5-HT1A receptor: its role in the regulation of different kinds of behavior

Abstract

Brain serotonin (5-HT) is known to be involved in the control of a wide range of physiological functions as well as of different kinds of behavior. Such polyfunctionality of 5-HT is mediated by numerous 5-HT receptors. Currently, 14 different 5-HT receptor subtypes expressed in the mammals have been identified. The 5-HT 1А receptor is one of the most extensively characterised members of the serotonin receptor family. Increased interest to the 5-HT 1А receptor is based on (1) a key role in the autoregulation of the brain serotonergic system due to the postsynaptic and presynaptic localization, (2) a great body of data demonstrating implication of 5-HT 1А receptor in the control of various physiological functions (3) involvement of 5-HT 1А receptors in the mechanisms of depression, anxiety and suicide. The review describes literature and original data on factors affecting the expression and functional activity of 5-HT 1А receptors and the involvement of 5-HT 1А receptors in the regulation of normal and pathological behavior. The structure of the 5-HT 1А receptor gene is described and new data on the posttranslational regulation of 5-HT 1А receptor functional activity are provided. A special focus was given to the interaction between 5-HT 1А and 5-HT 7 receptors followed by heterodimer formation and the role of heterodimerization in the functional inactivation of the 5-HT 1А receptor. The implication of 5-HT 1А receptors in the regulation of aggressive behavior, catalepsy, anxiety, depression and hiber-nation was shown. Special attention is focused on the involvement of 5-HT 1А receptors in the regu-la tion of 1) fear-induced aggression towards man-Нейромедиатор мозга серотонин регулирует различные формы как нормального, так и патологического поведения, действуя на 14 типов серотониновых (5-НТ) рецепторов. Все 5-НТ рецеп-торы, за исключением 5-НТ 3 , представляющего ионный канал (ионотропный рецептор), принадлежат к суперсемейству метабо-тропных рецепторов, сопряженных с G-белками. Каждый из типов и подтипов рецепторов характеризуется уникальным контролирующим геном, спектром сродства к разнообразным агонистам и антагонистам серотонина, специфическим распре-делением в мозге и рядом регулируемых функций. Среди этого многообразия 5-НТ рецепторов особый интерес вызывает эволюционно наиболее древний 5-НТ 1А рецептор, играющий ключевую роль в ауторегуляции серотониновой системы мозга. Эта роль 5-НТ 1А рецепторов обусловлена особенностями их локализации (пост-или пресинаптически на 5-НТ нейронах), в зависимости от кото рой они могут оказывать прямо противо по-ложное действие на функциональную активность 5-НТ системы. Обзор посвящен данным литературы и результатам, полученным авторами, о факторах, регулирующих экспрессию и функцио наль-ную активность 5-НТ 1А рецепторов, и их влиянии на поведение. Описана структура гена 5-НТ 1А рецептора, приведены новейшие данные о посттрансляционной регуляции активности 5-НТ 1А рецепторов и взаимодействии 5-НТ рецепторов. Особое внима ние уделено роли гетеромеризации 5-НТ 1А рецептора при его взаимо-действии с 5-НТ 7 серотониновым рецептором с образованием гетеродимера и функциональной инактивации 5-НТ 1А рецептора. Показано участие 5-НТ 1А рецепторов в регуляции агрессивного поведения, каталепсии, тревожности, депрессии и уникальной природной адаптации-зимней спячки. Особое внимание уделено участию этих рецепторов в регуляции 1) вызванной страхом защитно-оборонительной агрессии по отношению к человеку-основы процесса доместикации; 2) межсамцовой (intermale) агрессии по отношению к сопернику (конкуренту), приводящей к установлению отношения доминант-субординант в сообществе животных и лежащей в основе асоциального поведения человека; 3) механизмов депрессии и действия клинически эффективных антидепрессантов группы ингибиторов обратного захвата серотонина. Выдвинута гипотеза о роли 5-НТ 1А / 5-НТ 7 гетеродимеризации в механизме действия антидепрессантов. Ключевые слова: серотонин; 5-НТ 1А рецептор; 5-НТ 7 рецептор; взаимодействие серотониновых рецепторов; тревожность; депрессивное поведение; агрессивное поведение; реакция замирания; зимняя спячка. 1 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия 2 Институт клеточной нейрофизиологии, Высшая медицинская школа Ганновера, Ганновер, Германия УДК 577.25+591.543.42 Поступила в редакцию 15.09.2015 г. Принята к публикации 20.10.2015 г.