Влияние пептидов GHK, PGP и GHK-PGP на температурную болевую чувствительность у крыс
Резюме
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучение влияния пептидов GHK, PGP и GHK-PGP на спинальные и супраспинальные механизмы формирования температурной болевой чувствительности у крыс.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Эксперименты выполнены на 100 крысах-самцах Wistar массой 170—190 г. В работе были использованы пептиды, синтезированные в Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт»: GHK (Gly-His-Lys), PGP (Pro-Gly-Pro), GHK-PGP (Gly-His-Lys-Pro-Gly-Pro). Пептиды вводили внутрибрюшинно в дозах 0,5 мкг/кг, 5,0 мкг/кг и 50,0 мкг/кг однократно за 15 мин до начала эксперимента. Контрольным животным вводили эквивалентные объемы физиологического раствора. Болевую чувствительность изучали с использованием теста горячей пластины (hot-plate) и теста отдергивания хвоста от теплового излучения (tail-flick).
РЕЗУЛЬТАТЫ
Установлено, что пептид GHK обладает анальгетическим эффектом при боли, вызванной температурным раздражением в тесте горячей пластины, в дозах 0,5 мкг/кг и 50,0 мкг/кг. У пептида PGP обнаружено анальгетическое действие в минимальной исследуемой дозе. При этом пептид GHK-PGP обладает выраженным анальгетическим действием во всех исследуемых дозах, согласно результатам исследования, в тесте горячей пластины, а также в дозе 0,5 мкг/кг в тесте отдергивания хвоста от теплового излучения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Пептиды GHK и PGP обладают анальгетическим эффектом. При этом присоединение PGP к С-концу аминокислотной последовательности GHK потенцирует анальгетическое действие, которое проявляется во всех исследованных дозах. Также пептид GHK-PGP демонстрирует анальгетическое действие в тесте отдергивания хвоста от теплового излучения, что свидетельствует об активации сегментарных механизмов болевой чувствительности.
Ключевые слова
- регуляторные пептиды
- глипролины
- Gly-His-Lys
- температурная болевая чувствительность
- анальгетический эффект
- hot-plate
- tail-flick
Дата поступления: 01.05.2025
Дата принятия в печать: 25.09.2025
Дата публикации: 22.12.2025
Введение
В результате протеолиза коллагеновых волокон различного типа в организме происходит образование пептидов GHK и PGP, которые обладают широким спектром биологической активности и свойствами регуляторных молекул [1—3].
Известно, что GHK действует на процессы ранозаживления, синтеза коллагена, гликозаминогликанов, дерматансульфата и хондроитинсульфата, протеоглигана декорина, на активность фибробластов, миграцию иммунных и эндотелиальные клеток к месту повреждения [2, 4]. Ранее нами были установлены отдельные нейротропные эффекты GHK, в том числе его влияние на болевую чувствительность у мышей [5]. Также пептид GHK вследствие нейропротекторного действия и данных исследований in vitro рассматривается как потенциальное лекарственное средство для лечения болезни Альцгеймера [5].
При этом существенным недостатком GHK является непродолжительность его действия по причине деградации протеазами. Одним из способов повышения устойчивости GHK и пролонгирования его биологических эффектов является присоединение защитных пролинсодержащих пептидных последовательностей [6]. В частности, данный подход был реализован при защите N-концевых фрагментов адренокортикотропного гормона при создании препаратов «Семакс» и «Селанк» [7, 8].
Аминокислотная последовательность PGP также входит в состав коллагеновых волокон различного типа, из которых вычленяется под действием металлопротеиназ и пролилэндопептидазы. В дальнейшем PGP ацетилируется под действием активных альдегидов в очаге воспаления, является хемоаттрактантом нейтрофилов, участвует в процессах регуляции регенерации и заживления ран [3, 9]. В условиях стресса PGP способствует нормализации уровня провоспалительных интерлейкинов и нейротрофических факторов, что свидетельствует о нейропротекторном эффекте трипептида [10, 11]. Также установлено, что пептид Pro-Gly-Pro активно подавляет процессы свободнорадикального окисления в гипоталамической и перифронтальной областях головного мозга, развивающиеся в условиях стресса [12, 13]. Однако, несмотря на широкий спектр установленных биологических эффектов PGP, его влияние на болевую чувствительность не было исследовано. Кроме того, при защите пептида GHK пролинсодержащими аминокислотными цепями его биологические эффекты, в том числе влияние на болевую чувствительность, могли измениться.
Цель исследования — изучение влияния пептидов GHK, PGP и GHK-PGP на спинальные и супраспинальные механизмы формирования температурной болевой чувствительности у крыс.
Материал и методы
Эксперименты выполнены на 100 крысах-самцах Wistar массой 170—190 г, полученных из SPF-вивария Института цитологии и генетики СО РАН, прошедших карантинный контроль вивария ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России. Животные содержались в клетках по 10 особей в стандартных условиях вивария при 12-часовом световом режиме (12 ч — свет, 12 ч — темнота) и температуре 22±2°С.
Все применимые международные, национальные и/или институциональные принципы ухода и использования животных были соблюдены. Все процедуры проводили в соответствии с Директивой ЕС о защите животных, используемых в научных целях, — EU Directive 2010/63/EU, принятой 22 сентября 2010 г., «Правилами лабораторной практики в Российской Федерации», утвержденными Приказом Министерства здравоохранения РФ от 23.08.2010 №708н, соответствовали принципам Базельской декларации. Эксперименты проводились под контролем этического комитета ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России (протокол заседания №3 от 7 октября 2016 г.).
В работе были использованы пептиды GHK, PGP, GHK-PGP, синтезированные в лаборатории молекулярной фармакологии пептидов НИЦ «Курчатовский институт».
Пептиды, растворенные в физиологическом растворе, вводили внутрибрюшинно за 15 мин до начала эксперимента в дозах 0,5 мкг/кг, 5,0 мкг/кг и 50,0 мкг/кг однократно. Контрольным животным вводили эквивалентные объемы физиологического раствора из расчета 1 мл на 1 кг массы тела. Животные были разделены на 10 групп по 10 крыс в каждой (9 опытных групп и 1 контрольная).
Изучение болевой чувствительности при термическом воздействии проводили с использованием теста горячей пластины (hot plate), а также теста отдергивания хвоста от теплового излучения (tail-flick) [14] с использованием экспериментальных установок Hot-Plate (модель LE7406) и Tail Flick (модель LE7106) (PanLab Harvard Apparatus, Испания). В тесте горячей пластины при температуре 53°С проводили 5 испытаний с интервалом 15 мин: двукратное измерение исходного болевого порога (с вычислением среднего значения исходного болевого порога) до введения пептида и 3 измерения болевого порога после введения пептида с интервалом в 15 мин. В тесте отдергивания хвоста от теплового излучения болевое раздражение наносили на середину хвоста локально тепловым излучением интенсивностью 50 единиц по шкале прибора и регистрировали латентный период реакции избавления от болевого раздражителя. Проводили 5 измерений: дважды до введения пептида (с вычислением среднего значения исходного болевого порога) и 3 измерения болевого порога после введения пептида с интервалом в 15 мин. При обработке полученных результатов рассчитывали величину максимально возможного эффекта по формуле:
МВЭ=(ЛПоп–ЛПконтр)/MAXвремя–ЛПконтр)×100%,
где МВЭ — максимально возможный эффект, ЛПоп — латентный период реакции после введения вещества, ЛПконтр — латентный период реакции до введения вещества, МАХвремя — максимальное время нанесения раздражителя (30 с для теста горячей пластины и 9 с для теста отдергивания хвоста от теплового излучения).
Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием программы Statistica 13 (StatSoft, США). Характер распределения признаков в статистической выборке определяли с помощью критерия Шапиро—Уилка. С учетом непараметрического характера распределения признаков значимость полученных результатов оценивали с применением непараметрического однофакторного дисперсионного анализа с помощью критериев Краскела—Уоллиса и Манна—Уитни. Полученные результаты представлены в виде медианы (Me), нижнего и верхнего квартилей (Q1 и Q3). Результаты считали статистически значимыми при уровне p≤0,05.
Результаты
В тесте горячей пластины пептид GHK через 45 мин после введения в дозе 0,5 мкг/кг увеличивал максимально возможный эффект более чем в 3 раза (p=0,038) по сравнению с контрольной группой, а в дозе 50,0 мкг/кг повышал данный показатель на 23,7 единицы (p=0,014), что свидетельствует о статистически значимом анальгетическом эффекте данного пептида. При этом в тесте отдергивания хвоста от теплового излучения пептид GHK не оказывал влияния на болевую чувствительность (таблица).
Влияние пептидов GHK, PGP, GHK-PGP на температурную болевую чувствительность у крыс в тесте горячей пластины и тесте отдергивания хвоста от теплового излучения
Пептид, доза в мкг/кг | Тест горячей пластины (hot-plate test) | Тест отдергивания хвоста от теплового излучения (tail-flick test) | ||||
МВЭ через 15 мин | МВЭ через 30 мин | МВЭ через 45 мин | МВЭ через 15 мин | МВЭ через 30 мин | МВЭ через 45 мин | |
Контрольная группа | –7,3 (–19,5; –4,3) | –10,4 (–22,3; 5,3) | –17,6 (–21,7; –11,0) | –33,7 (–137,3; 22,3) | –37,3 (–118,4; –8,6) | –35,5 (–89,4; 35,6) |
GHK, 0,5 | –1,0 (–9,3; 15,3) | –7,1 (–19,6; 3,0) | –4,7 (–12,8; 6,4)* | –24,4 (–71,1; 27,8) | –28,1 (–73,1; 32,6) | –21,1 (–74,9; 7,0) |
GHK, 5,0 | 2,9 (–26,1; 7,8) | 11,7 (–11,1; 13,7) | –16,2 (–25,7; –6,9) | 7,0 (–26,1; 55,8) | –13,5 (–126,1; 24,9) | –50,9 (–107,4; –5,3) |
GHK, 50,0 | 7,0 (–13,4; 20,2) | 6,1 (–2,4; 19,2) | 6,1 (–11,0; 18,6)* | 13,6 (–116,5; 53,6) | –19,5 (–126,9; 25,0) | –35,2 (–184,1; 11,3) |
PGP, 0,5 | 2,9 (–3,2; 45,1)* | 6,1 (–9,8; 7,8) | –8,6 (–13,9; 15,2) | –24,5 (–46,1; 38,0) | –65,2 (–135,8; 1,6) | –87,1 (–197,7; –14,3) |
PGP, 5,0 | –6,5 (–41,5; 29,3) | 2,9 (–28,4; 12,3) | –0,2(–69,4; 26,6) | –63,5 (–128,8; –6,0) | –39,8 (–232,7; 60,1) | –85,9 (–119,9; 5,1) |
PGP, 50,0 | –15,4 (–60,5; 0,4) | –24,5 (–95,6; 4,5) | –15,9 (–73,0; 8,0) | –32,0 (–122,3; –5,4) | –77,0 (–112,9; –32,6) | –68,4 (–120,5; 0,3) |
GHK-PGP, 0,5 | 1,1 (–5,6; 33,8) | –0,2 (–10,8; 34,7) | 2,5 (–1,7; 20,5)* | 26,0 (–24,8; 86,6) | 17,2 (–31,7; 36,8)* | 38,0 (–35,0; 69,1) |
GHK-PGP, 5,0 | –5,4 (–26,5; 6,5) | 19,6 (–0,2; 39,5)* | 5,4 (–21,5; 18,6)* | 13,3 (–10,5; 25,1) | –1,4 (–50,0; 12,7) | –16,6 (–48,1; 6,8) |
GHK-PGP, 50,0 | 3,7 (–5,7; 21,8)* | 2,1 (–14,5; 20,2) | –5,1 (–19,9; 7,5)* | –11,3 (–78,8; 20,0) | –15,6 (–64,4; 8,7) | –32,2 (–72,8; –14,5) |
Примечание. Данные представлены в виде медианы (Me), нижнего и верхнего квартилей (Q1 и Q3) в формате Me (Q1; Q3). МВЭ — максимально возможный эффект. * — p≤0,05 — статистически значимое отличие по сравнению с контрольной группой.
Пептид PGP в тесте горячей пластины через 15 мин после введения в дозе 0,5 мкг/кг увеличивал максимально возможный эффект на 10,2 единицы (p=0,021). При этом наблюдалась тенденция к увеличению данного показателя через 30 мин и 45 мин после введения соответственно на 16,5 единицы (p=0,162) и 8,4 единицы (p=0,076). В тесте отдергивания хвоста от теплового излучения статистически значимого эффекта у данного пептида обнаружено не было.
Пептид GHK-PGP в дозе 0,5 мкг/кг демонстрировал статистически значимый анальгетический эффект лишь через 45 мин после введения (p=0,004), а через 15 мин и 30 мин отмечалась только тенденция к повышению максимально возможного эффекта — соответственно на 8,4 единицы (p=0,064) и 10,2 единицы (p=0,212). В дозе 5 мкг/кг максимально возможный эффект повышался через 30 мин после введения на 30 единиц (p=0,022), а через 45 мин — на 23 единицы (p=0,045). В дозе 50,0 мкг/кг через 15 мин исследуемый показатель увеличивался на 11 единиц (p=0,018), через 30 мин его изменение не достигало статистически значимого уровня (p=0,307), а через 45 мин увеличение максимально возможного эффекта вновь было статистически значимым и составило 12,1 единицы (p=0,027). В тесте отдергивания хвоста от теплового излучения пептид GHK-PGP показал выраженный анальгетический эффект в дозе 0,5 мкг/кг через 30 мин после его введения (p=0,017), а через 15 мин отмечалась тенденция к увеличению максимально возможного эффекта (p=0,064).
Обсуждение
Полученные результаты свидетельствуют о том, что GHK обладает анальгетическим действием при однократном введении перед тестированием температурной болевой чувствительности: в дозе 0,5 мкг/кг и 50,0 мкг/кг пептид увеличивал латентный период облизывания лап у крыс в тесте горячей пластины, что согласуется с результатами наших предыдущих исследований [5]. Следует отметить, что введение GHK приводит к изменению экспрессии ряда генов, участвующих в работе антиноцицептивной системы. В частности, установлено увеличение экспрессии OPRMI (μ1-опиатный рецептор), OPRL1 (рецептор ноцицептина), CCKAR (рецептор холецистокинина А), CNR1 (каннабиноидный рецептор), PNOC (препроноцицептин), OXT (предшественник окситоцина/нейрофизина I), а также снижение экспрессии AMPA3/GRIA3 (глутаматный рецептор) и OPRK1 (κ-опиоидный рецептор 1) [15]. Данные факты позволяют предполагать участие GHK в пептидергических механизмах развития болевой реакции при термическом воздействии.
Пептид PGP также оказывал анальгетическое действие, наиболее выраженное в минимальной исследуемой дозе.
Эффекты пептида GHK-PGP были выражены во всех исследуемых дозах, что свидетельствует о потенцировании анальгетического действия пептидов GHK и PGP при их соединении в одну молекулу. При этом пептид GHK-PGP в минимальной исследуемой дозе в тесте горячей пластины проявил свое анальгетическое действие только через 45 мин после его введения. Данный эффект может являться следствием не прямого действия самого пептида GHK-PGP, а действия GHK и PGP, образовавшихся из GHK-PGP в результате протеолиза. В максимальной исследуемой дозе в тесте горячей пластины пептид GHK-PGP проявил свое анальгетическое действие как через 15 мин, так и через 45 мин после его введения. В данном случае это может свидетельствовать как о непосредственном прямом анальгетическом эффекте GHK-PGP, так и об анальгетическом действии GHK и PGP, образующихся в результате действия протеолитических ферментов. Также при анализе возможных механизмов установленных в работе эффектов необходимо учитывать, что пептидные молекулы с регуляторными свойствами способны даже в небольших дозах являться пусковыми факторами для активации различных нейромедиаторных каскадов и структур мозга, в том числе участвующих в формировании болевых реакций [1, 16, 17].
Заключение
Таким образом, пептиды GHK и PGP оказывают анальгетическое влияние на болевые реакции у крыс с участием надсегментарных механизмов при температурном болевом воздействии в тесте горячей пластины. Соединение данных молекул в одну вызывает потенцирование данного эффекта, а также активацию сегментарных механизмов болевой чувствительности. Полученные данные также являются очередным свидетельством характерной для регуляторных пептидов физиологической полифункциональности.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
- Ашмарин И.П. Биохимия мозга. СПб; 1999.
- Pickart L, Margolina A. Regenerative and Protective Actions of the GHK-Cu Peptide in the Light of the New Gene Data. Int J Mol Sci. 2018;19(7):1987. PMID: 29986520; PMCID: PMC6073405. https://doi.org/10.3390/ijms19071987
- Patel DF, Snelgrove RJ. The multifaceted roles of the matrikine Pro-Gly-Pro in pulmonary health and disease. Eur Respir Rev. 2018;27(148):180017. https://doi.org/10.1183/16000617.0017-2018
- Pickart L. The human tri-peptide GHK and tissue remodeling. J Biomater Sci Polym. 2008;19(8):969-988. https://doi.org/10.1163/156856208784909435
- Бобынцев И.И., Чернышёва О.И., Долгинцев М.Е., Смахтин М.Ю., Белых А.Е. Влияние пептида Gly-His-Lys и его аналогов на болевую чувствительность у мышей. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2015;78(1):13-15. https://doi.org/10.30906/0869-2092-2015-78-1-13-15
- Zhou J, Li Q, Wu W, Zhang X, Zuo Z, Lu Y, Zhao H, Wang Z. Discovery of Novel Drug Candidates for Alzheimer’s Disease by Molecular Network Modeling. Front Aging Neurosci. 2022;14:850217. https://doi.org/10.3389/fnagi.2022.850217
- Shevchenko KV, Nagaev IY, Andreeva LA, Shevchenko VP, Myasoedov NF. Stability of proline-containing peptides in biological media. Biochemistry (Moscow), Supplement Series B: Biomedical Chemistry. 2019;13(3):179-201. https://doi.org/10.1134/S1990750819030089
- Koroleva S, Myasoedov NF. Semax as a Universal Drug for Therapy and Research. Biology Bulletin. 2018;45(6):589-600. https://doi.org/10.1134/S1062359018060055
- Ашмарин И.П. Глипролины в составе регуляторных трипептидов. Нейрохимия. 2007;24(1):5-7.
- Ашмарин И.П., Бакаева З.В., Васьковский Б.В., Желязник Н.Я., Жуйкова С.Е., Золотарев Ю.А., Каменский А.А., Левицкая Н.Г., Ляпина Л.А., Мясоедов Н.Ф., Самонина Г.Е. Высокостабильные регуляторные олигопептиды: опыт и перспективы применения. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2003;4:2-7.
- Ясенявская А.Л., Цибизова А.А., Андреева Л.А., Мясоедов Н.Ф., Башкина О.А., Самотруева М.А. Влияние глипролиновых нейропептидов на уровень интерлейкинов и нейротрофических факторов в условиях стрессогенного воздействия. Иммунология. 2022;43(2):166-173. https://doi.org/10.33029/0206-4952-2022-43-1-166-173
- V’yunova TV, Andreeva LA, Shevchenko KV, Shevchenko VP, Myasoedov NF. The synthesis and study of simple glyprolines. Neurochemical Journal. 2016;10(3):219-225. https://doi.org/10.1134/S1819712416030132
- Ясенявская А.Л., Самотруева М.А., Цибизова А.А., Мясоедов Н.Ф., Андреева Л.А. Влияние глипролинов на перекисное окисление липидов в гипоталамической и префронтальной областях головного мозга в условиях «социального» стресса. Астраханский медицинский журнал. 2020;15(3):79-85. https://doi.org/10.17021/2020.15.3.79.85
- Миронов А.Н. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. М.: Гриф и К; 2012.
- Pickart L, Vasquez-Soltero JM, Margolina A. The Effect of the Human Peptide GHK on Gene Expression Relevant to Nervous System Function and Cognitive Decline. Brain Sciences. 2017;7(2):20. https://doi.org/10.3390/brainsci7020020
- Гомазков О.А. Мозг и нейропептиды. М.: ИБМХ; 1997.
- Манченко Д.М., Глазова Н.Ю., Левицкая Н.Г., Андреева Л.А., Каменский А.А., Мясоедов Н.Ф. Ноотропные и анальгетические эффекты семакса при различных способах введения. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2010;96(10):1014-1023.
