The Effect of Piracetam and Noopept on NMDA and 5-HT2A Receptors in the Brain of Mice with Congenital β-Arrestin Deficiency

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Based on the special role of the signal protein β-arrestin in the processes of neuronal plasticity and receptor activation, the effects of the nootropic drugs Piracetam (2-oxo-1-pyrrodinyl-acetamide, UCB 6215, 200 mg/kg, I.P.) and Noopept (ethyl ether N-phenyl-acetyl-L-prolyl-glycine, GVS-111, 0.5 mg/kg, I.P.) in mice with congenital deficiency of β-arrestin-2 (BARR2-KO mice) and in mice of the C57Bl/6 line (wild type for the BARR2-KO, WT line). Serotonin (5-HT2A) and NMDA-receptors of the brain, which play an important role in cognitive processes, but differ in the type of structure and activation mechanism, were chosen as the object of the study. Using radioligand analysis, it was found that the BARR2-KO mouse line differs from the C57Bl/6 mice by a significantly higher density (Bmax) of both NMDA-receptors in the hippocampus (by 85%) and 5-HT2A -receptors in the cerebral cortex (by 54%). Interestingly, both drugs after chronic administration increased the number of NMDA-receptors in the hippocampus both in the BARR2-KO strain (Piracetam – by 76%, Noopept – by 78%) and in the C57Bl/6 strain (Piracetam – by 112%, Noopept – by 49%). At the same time, the effect of both drugs on the density of serotonin 5-HT2A-receptors in BARR2-KO and C57Bl/6 mice was not the same. In particular, Piracetam caused an increase in the density of 5-HT2A-receptors in the cerebral cortex of BARR2-KO mice by 31%, whereas on the comparison line C57Bl/6 neither Piracetam nor Noopept had any effect. Thus, the absence of the β-arrestin signaling protein in BARR2-KO mice is accompanied by an increase in the density of NMDA- and 5-HT2A-receptors in the brain. At the same time, the different effects of Piracetam and Noopept on NMDA receptors both in the line with congenital β‑arrestin deficiency and in the line with normal expression may indicate that this type of receptor is a common primary target for the action of nootropics of various structures.

About the authors

Yu. Yu. Firstova

Federal State Budgetary Scientific Institution “V.V. Zakusov Research Institute of Pharmacology”

Email: nchjournal@gmail.com
Russia, Moscow

G. I. Kovalev

Federal State Budgetary Scientific Institution “V.V. Zakusov Research Institute of Pharmacology”

Email: nchjournal@gmail.com
Russia, Moscow

References

  1. Середенин С.Б., Вальдман Е.А. // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2003. Т. 66. № 2. С. 57–59.
  2. Ковалёв Г.И., Кондрахин Е.А., Салимов Р.М., Незнамов Г.Г. // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2014. Т. 77. № 12. С. 3–9.
  3. Ковалёв Г.И., Кондрахин Е.А., Салимов Р.М. // Нейрохимия. 2013. Т. 30. № 2. С. 128–134.
  4. Кондрахин Е.А., Фирстова Ю.Ю., Салимов Р.М., Ковалев Г.И. // Психиатрия. 2010. № 3. С. 50–54.
  5. Фирстова Ю.Ю. Изучение путей модуляции синаптической пластичности в нейрохимическом действии ноотропных препаратов. Дисс. ... канд. биол. наук. М. 2008. 139 с.
  6. Ковалев Г.И., Фирстова Ю.Ю., Салимов Р.М. // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2007. Т. 71. № 1. С. 12–17.
  7. Фирстова Ю.Ю., Салимов Р.М., Ковалев Г.И. // Психофармакология и биологическая наркология. 2007. № 7. С. 2–6.
  8. Ковалев Г.И. // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2015. Т. 78. № 3. С. 31–32.
  9. Фирстова Ю.Ю., Васильева Е.В., Ковалёв Г.И. // Фармакокинетика и фармакодинамика. 2018. № 3. С. 42–47.
  10. Gurevich V., Gurevich E. // Progress in Molecular Biology and Translational Science. 2013. V. 118. P. 57–92.
  11. Attramadal H., Arriza J.L., Aoki C., Dawson T.M., Codina J., Kwatra M.M., Snyder S.H., Caron M.G., Lefkowitz R.J. // Journal of Biological Chemistry. 1992. V. 267. P. 17882–17890.
  12. Ferguson S.S., Downey W.E., Colapietro A.M., Barak L.S., Menard L., Caron M.G. // Science. 1996. V. 271. № 5247. P. 363–366.
  13. Gurevich V., Gurevich E. // Arrestins Structure and Function in Vision and Beyond. Academic Press, 2022. Ch. 7. P. 105–124.
  14. Beaulieu J.M., Sotnikova T.D., Marion S., Lefkowitz R.J., Gainetdinov R.R., Caron M.G. // Cell. 2005. V. 122. P. 261–273.
  15. Schmid C.L., Raehal K.M., Bohn L.M. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 2008. V. 105. № 3. P. 1079–1084.
  16. Latapy C., Beaulieu J. // Progress in Molecular Biology and Translational Science. 2013. V. 118. P. 276–295.
  17. Lefkowitz R.J., Shenoy S.K. // Science. 2005. V. 308. № 5721. P. 512–517.
  18. Bohn L.M., Lefkowitz R.J., Gainetdinov R.R., Peppel K., Caron M.G., Lin F.-T. // Science. 1999. V. 286. № 5449. P. 2495–2498.
  19. Glowinski J., Iversen L.L. // Journal Neurochemistry. 1966. V. 13. № 8. P. 655–669.
  20. Zhou L.M., Gu Z.Q., Costa A.M., Yamada K.A., Manssone P.E. // Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 1997. V. 280. № 1. P. 422–427.
  21. Leysen J.E., Niemegeers C.J., Van Nueten J.M. // Molecular Pharmacology. 1982. V. 21. № 2. P. 301–314.
  22. Ковалёв Г.И., Кондрахин Е.А., Салимов Р.М., Незнамов Г.Г. // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2013. Т. 76. № 9. С. 3–10.
  23. Кондрахин Е.А., Салимов Р.М., Ковалев Г.И. // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2018. Т. 81. № 50. С. 119–121.
  24. Eunice Y. Yuen, Qian Jiang, Paul Chen, Jian Feng, Zhen Y. // Journal of Biological Chemistry. 2008. V. 283. № 25. P. 17194–17204.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (178KB)
3.

Download (133KB)

Copyright (c) 2023 Ю.Ю. Фирстова, Г.И. Ковалёв

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».