Модели болезни Паркинсона на основе введения 6-гидроксидофамина

6-ГДА — структурный аналог ДА, что объясняет его избирательный захват в ДА-ергические и норадренергические нейроны с помощью соответственно мембранного транспортера ДА (ДАТ) и транспортера норадреналина. В нейронах 6-ГДА накапливается в цитозоле, где при участии фермента деградации ДА моноаминоксидазы (МАО) метаболизируется в дигидрофенилуксусную кислоту (ДОФУК), либо окисляется с образованием перекиси водорода и/или 6-ГДА-хинона, что приводит к образованию активных форм кислорода и окислительному стрессу в нейроне с последующей его гибелью (рис. 1). В качестве доказательства развития окислительного стресса при действии 6-ГДА было показано нейропротекторное действие антиоксидантов после введения этого токсина. Действие 6-ГДА можно ограничить только ДА-ергическими нейронами, используя ингибитор обратного захвата норадреналина или вводя нейротоксин в области мозга, где в основном локализованы ДА-ергические нейроны — тела или аксоны, такие как ЧС или стриатум.

Для моделирования БП с помощью 6-ГДА чаще всего используют грызунов, особенно крыс. 6-ГДА не проникает через гематоэнцефалический барьер, поэтому его стереотаксически вводят в мозг — в боковые желудочки мозга, в 3-й желудочек, в большую затылочную цистерну мозга или непосредственно в ткань мозга. Внутрижелудочковое и внутрицистерновое введение нейротоксина вызывает обширные билатеральные повреждения катехоламинергических нейронов. При введении в боковые желудочки или 3-й желудочек 6-ГДА по мере транспортировки с ликвором диффундирует в 4-й желудочек и в перивентрикулярные отделы мозга — последовательно в стриатум, медиобазальный гипоталамус и в ЧС. Согласно нашим данным, через две недели после введения 6-ГДА в 3-й желудочек мозга уровень ДА снижается в ЧС на 30%, а в стриатуме на 75%. Эти различия объясняются более высоким содержанием мембранного транспортера ДА в нигростриатных нейронах, чем в тубероинфундибулярных нейронах. При внутрижелудочковом введении существует прямая зависимость между снижением содержания катехоламинов в ткани мозга от дозы 6-ГДА. Так, введение большой дозы токсина приводит к билатеральному снижению ДА до 95%, что сопровождается развитием у животных афагии. Введение меньшей дозы 6-ГДА приводит к незначительным нарушениям моторного поведения у крыс, которые, однако, можно усилить стрессированием животного.

Широко распространено моделирование БП путем стереотаксического введения токсина непосредственно в ткань мозга крысам. Наиболее часто используют введение в ЧС, где локализуются тела ДА-ергических нейронов, в стриатум — место проекции аксонов, и в медиальный пучок переднего мозга, где проходят их аксоны. В отличие от внутрижелудочкового введения, инъекции в структуры мозга приводят к унилатеральной дегенерации нейронов. Это позволяет использовать контрлатеральную сторону мозга как контроль. Однако следует помнить, что в ряде работ были показаны изменения и в контрлатеральной стороне после введения 6-ГДА, что объясняется незначительным перекрестом аксонов ДА-ергических нейронов, такой способ введения также позволяет избежать афагии у животных, но при этом развиваются асимметричные моторные нарушения у крыс, такие как поворот головы и отклонение хвоста в направлении поврежденной стороны, появляются стереотипные вращательные движения в ипсилатеральном по отношению к повреждению направлении, так называемая «вертячка». Однако данные движения проявляются только после системного введения агонистов ДА или веществ, стимулирующих высвобождения ДА (например метамфетамина). Необходимо отметить, что такого рода нарушения моторной функции не соответствуют характерным симптомам БП. В ответ на введение агониста ДА-рецепторов возникает вращение в противоположную сторону. У некоторых животных, в том числе и крыс, возникает тоническая кривошея. Часто развивается атаксия. У обезьян развивается тортиколлис, выражающийся в повороте головы вокруг продольной оси туловища до 120-180°, возникают круговые движения в сторону повреждения. Необычные для паркинсонизма симптомы редуцируются при введении агониста ДА-рецепторов апоморфина, что свидетельствует об их связи со снижением активности ДА-ергической системы. Тем не менее, моторные симптомы нейроинтоксикации 6-ГДА значительно отличаются от симптомов паркинсонизма.

Введение 6-ГДА в стриатум вызывает медленную ретроградную дегенерацию ДА-ергических нейронов, по крайней мере, в течение одного месяца, что дает возможность поиска лекарственных веществ с нейропротекторными свойствами. Деградация терминалей аксонов начинается уже через 1 час после введения 6-ГДА, а пик дегенерации тел нейронов приходится на период с 7 по 10 день. В ранних работах получены косвенные доказательства дегенерации нейронов по пути апоптоза — уменьшение степени деградации нигростриатной системы с помощью ингибиторов каспазы 3. Однако в последних публикациях не удалось обнаружить активации каспаз после унилатерального введения 6-ГДА. Введение 6-ГДА в медиальный пучок переднего мозга приводит к гибели нейронов по пути апоптоза, а введение в ЧС приводит к гибели по неапоптотическому пути. Также введение 6-ГДА в медиальный пучок переднего мозга или в ЧС вызывает более быструю и массивную гибель ДА-ергических нейронов, нежели в стриатум. Так, уже через 12 часов после введения 6-ГДА наблюдается гибель до 80% тел ДА-ергических нейронов с пиком через 72 часа. Однако данный способ введения 6-ГДА приводит также и к гибели ДА-ергических нейронов в вентро-тегментальной области мозга, что соответствует поздней клинической стадии БП.

Небольшие дозы 6-ГДА при введении как в желудочки мозга, так и в структуры мозга, вызывают незначительную гибель тел ДА-ергических нейронов и допороговое снижение ДА в стриатуме, имитируя изменение нигростриатной ДА-ергической системы на доклинической стадии БП, однако только по этому показателю.