як для напрямку перетворення фізичних стимулів в психічний відгук, так і для зворотного напрямку - матеріалізації психічних дій.

Позначимо виникле в психіці явище (рух образу, сценарій тощо) літерою , а відповідне йому матеріальне зрушення в організмі через а. Тоді

(8)

де z - коефіцієнт пропорційності, причому z=1/c.

В рівнянні (8) фігурує символ , якому наданий зміст виниклого психічного акту. Постає питання, чи є якісь натяки виміру його сили. За змістом психічному акту надає силу мотивація, яка його викликала. Мотивація базується на поєднанні потреби, конкретного вибраного об’єкту та способу її задоволення, а також передбачуваної емоційної насолоди від оволодіння цим об’єктом. В концепції соціальної психології (С.С.Паповян, 1983) висувається аналог такої оцінки суб’єктивно очікуваної події (СОП):

(9)

де Р_к - суб’єктивна вірогідність досягнення к-ої мети;

І_к - суб’єктивна цінність досягнення к-ої мети.

Міркують, що критерій вибору спирається на екстремальні значення СОП: максимум при корисності, мінімум при шкідливості. Відповідне рішення можна прийняти за допомогою, наприклад, алгоритму, який відображений математичними моделями (В.А.Максимович та співавт., 2004).

Досі мова йшла про одну окрему характеристику сигналу, будь-то матеріального чи психічного, про його силу. Але який завгодно фізичний сигнал усякої модальності, має не тільки силові якості, а й інші. Серед них назвемо раптовість, позитивну цінність (корисність) та негативну цінність (шкідливість) по відношенню до суб’єкта. Усі міри цих якостей логарифмічні й по окремості можуть бути відображені простими комплексними функціями. Коли ж якості сигналу сприймаються суб’єктом разом, що є насправді в реальності, то для такого складного сигналу запропоновано використати кватерніони з їх алгеброю (В.А.Максимович та спіавт., 2001). Наведемо загальний вигляд кватерніону, який віддзеркалює вище згадану сукупність якостей. Такий кватерніон звуть сенсорним (q_s):

(10)

де a, b, c, d - відповідно логарифмічні міри Шеннона, Фехнера, корисності, шкідливості;

i, j, k - уявні одиниці ортогональних (незалежних) координат, з четвертою ортокоординатою (а) може бути пов’язана дійсна одиниця.

Не будемо далі викладати зміст операцій з кватерніонною моделлю та її використанням для розкриття психіки. Відсилаємо до згаданої нашої публікації. Доповнимо лише одним. Як і з антилогарифмом в рівнянні (8), так і в випадку застосування кватерніонної моделі, зворотний напрямок, тобто матеріалізація психічних явищ, буде здійснюватися через антилогарифми.

Все, про що йшла мова, відноситься, по аналогії з фізикою, до макрофізичного представництва. Звернемось до мікрофізичної грані.

Що притаманне будівним елементам психічних явищ (об’єктів) і чим вони відрізняються від будівних елементів об’єктів матеріального світу? Про суттєві відміни маси та геометричних розмірів ми вже казали вище: вони в психіці зведені майже нанівець, до ідеальної крапки. Залишаються, насамперед, часові характеристики. Тут ми вступаємо в царину гіпотез, більш-менш обґрунтованих.

В світі, науковий опис якого дав А.Ейнштейн, матеріальні частинки практично не можуть перетнути світловий бар’єр. Але вже сам А.Ейнштейн не заперечував можливість існування рухів зі зверхсвітловою швидкістю: “…такий результат з чисто логічної точки зору не містить, на мій погляд, в собі ніяких протиріч”. Зараз багато теоретиків стверджують, що по той бік світлового бар’єра існують частинки, які від народження наділені зверхсвітловими швидкостями. Спілка таких суперсвітлових об’єктів одержала видову назву тахіони ( на грецькій мові - швидкий).

За висновками вчених (В.С.Барашенков, 1987; П. Девис, 1989), без тахіонів теорія відносності та опис світу неповні, однобічні, ущербні у прямому і переносному сенсі. Тахіони мають особливі якості. Їх маса не є нульовою. Вона уявна. Ще одна особливість тахіонів у тому, що такі властивості об’єктів можуть пояснити безенергетичність або майже безенергетичність процесів мислення, що стверджують фізіологи (В.О.Максимович, І.І.Солдак, С.В.Беспалова, 2003). До того ж, тривалість реакцій з участю тахіонів оцінюють у мінус двадцять шостій ступені секунди, коли вірогідний енергетичний сплеск. Але сучасними засобами такий короткий енергетичний імпульс, на жаль, не був зафіксований та й не було таких цілеспрямованих спроб.

До речі, чимало вчених для диференційного уточнення будівничих елементів в психіці аналізували тривалість психоактів². Якщо б основою були нейронні елементи, на формування психічних сигналів витрачалося б 10^-2…10^-4с (А.М.Іваніцький та співавт., 1984; А.Н.Лебедев, 1985); якщо б конформаційні зміни макромолекул білків, то 10^-8с (М.А.Кузнєцов та співавт., 1990); випромінювання при переходах - 10^-8с (А.М.Хазен, 1979); лептони - 10^-10...10^-14 с (Н.Ю.Мікляєв, 1992). У сімдесятих роках академік АН СРСР М.А. Марков і незалежно від нього професор К.П.Станюкович доводили за допомогою фіз.-мат. рівнянь існування крихітних, з радіусом 10^-33см, часток³.

Усі кандидати з наведеного переліку, як і подібні їм, належать до матеріального світу, де панує швидкість руху, яка обмежена світловою у вакуумі. Якщо діє універсальна матеріальна сила тяжіння, то сам по собі її переносник гравітон, який є для психіки прообразом, не в змозі одночасно стати й образом самого себе і також набрати іншу надсвітлову швидкість. Між тахіонами психіки і гравітонами матеріального світу повинні бути посередники - трансформатори.

Напередодні 3 тисячоліття квантофізичний світогляд дуже поглибився. Теоретики винайшли суперсиметрію, яка пояснила єдність усіх видів взаємодій: гравітаційного, електромагнітного, сильного та слабкого, а також ролі усіх відомих та ще тільки прогнозованих, явних та віртуальних елементів матеріальних конструкцій. На цьому фундаменті з’явилася теорія супергравітації. В ній гравітон не є одиничним переносником гравітаційної дії. Це виконує скінченна суперсиметрична родина частинок зі спинами 0, ¹/₂, 1, 2 (гравітон), ³/₂ (8 типів прогнозованих гравітіно) та ін.

Загалом суперсиметрія розкриває закономірності, які до неї не були знані. Разом з попередніми теоріями (електрослабкої взаємодії, квантової хромодинаміки, Великого об’єднання, квантового вакууму тощо) було встановлено, зокрема, існування взаємоперетворення частинок: електрони ↔ нейтрино, протони ↔ нейтрони, кварки ↔ лептони, ферміони ↔ бозони, загалом частинки з одним значенням спіна ↔ з іншим значенням спіна… Діапазон мас, (тобто і енергій) переносників дій величезний: від 0 (у гравітона, наприклад) до 10¹⁴ маси протону (у Х-частинки). До того ж деякі частинки можуть стягуватись з наданням іншій маси. Все тільки що сказане, великі флуктуації головних властивостей (у тому числі й швидкості), а також принцип невизначеності Гейзенберга створюють реальні можливості контактів з тахіонами психіки.

Слід звернути увагу, що суперсиметрія спонукала до відродження і вдосконалення уявлення про багатомірний простір-час, які досягли повної узгодженості. Перша теорія поляка Теодора Калуци та шведа Оскара Клейна описувала Всесвіт як 5-мірний. Сучасний варіант 11-мірний, в якому 7 координат простору компактофіковані до розмірів 10^-32 см, причому у кожній точці спостерігаємого 3-мірний простір. Викладені нами (2005) погляди на симетрію в психіці не вступають в принципові протиріччя з теорією суперсиметрії. Це стосується і того, що суперсиметрія може бути деформована внаслідок устремління її структури до сталості. Звідти прояви функціональних асиметрій.

Таким чином, на фундаментальному рівні існують вагомі аргументи щодо умов контактів структурних елементів матеріального світу з психічним і навпаки. Установлений ряд характеристичних ознак елементів психічних явищ, які потребують доповнення до повної ідентифікації.

Висновки

1. Психічні акти трансформуються в матеріальні дії за допомогою антилогарифмів з константою психоматеріалізації Г= - 10,17587.
   
2. Згідно з сучасними фізичними теоріями - суперсиметрії, супергравітації, 11-мірного простору-часу, а також розробками авторів цієї публікації, переносники гравітації мають в матеріальному світі швидкість рухів, яка не більша за світлову у вакуумі, а відповідні переносники психічних дій мають надсвітлову швидкість й ряд характеристичних ознак, які потребують доповнення з метою їх остаточної ідентифікації.
   

ЛІТЕРАТУРА

1. Барашенков В.С. Кварки, протоны, Вселенная. - М.: Знание, 1987. (Наука и прогресс) - 192 с.
   
2. Бардин К.В., Забродин Ю.М. Проблемы сенсорной психофизики. В кн.: Познавательные процессы: ощущения, восприятие. - М.: Педагогика, 1982. - С.89-118.
   
3. Беспалов Б.И. Действие (Психологические механизмы визуального мышления). - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1984. - 192 с.
   
4. Девис П. Суперсила: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 272 с.
   
5. Максимович В.А. Частные модели психопроцессов. - Донецк: Донбасский научно-аналитический центр, 1995. - 40 с.
   
6. Максимович В.А., Горецкий О.С., Солдак И.И., Тарапата Н.И., Говта Н.В., Максимович М.В. Экспериментальное и теоретическое обоснование математической модели принятия решения (выбора из альтернатив) // Вестник гиг. и эпидем. - 2004. - Т.8.- №1. - С.267-273.
   
7. Максимович В., Максимович М. Закон збереження мотивацій. В кн.: Донецький Вісник наук. тов. ім. Шевченка. - Донецьк: Східний видав. дім, 2004. - т.5.- С.276-282.
   
8. Максимович В., Максимович М. Симетрія в психіці. В кн.: Донецький Вісник наук. тов. ім. Шевченка. - Донецьк: Східний видав. дім, 2005. - т.6.- С.149-157.
   
9. Максимович В.А., Мухин В.В., Беспалова С.В. Медицинская психофизика. - Донецк: Изд-во Дон. нац. ун-та, 2001. - 150 с.
   
10. Максимович В.А., Солдак И.И., Беспалова С.В. Медицинская биоэнергетика. - Донецк: Изд-во Дон. нац. ун-та, 2003. - 229 с.
    
11. Паповян С.С. Математические методы в социальной психологии. - М.: Наука, 1983. - 344 с.
    
12. Рыбин И.А. Лекции по биофизике. - Свердловск: Изд-во Уральского ун-та, 1990. - 240 с.
    
13. Стивенс С.С. О психофизическом законе. - В кн.: Проблемы и методы психофизики. - М.: 1974. - С.56-102.
    
14. Fechner I. Elemente der Psychophysik. - Leipzig: 1860, Bd. I- 336 S.; Bd. II - 571 S.
    

ББК 28.992.8

Тетяна Панова,

кандидат біологічних наук, доцент,

Донецький державний медичний університет

ім. М. Горького


МОЖЛИВОСТІ МОДУЛЯЦІЇ ОПІОЇДНИХ

РЕЦЕПТОРІВ


Пошуки нових можливостей впливу на опіоїдну сигналізацію - актуальне питання сучасної фізіології і медицини. Важливість цих пошуків обумовлена гострою соціальною і медичною шкодою, яку спричиняє наркоманія суспільству в цілому і окремій людині, що зловживає наркотиками. Адже при зловживанні наркотиками в першу чергу ушкоджується саме опіоїдна система мозку. Сучасні підходи до лікування цього захворювання основані на застосуванні агоністів або антагоністів опіоїдних рецепторів. Агоністи використовують, коли треба підмінити "важкі" наркотики (героїн, морфін) "легкими" (метадон, бупренорфін) - так звана заміщуюча терапія [1]. Вважається, що шкода від таких "легких" наркотиків менша, ніж від "важких". Антагоністи використовують, коли треба нейтралізувати або запобігти дії наркотиків [2]. В обох підходах разом з певними досягненнями і перевагами є безліч недоліків. Найголовніші з них: розвиток залежності від самих ліків ("легких" наркотиків), важкий абстинентний синдром, який провокується антагоністами і не усувається навіть тривалим загальним наркозом, рецидиви вживання наркотиків.

Сучасна фармакологія пропонує велику кількість різноманітних опіоїдних агоністів і антагоністів, які відрізняються активністю, тривалістю дії, вибірковістю дії на окремі типи і підтипи рецепторів і т.і.

На морфійзалежних щурах нами показано антиабстиненту дію нової речовини - коменової кислоти [3]. Ця речовина має природне походження, але дотепер було відомо лише про її ранозагоюючі властивості. Яким чином вона взаємодіє з мембраною клітини? Чи пов’язана ця взаємодія з опіоїдними рецепторами? В літературі ми не зустріли відповідей на ці питання.

Метою цієї роботи було вивчення механізму впливу коменової кислоти на трансмембранну опіатну сигналізацію. Виділяють як мінімум три типи опіатних рецепторів: μ, δ, та σ. Самостійність інших типів опіатних рецепторів остаточно поки ще не доведена [7]. У регуляцію функціональної активності церебральної системи винагороди, одного з основних компонентів формування пристрасті, залучені опіатні рецептори всіх трьох типів [5]. Опіатні рецептори викликають клітинну відповідь за допомогою активації G-білків сімейства Gi/Go, чутливих до коклюшного токсину, що регулюють різні ефектори. До основних ефектів опіатів відносять інгібіцію аденілатциклази, активацію калієвої і пригнічення кальцієвої провідності [7].

Одним з найбільш вдалих прийомів вивчення ефективності сигналізації рецепторно-G-білкової системи є використання радіоактивного негідролізатного аналогу ГТФ, який зв’язується з ά субодиницями G-білків при активації агоністом відповідних рецепторів. Оскільки ГДФ-зв’язана форма α субодиниць є неактивною у відношенні ефекторів, то й оцінити ступінь активації рецепторно-G-білкової системи з використанням [³⁵S]ГТФγS на тлі значного надлишку ГДФ можна зі значним ступенем вірогідності [10]. У цьому розділі досліджували вплив коменової кислоти на активацію G-білків агоністом δ-опіатних рецепторів (DALE) і агоністом переважно μ-опіатних рецепторів (морфін) у плазматичних мембранах з мозку щура.

[³⁵S]ГТФγS (1162 Ки/ммоль), Перколл, носії для хроматографії і сцинтиляційний коктейль ASC були отримані від Amersham Pharmacia Biotech (Великобританія). Сахароза (molecular research grade) від Beckman (США). Суміш інгібіторів протеаз (“Complete^TM, EDTA-free”), ГДФ Na-сіль, ГТФ(γS) гуанозін-5’-O-(3-тіотрифосфат) HPLC-очищений були від Roshe/Boehringer (США). Скло-волоконні фільтри Whatman GF/В від Whatman Со. (Великобританія). Інші реактиви були вироблені Sigma (США).

Для виділення плазматичних мембран з мозку щурів використали 10 самців щурів. Тварин анестезували ефірним наркозом, декапітували і тканини мозку подрібнювали на льоді.

Плазматичні мембрани одержували в такий спосіб: тканини мозку від 4 тварин гомогенізували на льоді в скляному гомогенізаторі у 8-кратному обсязі забуференого HEPES-NMDG (25 мМ, pН 7.3) розчину 250 мМ сахарози із сумішшю інгібіторів протеаз (Boerhinger), 1 мМ ЕГТА, 1 мМ ДТТ і 2 мМ MgSO₄. Грубий гомогенат центрифугували 5 хв (1000 g) при 4^oС. Поділ мембран проводили за методом M.A. Kiebler et al. (1999) [4] з деякими модифікаціями. Супернатант наносився на східчастий градієнт (по 6 мл 11%, 17%, 25% і 33%) розчину Перколла у забуференому HEPES-NMDG (25 мМ, pН 7.3) розчині 250 мМ сахарози, 1 мМ ЕГТА. Градієнт центрифугували при 4^oС в Beckman ультрацентрифузі в SW40Ti-роторі при кутовій швидкості (ω) і часі (t), розрахованих по формулі 2,6x10⁹ ω²t для 32500 g. Фракція плазматичних мембран відбиралася, поділялася на рівні частини і заморожувалася в рідкому азоті, де і зберігалася до використання. Перед проведенням експерименту аліквота мембран (1,5 мг) наносилася на стовпчик з Sepharose 2CL-B (2,5х16 см), урівноважену інкубаційним буфером без гуанінових нуклеотидів, сапоніну й опіатних лігандів. Фракція плазматичних мембран, яка вийшла у вільному обсязі, преінкубірувалася із ГДФ і сапоніном (50 мкг/мл) протягом 60 хв при 5^oС. У деяких випадках мембрани преінкубірувалися додатково з коменовою кислотою (100 мкМ).

Перед додаванням [³⁵S]GTPγS мембрани преінкубірувалися з агоністом 5 хв при 30^o. Мембрани інкубірували 60 хв при 30^o у кінцевому обсязі 100 мкл інкубаційного розчину, що містив: HEPES-NMDG - 25 мМ (pН 7.3), 1 мМ ЕГТА, MgSO₄ - 2 мМ, 50 мкг/мл сапоніну, 1 мМ ДТТ і 1 нМ [³⁵S]GTPγS, різні концентрації ГДФ, різні концентрації агоністу опіатних рецепторів, 0,8-2,0 мкг мембранного білка на пробу [8], з деякими модифікаціями. У різних експериментах KCl чи NaCl додавався до концентрації 20 мМ, при цьому концентрація NMDG-Cl (pН 7.3) доводилася до 80 мМ. Кінцева концентрація іонів Cl^- складала 100 мМ у всіх випадках. Реакція зупинялася 2,5 мл охолодженого на льоді Tris-HCl буферу 25 мМ (pН 7.3), MgSO₄ - 2 мМ і 100 мМ NaCl і негайною (1,0-1,5 с) фільтрацією через скловолоконні фільтри Whatman GF/В. Фільтри промивалися двічі тим же розчином, висушувалися і радіоактивність проб визначалася в сцинтиляційному лічильнику Rackbetta LKB-4000 (LKB, Sweden).

Кількість білка визначали модифікованим методом Бредфорда [9], використовуючи як стандарт сироватковий альбумін бика.

Статистична обробка результатів експериментів і побудова графіків проводилася з використанням програми Origin 4.0 (Microcal Software, Inc. Northampton, США).

Для стимуляції зв’язування [³⁵S]ГТФγS опіатними агоністами абсолютно необхідний ГДФ. Концентрація ГДФ, яка необхідна для максимального ефекту, варіює в різних рецепторних системах [10]. Крім того, відомо, що для максимального агоніст-залежного зв’язування [³⁵S]ГТФγS необхідна присутність іонів Na, що знижує рівень базальної активності G-білків за рахунок інгібірування агоніст-незалежної (конститутивної) активності рецепторів [8]. У якості агоністів використовували DALE (селективний ліганд δ-опіатних рецепторів) і морфін (активує переважно μ-опіатні рецептори) [7]. Для визначення концентрації ГДФ, необхідної для максимальної агоніст-залежної стимуляції зв’язування [³⁵S]ГТФγS, досліджували залежність зв’язування [³⁵S]ГТФγS від концентрації ГДФ у присутності 20 мМ NaCl. Починаючи з концентрації 1 мкМ, ГДФ знижує зв’язування [³⁵S]ГТФγS дозо-залежним чином. Максимальна агоніст-залежна стимуляція спостерігається при 10-100 мкМ ГДФ, причому ефект морфіну виявляється при менших концентраціях ГДФ, у порівнянні з DALE. Подальші дослідження проводилися при 10 і 100 мкМ ГДФ для морфіну і DALE відповідно.

Попередні дослідження показали, що коменова кислота сама по собі помітно не впливає на базальне зв’язування [³⁵S]ГТФγS, але після преінкубації з плазматичними мембранами модулює рівень агонист-залежної стимуляції. Ефект коменової кислоти виявляється при концентрації понад 10-100 мкМ. Для з’ясування характеру модулюючого впливу коменової кислоти досліджували її вплив на залежність зв’язування [³⁵S]ГТФγS від концентрації DALE і морфіну.

У присутності NaCl (20 мМ) агоніст-залежна активація G-білків відбувається за участю тільки високоафінних до DALE рецепторів (EC₅₀ ~ 70 нМ), і коменова кислота (100 мк) не впливає на цей процес. У присутності коменової кислоти з’являється агонист-залежна активація G-білків низькоафінними рецепторами з EC₅₀ ~ 5 мкМ, що кількісно складає ~70% від активації високоафінними рецепторами. У той же час коменова кислота (100 мк) знижує агоніст-залежну активацію G-білків високоафінними до морфіну рецепторами. При цьому загальна кількість активованих G-білків не змінюється.

Оскільки іони Na самі по собі мають модулюючу дію на опіатні рецептори, для подальшого дослідження впливу коменової кислоти на залежність зв’язування [³⁵S]ГТФγS від концентрації агоністів іони Na були замінені на іони K, щоб зберегти іонну силу інкубаційного розчину. При цьому відбувається збільшення базального і зниження величини агоніст-залежного зв’язування [³⁵S]ГТФγS. У присутності КCl (20 мМ) коменова кислота (100 мк) зменшує агоніст-залежну активацію G-білків високоафінними до DALE рецепторами на 40-50%. Активація G-білків низькоафінними рецепторами, навпаки, збільшується (~1,5 рази). EC₅₀ при цьому не міняється (~12 нМ і ~10 мк для високо- і низькоафінних рецепторів, відповідно). Відсутність змін у величині EC₅₀ свідчить про те, що коменова кислота не впливає на афінність рецепторів до агоністу. Таким чином, на тлі дії коменової кислоти при максимальній з використаних концентрацій DALE (40 мк) співвідношення G-білків, активованих високо- і низькоафінними рецепторами зменшується більш ніж у 3 рази без помітної зміни загальної кількості активованих G-білків.

У присутності КCl (20 мМ) коменова кислота (100 мк) не впливає на агоніст-залежну активацію G-білків високоафінними до морфіну рецепторами. Активація G-білків низькоафінними рецепторами збільшується приблизно на 25 %.

Результати радіолігандних досліджень показали, що в присутності як Na⁺, так і К⁺ коменова кислота збільшує агоніст-залежну активацію G-білків через низькоафінні до DALE рецептори. Цими рецепторами може бути або частина популяції δ-опіатних рецепторів, або рецептори інших підтипів, наприклад, μ-опіатні рецептори. Вплив коменової кислоти на активацію G-білків через високоафінні δ-опіатні рецептори залежить від іонного складу середовища: у присутності К⁺ вона зменшується, а в присутності Na⁺ залишається незмінною. У результаті такої модуляції може істотно змінюватися співвідношення активації G-білків, що контролюють сигнальні шляхи, залежні від δ-опіатних рецепторів і рецепторів низькоафінних до DALE. На тлі насичуючих концентрацій агоністу (десятки мк) коменова кислота приводить до збільшення внеску низькоафінних до DALE рецепторів у регуляцію внутрішньоклітинних ефекторів.

Ситуація з морфіном багато в чому протилежна: у присутності Na⁺ чи К⁺ коменова кислота, відповідно, або знижує, або збільшує агоніст-залежну активацію G-білків. Низькоафінні до морфіну рецептори можуть відноситися до особливої популяції μ-опіатних рецепторів або до δ-опіатних рецепторів, оскільки останні також активуються морфіном при великих концентраціях [7].

Розходження в ефектах коменової кислоти на агоніст-залежну активацію G-білків у присутності Na⁺ чи К⁺, вочевидь, обумовлено специфічною дією іонів Na на опіатні рецептори. Відомо, що іони Na, зв’язуючись з опіатними рецепторами змінюють конформацію молекул рецепторів, у результаті чого відбувається зменшення їхньої спорідненості до агоністів [6], а також зниження спонтанної, агоніст-незалежної активації ними G-білків [8]. Можна припустити, що така зміна конформації опіатних рецепторів у присутності Na⁺ робить процес активації G-білків нечутливим до дії коменової кислоти. Модуляція рецепторної активації G-білків коменовою кислотою ймовірно зв’язана зі зміною кількості активних опіатних чи рецепторів сполучених з ними G-білків. У результаті такої модуляції може істотно змінюватися співвідношення активації G-білків, що контролюють сигнальні шляхи, залежні від μ- і δ-опіатних рецепторів.

Згідно нашим даним, коменова кислота підвищує спорідненість лігандів саме до мю-рецепторів, що збігається з полегшенням протікання абстинентного синдрому.

Таким чином, особливості модулюючого впливу коменової кислоти на опіоїдну рецепцію можуть бути обумовлені неоднаковим її впливом на різні підтипи опіоїдних рецепторів. Якщо зіставити це з тим, що: 1) і самі ліганди опіоїдних рецепторів (навіть дуже близькі по будові: морфін, героїн, їхні метаболіти) мають різну спорідненість не тільки до різних підтипів і популяцій рецепторів, але навіть до різних сайтів тих самих рецепторів, 2) в окремі тимчасові інтервали після прийому наркотику процентне співвідношення основного ліганду (морфіну) і його метаболітів різне, стає зрозумілим, наскільки велике різноманіття можливих варіантів здійснення коменовою кислотою своєї дії.

Резюмуючи вищесказане, можна зробити такі висновки:

1.Оскільки в присутності коменової кислоти істотно не міняється загальна кількість активованих G-білків у плазматичних мембранах, напрошується висновок про те, що коменова кислота не активує опіоїдні рецептори. Це дає коменовій кислоті перевагу перед поширеними лікарськими речовинами (“легкими” наркотиками), що використовуються сьогодні для купірування абстинентного синдрому, але самі згодом викликають звикання і фізичну залежність, тому що активують опіоїдні рецептори.

2.Але в той же час коменова кислота є алостеричним модулятором опіоїдних рецепторів. Модуляція відбувається складним чином вибірково. У присутності коменової кислоти міняється характер активації різних типів рецепторів. Змінюється їх афінність. Зростає частка низькоафінних дельта-рецепторів з 0% до 70% від кількості активованих високоафінних дельта-рецепторів при активації їх аналогом лей-енкефаліну DALE, тобто зростає спорідненість ендогенних енкефалінів з дельта-рецепторами. Це має важливе значення в умовах морфійзалежного мозку, у якому активність ендогенної енкефалінової системи пригнічена, що провокує потребу в екзогенному наркотику. В той же час коменова кислота знижує агоніст-залежну активацію G-білків високоафінними до морфіну рецепторами. Це можна трактувати як пригнічуючий вплив цієї речовини на зв’язування морфіну з мю-рецепторами, що також можна вважати корисним для відмови від наркотику. У цілому ж загальна кількість активованих опіоїдних рецепторів залишалася постійною: величина EC₅₀ не мінялася, тобто відбувався просто перерозподіл у складі рецепторів.