Роль мозгового нейротрофического фактора в возникновении эффектов антидепрессантов при терапии депрессии

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В соответствии с нейротрофической гипотезой депрессии, предложенной два десятилетия назад, важнейшую роль в патогенезе депрессивных расстройств играют нарушения механизмов поддержания нейрональной пластичности, регулируемых мозговым нейротрофическим фактором (BDNF). Хотя снижение активности BDNF при депрессии к настоящему времени широко документировано, остается неясным, является ли оно фактором, способствующим ее возникновению, либо следствием хронического течения заболевания. В доклинических исследованиях было выявлено, что экзогенное, как центральное, так и периферическое, введение BDNF вызывает антидепрессивноподобные эффекты, предотвращает депрессогенное действие хронического стресса и повышает выживаемость клеток в гиппокампе и префронтальной коре, однако механизмы реализации данных эффектов полностью не изучены. Результаты молекулярно-генетических исследований подтвердили необходимость присутствия эндогенного BDNF для возникновения эффектов антидепрессантов, при этом роль генетических полиморфизмов в предикции результативности антидепрессивной фармакотерапии у больных депрессией остается неопределенной. Молекулярные механизмы действия моноаминергических антидепрессантов по крайне мере частично связаны с их влиянием на экспрессию BDNF и его рецептора TrkB, однако, по-видимому, степень данного влияния варьирует как в отношении разных групп препаратов, так и для представителей одного класса. Периферические уровни BDNF повышаются при применении антидепрессантов, причем это повышение отчетливо наблюдается только во время терапии острой фазы депрессии, но не в период поддерживающей терапии. Сывороточный уровень BDNF является потенциально полезным биомаркером диагностики депрессии и предикции терапевтического ответа при лечении антидепрессантами.

Об авторах

Тамара Иродионовна Вазагаева

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии имени В.П. Сербского» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: vazagaeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6018-402X

Кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник Отдела пограничной психиатрии.

119034, Москва, Кропоткинский пер., д. 23тел.: +7 (499) 785-48-04/05

 SPIN-код: 6469-6491

Россия

Роман Витальевич Ахапкин

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии имени В.П. Сербского» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: 4ahapkin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7045-0547

Кандидат медицинских наук, руководитель отделения новых средств и методов терапии Отдела пограничной психиатрии ФГБУ «НМИЦ ПН им. В.П. Сербского» Минздрава России

SPIN-код: 9966-0084

 

Юрий Анатольевич Александровский

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии имени В.П. Сербского» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: alexandrovsky_u@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4362-2921

доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственной премии СССР, руководитель Отдела пограничной психиатрии ФГБУ «НМИЦ ПН им. В.П. Сербского» Минздрава России

SPIN-код: 9010-2378

Список литературы

  1. Ferrari AJ, Charlson FJ, Norman RE, et al. Burden of depressive disorders by country, sex, age, and year: findings from the global burden of disease study 2010. PLoS Med. 2013;10(11):e1001547. doi: 10.1371/journal.pmed.1001547.
  2. Wong ML, Licinio J. Research and treatment approaches to depression. Nat Rev Neurosci. 2001;2(5):343–351. doi: 10.1038/35072566.
  3. Hillhouse TM, Porter JH. A brief history of the development of antidepressant drugs: from monoamines to glutamate. Exp Clin Psychopharmacol. 2015;23(1):1–21. doi: 10.1037/a0038550.
  4. Meyer JH, Ginovart N, Boovariwala A, et al. Elevated monoamine oxidase a levels in the brain: an explanation for the monoamine imbalance of major depression. Arch Gen Psychiatry. 2006;63(11):1209–1216. doi: 10.1001/archpsyc.63.11.1209.
  5. Lambert G, Johansson M, Agren H, Friberg P. Reduced brain norepinephrine and dopamine release in treatment-refractory depressive illness: evidence in support of the catecholamine hypothesis of mood disorders. Arch Gen Psychiatry. 2000;57(8):787–793. doi: 10.1001/archpsyc.57.8.787.
  6. Savitz JB, Drevets WC. Neuroreceptor imaging in depression. Neurobiol Dis. 2013;52:49–65. doi: 10.1016/j.nbd.2012.06.001.
  7. Garcia-Garcia AL, Newman-Tancredi A, Leonardo ED. 5-HT(1A) [corrected] receptors in mood and anxiety: recent insights into autoreceptor versus heteroreceptor function. Psychopharmacology (Berl). 2013;231(4):623–636. doi: 10.1007/s00213-013-3389-x.
  8. Duman RS, Malberg J, Nakagawa S, D’Sa C. Neuronal plasticity and survival in mood disorders. Biol Psychiatry. 2000;48(8):732–739. doi: 10.1016/S0006-3223(00)00935-5.
  9. Duman RS, Heninger GR, Nestler EJ. A molecular and cellular theory of depression. Arch Gen Psychiatry. 1997;54(7):597–606. doi: 10.1001/archpsyc.1997.01830190015002.
  10. Levy MJ, Boulle F, Steinbusch HW, et al. Neurotrophic factors and neuroplasticity pathways in the pathophysiology and treatment of depression. Psychopharmacology (Berl). 2018;235(8):2195–2220. doi: 10.1007/s00213-018-4950-4.
  11. Castrén E, Hen R. Neuronal plasticity and antidepressant actions. Trends Neurosci. 2013;36(5):259–267. doi: 10.1016/j.tins.2012.12.010.
  12. Cramer SC, Sur M, Dobkin BH, et al. Harnessing neuroplasticity for clinical applications. Brain. 2011;134(Pt 6):1591–1609. doi: 10.1093/brain/awr039.
  13. Barde YA, Edgar D, Thoenen H. Purification of a new neurotrophic factor from mammalian brain. EMBO J. 1982;1(5):549–553. doi: 10.1002/j.1460-2075.1982.tb01207.x.
  14. Cohen S, Levi-Montalcini R, Hamburger V. A nerve growth-stimulating factor isolated from sarcom as 37 and 180. Proc Natl Acad Sci U S A. 1954;40(10):1014–1018. doi: 10.1073/pnas.40.10.1014.
  15. Park H, Poo MM. Neurotrophin regulation of neural circuit development and function. Nat Rev Neurosci. 2013;14(1):7–23. doi: 10.1038/nrn3379.
  16. Hashimoto K. Regulation of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and its precursor proBDNF in the brain by serotonin. Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci. 2016;266(3):195–197. doi: 10.1007/s00406-016-0682-9.
  17. Lessmann V, Brigadski T. Mechanisms, locations, and kinetics of synaptic BDNF secretion: an update. Neurosci Res. 2009;65(1):11–22. doi: 10.1016/j.neures.2009.06.004.
  18. Leal G, Afonso PM, Salazar IL, Duarte CB. Regulation of hippocampal synaptic plasticity by BDNF. Brain Res. 2015;1621:82–101. doi: 10.1016/j.brainres.2014.10.019.
  19. Yang B, Yang C, Ren Q, et al. Regional differences in the expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) pro-peptide, proBDNF and preproBDNF in the brain confer stress resilience. Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci. 2016;266(8):765–769. doi: 10.1007/s00406-016-0693-6.
  20. Matsuda N, Lu H, Fukata Y, et al. Differential activity-dependent secretion of brain-derived neurotrophic factor from axon and dendrite. J Neurosci. 2009;29(45):14185–14198. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1863-09.2009.
  21. Minichiello L. TrkB signalling pathways in LTP and learning. Nat Rev Neurosci. 2009;10(12):850–860. doi: 10.1038/nrn2738.
  22. Gupta VK, You Y, Gupta VB, et al. TrkB receptor signalling: implications in neurodegenerative, psychiatric and proliferative disorders. Int J Mol Sci. 2013;14(5):10122–10142. doi: 10.3390/ijms140510122.
  23. Autry AE, Monteggia LM. Brain-derived neurotrophic factor and neuropsychiatric disorders. Pharmacol Rev. 2012;64(2):238–258. doi: 10.1124/pr.111.005108.
  24. Nibuya M, Takahashi M, Russell DS, Duman RS. Repeated stress increases catalytic TrkB mRNA in rat hippocampus. Neurosci Lett. 1999;267(2):81–84. doi: 10.1016/S0304-3940(99)00335-3.
  25. Yang C, Shirayama Y, Zhang JC, et al. Regional differences in brain-derived neurotrophic factor levels and dendritic spine density confer resilience to inescapable stress. Int J Neuropsychopharmacol. 2015;18(7):pyu121. doi: 10.1093/ijnp/pyu121.
  26. Qiao H, An SC, Xu C, Ma XM. Role of proBDNF and BDNF in dendritic spine plasticity and depressive-like behaviors induced by an animal model of depression. Brain Res. 2017;1663:29–37. doi: 10.1016/j.brainres.2017.02.020.
  27. Yang B, Yang C, Ren Q, et al. Regional differences in the expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) pro-peptide, proBDNF and preproBDNF in the brain confer stress resilience. Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci. 2016;266(8):765–769. doi: 10.1007/s00406-016-0693-6.
  28. Tripp A, Oh H, Guilloux JP, et al. Brain-derived neurotrophic factor signaling and subgenual anterior cingulate cortex dysfunction in major depressive disorder. Am J Psychiatry. 2012;169(11):1194–1202. doi: 10.1176/appi.ajp.2012.12020248.
  29. Dwivedi Y. Brain-derived neurotrophic factor and suicide pathogenesis. Ann Med. 2010;42(2):87–96. doi: 10.3109/07853890903485730.
  30. Molendijk ML, Bus BA, Spinhoven P, et al. Serum levels of brain-derived neurotrophic factor in major depressive disorder: state-trait issues, clinical features and pharmacological treatment. Mol Psychiatry. 2010;16(11):1088–1095. doi: 10.1038/mp.2010.98.
  31. Polyakova M, Stuke K, Schuemberg K, et al. BDNF as a biomarker for successful treatment of mood disorders: a systematic & quantitative meta-analysis. J Affect Disord. 2015;174:432–440. doi: 10.1016/j.jad.2014.11.044.
  32. Lee BH, Kim H, Park SH, Kim YK. Decreased plasma BDNF level in depressive patients. J Affect Disord. 2007;101(1–3):239–244. doi: 10.1016/j.jad.2006.11.005.
  33. Bus BA, Molendijk ML, Tendolkar I, et al. Chronic depression is associated with a pronounced decrease in serum brain-derived neurotrophic factor over time. Mol Psychiatry. 2015;20(5):602–608. doi: 10.1038/mp.2014.83.
  34. McKinnon MC, Yucel K, Nazarov A, MacQueen GM. A meta-analysis examining clinical predictors of hippocampal volume in patients with major depressive disorder. J Psychiatry Neurosci. 2009;34(1):41–54.
  35. Siuciak JA, Lewis DR, Wiegand SJ, Lindsay RM. Antidepressant-like effect of brain-derived neurotrophic factor (BDNF). Pharmacol Biochem Behav. 1997;56(1):131–137. doi: 10.1016/S0091-3057(96)00169-4.
  36. Shirayama Y, Chen AC, Nakagawa S, et al. Brain-derived neurotrophic factor produces antidepressant effects in behavioral models of depression. J Neurosci. 2002;22(8):3251–3261. doi: 10.1523/JNEUROSCI.22-08-03251.2002.
  37. Hoshaw BA, Malberg JE, Lucki I. Central administration of IGF-I and BDNF leads to long-lasting antidepressant-like effects. Brain Res. 2005;1037(1–2):204–208. doi: 10.1016/j.brainres.2005.01.007.
  38. Schmidt HD, Duman RS. Peripheral BDNF produces antidepressant-like effects in cellular and behavioral models. Neuropsychopharmacology. 2010;35(12):2378–2391. doi: 10.1038/npp.2010.114.
  39. Pan W, Banks WA, Fasold MB, et al. Transport of brain-derived neurotrophic factor across the blood-brain barrier. Neuropharmacology. 1998;37(12):1553–1561. doi: 10.1016/S0028-3908(98)00141-5.
  40. Saarelainen T, Hendolin P, Lucas G, et al. Activation of the TrkB neurotrophin receptor is induced by antidepressant drugs and is required for antidepressant-induced behavioral effects. J Neurosci. 2003;23(1):349–357. doi: 10.1523/JNEUROSCI.23-01-00349.2003.
  41. Altar CA, Whitehead RE, Chen R, et al. Effects of electroconvulsive seizures and antidepressant drugs on brain-derived neurotrophic factor protein in rat brain. Biol Psychiatry. 2003;54(7):703–709. doi: 10.1016/S0006-3223(03)00073-8.
  42. Monteggia LM, Barrot M, Powell CM, et al. Essential role of brain-derived neurotrophic factor in adult hippocampal function. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004;101(29):10827–10832. doi: 10.1073/pnas.0402141101.
  43. Adachi M, Barrot M, Autry AE, et al. Selective loss of brain-derived neurotrophic factor in the dentate gyrus attenuates antidepressant efficacy. Biol Psychiatry. 2007;63(7):642–649. doi: 10.1016/j.biopsych.2007.09.019.
  44. Colle R, Deflesselle E, Martin S, et al. BDNF/TRKB/P75NTR polymorphisms and their consequences on antidepressant efficacy in depressed patients. Pharmacogenomics. 2015;16(9):997–1013. doi: 10.2217/pgs.15.56.
  45. Chen ZY, Jing D, Bath KG, et al. Genetic variant BDNF (Val66Met) polymorphism alters anxiety-related behavior. Science. 2006;314(5796):140–143. doi: 10.1126/science.1129663.
  46. Bath KG, Jing DQ, Dincheva I, et al. BDNF Val66Met impairs fluoxetine-induced enhancement of adult hippocampus plasticity. Neuropsychopharmacology. 2012;37(5):1297–1304. doi: 10.1038/npp.2011.318.
  47. Pattwell SS, Bath KG, Perez-Castro R, et al. The BDNF Val66Met polymorphism impairs synaptic transmission and plasticity in the infralimbic medial prefrontal cortex. J Neurosci. 2012;32(7):2410–2421. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5205-11.2012.
  48. Yan T, Wang L, Kuang W, et al. Brain-derived neurotrophic factor Val66Met polymorphism association with antidepressant efficacy: a systematic review and meta-analysis. Asia Pac Psychiatry. 2014;6(3):241–251. doi: 10.1111/appy.12148.
  49. Niitsu T, Fabbri C, Bentini F, Serretti A. Pharmacogenetics in major depression: a comprehensive meta-analysis. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2013;45:183–194. doi: 10.1016/j.pnpbp.2013.05.011.
  50. Licinio J, Dong C, Wong ML. Novel sequence variations in the brain-derived neurotrophic factor gene and association with major depression and antidepressant treatment response. Arch Gen Psychiatry. 2009;66(5):488–497. doi: 10.1001/archgenpsychiatry.2009.38.
  51. Xu G, Lin K, Rao D, et al. Brain-derived neurotrophic factor gene polymorphism (Val66Met) and the early response to antidepressant in Chinese Han population. Psychiatr Genet. 2012;22(4):214–215. doi: 10.1097/YPG.0b013e32834c0c87.
  52. Colle R, Gressier F, Verstuyft C, et al. Brain-derived neurotrophic factor Val66Met polymorphism and 6-month antidepressant remission in depressed Caucasian patients. J Affect Disord. 2015;175:233–240. doi: 10.1016/j.jad.2015.01.013.
  53. Benmansour S, Deltheil T, Piotrowski J, et al. Influence of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) on serotonin neurotransmission in the hippocampus of adult rodents. Eur J Pharmacol. 2008;587(1–3):90–98. doi: 10.1016/j.ejphar.2008.03.048.
  54. Björkholm C, Monteggia LM. BDNF — a key transducer of antidepressant effects. Neuropharmacology. 2015;102:72–79. doi: 10.1016/j.neuropharm.2015.10.034.
  55. Nibuya M, Morinobu S, Duman RS. Regulation of BDNF and trkB mRNA in rat brain by chronic electroconvulsive seizure and antidepressant drug treatments. J Neurosci. 1995;15(11):7539–7547. doi: 10.1523/JNEUROSCI.15-11-07539.1995.
  56. Larsen MH, Hay-Schmidt A, Rønn LC, Mikkelsen JD. Temporal expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) mRNA in the rat hippocampus after treatment with selective and mixed monoaminergic antidepressants. Eur J Pharmacol. 2008;578(2–3):114–122. doi: 10.1016/j.ejphar.2007.08.050.
  57. Lepack AE, Fuchikami M, Dwyer JM, et al. BDNF release is required for the behavioral actions of ketamine. Int J Neuropsychopharmacol. 2014;18(1):pyu033. doi: 10.1093/ijnp/pyu033.
  58. Rantamaki T, Hendolin P, Kankaanpaa A, et al. Pharmacologically diverse antidepressants rapidly activate brain-derived neurotrophic factor receptor TrkB and induce phospholipase-Cgamma signaling pathways in mouse brain. Neuropsychopharmacology. 2007;32(10):2152–2162. doi: 10.1038/sj.npp.1301345.
  59. Saarelainen T, Vaittinen S, Castrén E. trkB-receptor activation contributes to the kainate-induced increase in BDNF mRNA synthesis. Cell Mol Neurobiol. 2001;21(4):429–435. doi: 10.1023/A:1012775808253.
  60. Rantamaki T, Vesa L, Antila H, et al. Antidepressant drugs transactivate TrkB neurotrophin receptors in the adult rodent brain independently of BDNF and monoamine transporter blockade. PLoS One. 2011;6(6):e20567. doi: 10.1371/journal.pone.0020567.
  61. Aydemir O, Deveci A, Taneli F. The effect of chronic antidepressant treatment on serum brain-derived neurotrophic factor levels in depressed patients: a preliminary study. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2005;29(2):261–265. doi: 10.1016/j.pnpbp.2004.11.009.
  62. Mikoteit T, Beck J, Eckert A, et al. High baseline BDNF serum levels and early psychopathological improvement are predictive of treatment outcome in major depression. Psychopharmacology (Berl). 2014;231(15):2955–2965. doi: 10.1007/s00213-014-3475-8.
  63. Matrisciano F, Bonaccorso S, Ricciardi A, et al. Changes in BDNF serum levels in patients with major depression disorder (MDD) after 6 months treatment with sertraline, escitalopram, or venlafaxine. J Psychiatr Res. 2008;43(3):247–254. doi: 10.1016/j.jpsychires.2008.03.014.
  64. Başterzi AD, Yazici K, Aslan E, et al. Effects of fluoxetine and venlafaxine on serum brain derived neurotrophic factor levels in depressed patients. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2009;33(2):281–285. doi: 10.1016/j.pnpbp.2008.11.016.
  65. Zhou C, Zhong J, Zou B, et al. Meta-analyses of comparative efficacy of antidepressant medications on peripheral BDNF concentration in patients with depression. PLoS One. 2017;12(2):e0172270. doi: 10.1371/journal.pone.0172270.
  66. Piccinni A, Del Debbio A, Medda P, et al. Plasma Brain-Derived Neurotrophic Factor in treatment-resistant depressed patients receiving electroconvulsive therapy. Eur Neuropsychopharmacol. 2009;19(5):349–355. doi: 10.1016/j.euroneuro.2009.01.002.
  67. Dreimüller N, Schlicht KF, Wagner S, et al. Early reactions of brain-derived neurotrophic factor in plasma (pBDNF) and outcome to acute antidepressant treatment in patients with Major Depression. Neuropharmacology. 2012;62(1):264–269. doi: 10.1016/j.neuropharm.2011.07.017.
  68. Tadić A, Wagner S, Schlicht KF, et al. The early non-increase of serum BDNF predicts failure of antidepressant treatment in patients with major depression: a pilot study. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2011;35(2):415–420. doi: 10.1016/j.pnpbp.2010.08.011.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Издательство "Педиатръ", 2019



Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах