Весьма важным является вопрос о механизмах изменения активности основных карбоксипептидаз под влиянием внутрибрюшинного введения этанола. Ген КПH содержит достаточно большое количество регуляторных участков, которые отличаются у разных типов клеток, что позволяет предположить возможность различной регуляции экспрессии гена фермента в разных типах клеток и возможность регуляции экспрессии различными агентами [177, 188, 253], которыми могут быть как сам этанол, так и продукты его метаболизма. Аналогичные механизмы регуляции можно предположить для ФМСФ-КП и КПМ. Для КПН и ФМСФ-КП показана зависимость активности от стероидных гормонов [78, 79]. Возможно, что этанол, изменяя уровень тестостерона, прогестерона, эстрадиола, кортикостерона приводит к изменению интенсивности транскрипции мРНК данных ферментов.

Известно также, что острое введение этанола стимулирует активность аденилатциклазы в ЦНС и периферических органах, а также в культуре нервных клеток [237, 262] (предполагается, что в разных структурах мозга алкоголь может взаимодействовать с разными функциональными компонентами аденилатциклазной системы) [259]. Поэтому, не исключено, что во влиянии этанола на активность исследуемых карбоксипептидаз могут быть задействованы цАМФ-зависимые механизмы.

Острая алкогольная интоксикация вызывает усиленное высвобождение в синаптическую щель опиоидных пептидов, кроме того, этанол и/или его метаболиты также могут взаимодействовать с опиоидными рецепторами (в основном δ-типа) [88], что, вероятно, приводит к оккупации большей части опиоидных рецепторов, это, в свою очередь, может вызывать по механизму обратной связи изменение уровня биосинтеза соответствующих нейропептидов [92], в образовании которых принимают участие КПН и, возможно, ФМСФ-КП, а в деградации – КПМ. По-видимому, изменение активности изучаемых ферментов в данном случае может происходить на уровне транскрипции их генов.

Известно, что острая алкогольная интоксикация приводит к понижению внутриклеточной концентрации Са2+ [10]. Несмотря на то, что ионы Са2+ непосредственно не влияют на активность КПН, в ее составе обнаружен участок связывания данных ионов [213]. Ионы Са2+ способствуют агрегации КПН и связыванию ее с мембраной [255]. Возможно, что биологическая роль растворимой и мембраносвязанной КПН отличается [32, 39, 97]. Предполагают, что обе формы принимают участие в процессинге, но мембраносвязанная, наряду с этим, способна принимать участие в сортировке пептидов [118, 119, 215, 244,]. Кроме того, имеются сведения о том, что активность прогормонконвертазы – фермента, участвующего в процессинге проКПН, регулируется ионами Са2+ [148]. Изложенное выше позволяет предположить, что действие этанола на активность КПН может быть опосредовано изменением внутриклеточной концентрации ионов Са2+. Это может приводить как к изменению уровня активности фермента, так и к изменению соотношения растворимой и мембраносвязанной форм, что в свою очередь влияет на процессинг и сортировку биологически активных пептидов. Возможно, что аналогичный механизм будет действовать и в отношении ФМСФ-КП, так как для нее также обнаружена мембраносвязанная форма.

В связи с тем, что КПН и ФМСФ-КП существуют в мембраносвязанной форме [34, 47, 122, 197], а КПМ является мембраносвязанным эктоферментом [123, 248], изменение активности вышеперечисленных ферментов можно объяснить изменением состояния мембран под действием этанола [112]. В опытах in vitro на синаптосомальных плазматических мембранах и миелиновых мембранах было показано, что уже в концентрации 1 мМ и выше этанол приводит к дозозависимому снижению упорядоченности мембраны, т.е. повышает ее текучесть, жидкостность, что вызывает изменение активности ряда ферментов, инкорпорированных в мембрану [199].

В проведенных нами опытах in vitro (данные не приводятся) этанол в концентрациях, соответствующих дозам при введении in vivo не влиял на активность ФМСФ-КП, КПН и КПМ. Однако не исключено, что активность изучаемых ферментов может изменяться за счет изменения конформации их молекул под влиянием продуктов метаболизма этанола, в частности ацетальдегида. Ацетальдегид благодаря наличию чрезвычайно реакционноспособного карбонила взаимодействует с аминогруппами аминокислот, входящими в состав полипептидов, модифицируя белки, что влечет за собой изменение функций молекул и структур клетки, в которые они входят. Существенно, что связывание ацетальдегида характеризуется отсутствием специфичности, так как осуществляется в результате неферментных реакций [16]. Известно, что ацетальдегид модифицирует белки сыворотки крови, белки и фосфолипиды клеточных мембран, нарушает биогенез ферментных систем мембран и сыворотки крови, приводит к образованию межмолекулярных сшивок, вызывает деградацию некоторых высокомолекулярных белковых структур [16, 99, 180]. Также, ацетальдегид неблагоприятно влияет на основные процессы посттрансляционной модификации белков: ацилирование, фосфорилирование, метилирование, из-за чего извращаются регуляторные эффекты гормонов и нейромедиаторов [16, 80].

Вероятно, активность КПН, ФМСФ-КП и КПМ регулируется на уровне экспрессии гена. Однако наличие существенных изменений в активности изучаемых ферментов уже через 0,5 часа после воздействия указывает на возможность и других способов регуляции активности фермента: на уровне процессинга проформы ферментов, который осуществляется эндопептидазами субтилизинового семейства, активируемых ионами Са2+, а также регуляция активности зрелой формы энзима за счет конформационных изменений молекулы, и как следствие, изменение свойств активного центра фермента.

Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют о вовлечении основных карбоксипептидаз: КПН, ФМСФ-КП и КПМ в ответную реакцию организма на острую алкогольную интоксикацию. Эти ферменты участвуют в формировании и поддержании влечения к этанолу, развитию толерантности и зависимости. Кроме того, КПН и ФМСФ-КП, по-видимому, посредством измененения уровня нейропептидов, регулирующих содержание половых стероидных гормонов, вовлекаются в формирование полового диморфизма и в контроль эстрального цикла. В свою очередь, изменение гормонального статуса животных вследствие острой алкогольной интоксикации, осуществляемое отчасти исследуемыми ферментами, может приводить к нарушениям репродуктивного процесса.

Можно предположить следующий механизм, объясняющий возникновение патологий под действием алкоголя (схема 2): этанол, влияя на активность ферментов обмена регуляторных пептидов напрямую или опосредованно, приводит к изменению уровня ЛГ, ФСГ, а также опиоидных пептидов, окситоцина, АКТГ и других нейропептидов. Последние могут также оказывать влияние на уровень гонадотропинов. Помимо этого алкоголь вызывает дисфункции ГАМК-ергической, дофаминергической, серотонинергической нейромедиаторных систем [19, 80, 88], что также может влиять на уровень ЛГ и ФСГ [46]. Снижение уровня ЛГ и ФСГ приводит к уменьшению образования половых стероидных гормонов, этому же способствует высокий уровень кортикостероидов, которые способны непосредственно действуя на гонады, угнетать их синтез [86]. Снижение уровня эстрогенов и прогестерона нарушает гормональную регуляцию эстрального цикла, а также вызывает возникновение различных аномалий: неадекватному протеканию фаз полового цикла, нарушению его ритма, ановуляции, нарушению нормального созревания фолликулов. В то же время изменение уровня опиодных пептидов, АКТГ, пролактина под действием КПН, ФМСФ-КП и КПМ может приводить к формированию влечения, зависимости, развитию толерантности к этанолу, что в свою очередь количество потребляемого этанола. Формированию алкогольной мотивации и толерантности способствует также и измененный уровень половых стероидных гормонов, которые влияют на активность ферментов, участвующих в метаболизме алкоголя [19, 80, 88].