Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Анализ интрацентральных (корковых и септогиппокампальных) механизмов реализации поведенческих проявлений анксиолитического эффекта

.'."OHIvê ОТ

судил у

нл

2 ^

г; ;Ч 'I

ч

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФАРМАКОЛОГИИ

АНАЛИЗ ИНТРАЦЕНТРАЛЬНЫХ (КОРКОВЫХ И СЕПТО-ГИППОКАМПАЛЬНЫХ) МЕХАНИЗМОВ РЕАЛИЗАЦИИ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ АНКСИОЛИТИЧЕСКОГО

ЭФФЕКТА

14.00.25-фармакология

На правах рукописи

МОЛОДАВКИН

Геннадий Матвеевич

Диссертация

на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор Т.А.ВОРОНИНА

Москва-1998

ВВЕДЕНИЕ ................................................... 8

Глава1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.................................. 15

1.1. Характерные особенности тревожных, неврозоподобных и пограничных состояний у человека......................... 15

1.2. Изменения, происходящие в организме при воздействии патогенных факторов...................................... 27

1.3. Методы фармакотерапии тревожных и неврозоподобных состояний................................................ 31

1.4. Современные представления о механизмах действия бензодиазепиновых транквилизаторов и основные представители этого класса фармакологических веществ................... 38

1.5. Транквилизаторы, воздействующие на серотонинергическую систему................................................... 56

1.6. Фармакологичсекие вещества других классов, используемые при лечении неврозов..................................... 60

1.7. Экспериментальные модели тревожных и неврозоподобных состояний. ............................................... 61

1.8. Электрофизиологический анализ изменений, происходящих при развитиии невроза и их фармакологической коррекции ... 78

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.................. 84

2.1. Метод конфликтной ситуации.......................... 84

2.2. Оценка поведения животных в поднятом крестообразном лабиринте................................................ 88

2.3. Метод оценки параметров распределения интервалов Я-И. электрокардиограммы крысы ............................... 89

2.4. Оценка антидепрессивного действия иследуемых веществ 91

2.5. Регистрация антиагрессивного действия транквилизаторов

..................................................................................................................92

2.6. Регистрация спонтанной двигательной активности............95

2.7. Оценка стартл-реакции ............................................................95

2.8. Оценка антиконфликтного и антиагрессивного действия транквилизаторов у молодых животных............................................96

2.9. Регистрация антиконфликтного и антиагрессивного действия транквилизаторов у животных разного пола ................96

2.10. Изучение миорелаксантного действия исследуемых веществ

......................................................... 96

2.11. Методика оценки изменений поведения животных, развивающихся после длительной изоляции.................. 97

2.12. Метод оценки возбудимости коры больших полушарий и гиппокампа............................................... 98

2.13. Моделирование патологических воздействий.......... 103

2.14. Оценка влияния стресса на болевую чувствительность 110

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОСТИ ТРАНКВИЛИЗАТОРОВ РАЗНЫХ КЛАССОВ (ДИАЗЕПАМ, ФЕНАЗЕПАМ, КЛОНАЗЕПАМ, АЛПРАЗОЛАМ, МЕДАЗЕПАМ, ГИДАЗЕПАМ, БУСПИРОН) У ИНТАКТНЫХ ЖИВОТНЫХ ..... 112

3.1. Исследование поведенческих эффектов транквилизаторов у интактных животных...................................... 112

3.2. Анализ изменений циклов восстановления вызванных потенциалов коры больших полушарий и гиппокампа под влиянием транквилизаторов у интактных животных................... 161

3.3. Обсуждение результатов............................. 192

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ КОРРЕЛЯЦИЙ МЕЖДУ ПОВЕДЕНИЕМ ЖИВОТНЫХ И ИЗМЕНЕНИЯМИ ВОЗБУДИМОСТИ КОРЫ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ И ГИППОКАМПА ПРИ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ..........................195

4.1. Анализ поведения животных при изоляционном синдроме и его электрофизиологические корреляты.................... 195

4.2. Изменение возбудимости коры при нарушениях мозгового кровообращения, вызванных перевязкой сонных артерий..... 209

4.3. Исследование дефицита торможения в коре больших полушарий, вызванного нарушением белкового синтеза в раннем онтогенезе.............................................. 211

4.4. Поведенческие и электрофизиологические корреляты повышения возбудимости, обусловленного отменой этанола после его длительного потребления.............................212

4.5. Анализ возбудимости коры больших полушарий после депривации парадоксального сна. .........................216

4.6. Исследование дефицита торможения в коре больших

полушарий, вызванного гипоксией и аноксией..............217

4 . 7 . Обсуждение результатов..............................222

ГЛАВА 5. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ КОРЫ И ГИППОКАМПА В МЕХАНИЗМАХ АНКСИОЛИТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНКВИЛИЗАТОРОВ И

ДРУГИХ ПСИХОТРОПНЫХ ВЕЩЕСТВ..............................225

5.1. Изменение чувствительности к антиконфликтному действию транквилизаторов под влиянием различных стрессорных воздействий............................................. 225

5.2. Инверсия антиагрессивного действия транквилизаторов

под влиянием стресса.................................... 233

5.3. Исследование влияния стресса на пороги болевой реакции и их изменения под влиянием транквилизаторов............ 242

5.4. Исследование изменений кортикальных и септо-гиппокампальных вызванных потенциалов под влиянием стресса и анализ их корреляций с поведенческими показателями......247

5.5. Изучение антиагрессивного и антиконфликтного действия фармакологических веществ разных классов.......256

5.6. Исследование корреляций между поведенческими и электрофизиологическими эффектами фармакологических веществ разных классов.......................................... 266

5.7. Обсуждение результатов............................. 271

ГЛАВА 6. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ КОРЫ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ У ЖИВОТНЫХ С РАЗЛИЧНОЙ ЭМОЦИОНАЛЬНОЙ РЕАКТИВНОСТЬЮ.

......................................................... 277

6.1. Выявление животных с различной эмоциональной

реактивностью в популяции беспородных белых крыс........277

6.2. Особенности поведения животных с различной эмоциональной реактивностью............................. 281

6.3. Эффекты бензодиазепиновых транквилизаторов у животных с разной эмоциональной реактивностью...................... 287

6.4. Различие электрофизиологических показателей у животных с различными типами нервной деятельности................ 291

6.5. Эффекты феназепама у животных разного типа реагирования............................................ 2 96

6.6. Обсуждение результатов............................. 303

ГЛАВА 7. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ ТРАНКВИЛИЗАТОРОВ У ЖИВОТНЫХ РАЗНОГО ВОЗРАСТА И РАЗНОГО ПОЛА...............310

7.1. Анализ эффектов транквилизаторов у молодых животных.310

7.2. Сравнительный анализ анксиолитического действия транквилизаторов у самцов и самок крыс.................. 32 8

7.3. Обсуждение результатов............................. 336

ГЛАВА 8. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ДНЕВНЫХ И СЕДАТИВНЫХ ТРАНКВИЛИЗАТОРОВ. ........................................ 338

8.1.Экспериментальный анализ зависимости выраженности анксиолитического эффекта транквилизаторов от уровня тревоги в конфликтной ситуации.......................... 339

8.2. Сравнительный анализ анксиолитического действия медазепама и феназепама в условиях конфликтной ситуации и поднятого крестообразного лабиринта..................... 34 6

8.3. Экспериментальный анализ влияния транквилизаторов разных классов на ЭЭГ крысы............................. 349

8.4. Гистографический анализ антиконфликтного действия седативных и дневных транквилизаторов................... 354

8.5. Обсуждение результатов............................. 358

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...............................................361

ВЫВОДЫ................................................... 367

Литература

371

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Бензодиазепиновые транквилизаторы уже в течение сорока лет продолжают оставаться основной группой анксиолитиков, которые показали высокую избирательную активность при тревожных и невротических расстройствах, а также при широком круге заболеваний, в структуре которых имеется тревожный компонент (Александровский Ю.А., 1972, 1993; Воронина Т.А., 1992; Незнамов Г.Г., 1990; Середенин С.В., Бледнов Ю.А., Дурнев А.Д., Гордей М.Л., 1992; Dubovsky, S.L., 1990; Trucco, M., 1990). Исследования по изучению механизмов их действия привели к открытию нового класса рецепторов, названных бензодиазепиновыми, свойства которых интенсивно изучались с помощью различных методов, в основном радиолигандных (Середенин С.В., Бледнов А.Ю., Гордей М.М., Наговицына Ю.А., 1990; Середенин C.B., Бледнов А.Ю., Гордей М.М., Наговицына Ю.А., 1992; Costa, T., Rodbard, D., Pert, C.B., 1979; Möhler, H. and Okada, T., 1977; Williams, M., 1984). Было исследовано распределение бензодиазепиновых рецепторов в организме и показано их наличие в мозге (Benavides, J., Репу, В., Ruano, D. et al., 1993; Сапопасо, M., Tavolaro, R., Cerra, M.С., Franzoni, M.F., 1992). и периферических органах (Katz, Y., Amiri, Z., Weizman, A., Gavish, M., 1990), a также связь с деятельностью медиаторных

систем, прежде всего ГАМК-ергической (Daval, J.L., Werck, М.С., Nehlig, A., Pereira de Vasconcelos, A., 1991).

Однако, наряду с несомненными достоинствами,

бензодиазепиновые транквилизаторы имеют и существенные недостатки. Это, прежде всего, низкая анксиоселективность, наличие побочных эффектов и наркогенного потенциала (Burrows, G.D., Norman, T.R., Judd, F.K., Marriott, P.F., 1990; Farnsworth, M.G., 1990; Tyrer, Р., 1993). По этой причине ведутся интенсивные исследования по дальнейшему изучению механизмов анксиолитического действия и поиску на этой основе новых транквилизаторов как среди производных бензодиазепина, так и среди соединений других классов, взаимодействующих с ГАМК-бензодиазепиновым рецепторным комплексом (Wadworth A.N., McTavish D., 1993) или оказывающих свое действие посредством других механизмов (Taylor D.P., 1990; Dubovsky S.L., 1993).

Как известно, тревожные состояния связывают с деятельностью лимбической системы (Graeff F.G., Silveira М.С., Nogueira R.L., et al., 1993; Pesold C., Treit D., 1994), и общепринятым до сих пор является мнение о преимущественном влиянии бензодиазепиновых транквилизаторов на лимбические структуры-гиппокамп, миндалину и др (Pesold С., Treit D., 1994). Однако в НИИ фармакологии РАМН было показано, что в опосредовании эффектов транквилизаторов самое непосредственное участие принимает кора больших полушарий. С помощью

электрофизиологических методов было показано, что

бензодиазепиновые транквилизаторы усиливают тормозные процессы

в коре за счет усиления эффектов тормозного медиатора ГАМК (Zakusov У.У., Ostrovskaya К.и., Markovitch У.У. et а1., 1975; V.V.Zakusov, Бии.С^гоч^зкауа, Б .М.Ког11ес31к1п et а1., 1977).

Эти кортикальные ГАМК-позитивные эффекты транквилизаторов были выявлены на интактных животных. Однако, как известно, препараты этой группы применяются при различных патологических состояниях и поэтому представляется целесообразным исследовать вопрос о состоянии ГАМК-ергических тормозных систем коры больших полушарий и гиппокампа на экспериментальных моделях, имеющих в своей структуре неврозоподобные компоненты и оценить при этих формах патологии действие анксиолитиков различных групп. Такими экстремальными состояниями являются длительная изоляция, гипоксия мозга, вызванная нарушениями мозгового кровообращения, абстинентный синдром, развивающийся после отмены этанола, нарушения синтеза белка в раннем онтогенезе.

Поскольку типологические свойства животных играют важную роль в определении реакций организма на внешние воздействия, работа проведена с учетом индивидуальной реактивности. Представлялось также важным провести сравнительное исследование эффектов транквилизаторов у молодых и половозрелых животных, а также у крыс разного пола.

Изложенное выше определяет перспективность выбранного направления изучения взаимодействия поведенческих и электрофизиологических механизмов в реализации основных эффектов транквилизаторов бензодиазепинового ряда и других

анксиолитиков и определение роли различных структур мозга в их осуществлении.

Настоящее исследование осуществлялось в соответствии с программой Министерства науки России и в рамках плановых тем научно-исследовательских работ НИИ фармакологии РАМН (номер гос. регистрации 01.9.50 002859).

Цели и Задачи исследования.

Целью исследования является анализ интрацентральных (корковых и септо-гиппокампальных) механизмов реализации поведенческих проявлений анксиолитического эффекта.

Задачами исследования являются:

1.Изучение роли ГАМК-ергической системы коры больших полушарий и гиппокампа в регуляции ее возбудимости в норме и при экстремальных воздействиях.

2.Исследование влияния стресса разной этиологии на основные эффекты транквилизаторов (антиконфликтный и антиагрессивный) и сопоставление выявленных нарушений с изменениями возбудимости коры и гиппокампа.

3.Изучение влияния психотропных веществ разных классов на возбудимость коры при действии стрессорных факторов.

4.Изучение роли индивидуальной реактивности животных с различной эмоциональной чувствительностью в деятельности тормозных систем коры больших полушарий и гиппокампа.

5.Исследование особенностей действия транквилизаторов у молодых и половозрелых крыс, а также у особей разного пола.

б.Электрофизиологический и поведенческий анализ механизмов действия дневных и седативных транквилизаторов.

Научная новизна. В результате проведения работы впервые показана существенная роль коры больших полушарий в опосредовании анксиолитических эффектов транквилизаторов и других психотропных веществ в условиях экстремальных воздействий. Под влиянием длительной изоляции, неизбегаемого раздражения лап, депривации парадоксального сна, перевязки сонных артерий, нарушения белкового синтеза в раннем онтогенезе, отмены алкоголя после длительного введения и аноксии происходят сходные изменения возбудимости мозга и поведения: во всех случаях имеет место ослабление депрессии тестового ответа в циклах восстановления первичного ответа сенсомоторной коры и угнетение поведения, что обусловлено ослаблением деятельности системы возвратного торможения. Показано изменение эффективности транквилизаторов после воздействия стресса: отмечены ослабление антиконфликтного и инверсия антиагрессивного. Эти изменения могут быть купированы в результате введения транквилизаторов и ГАМК-позитивных веществ. Установлено, что антиконфликтное действие опосредовано лимбическими структурами (гиппокампом), в то время как в осуществление антиагрессивного эффекта вовлечена кора больших полушарий. При исследовании животных с различной эмоциональной реактивностью установлено ослабление тормозных процессов у низкоустойчивых животных в сравнении с высокоустойчивыми. Установлена ведущая роль гиппокампа в

формировании ЭЭГ у реактивных крыс и коры больших полушарий-у низкореактивных животных. Транквилизаторы приводят к доминированию коры в ЭЭГ реактивных крыс и усиливают ее доминирование у устойчивых к стрессу животных.

Научно-практическая значимость работы. Результаты работы использованы при оформлении заявки на изобретение по препарату циназепам (Авторское свидетельство № 1828645) и патента на препарат буспирон (Патент СССР № 103 63 65) и включены в материалы для Фармакологический комитета МЗ РФ по препарату гидазепам.

Разработана и внедрена многоканальная установка для изучения механизмов действия и поиска транквилизаторов по методу конфликтной ситуации и многоканальная установка для изучения влияния психотропных веществ на вынужденное плавание. В практику исследований института внедрен метод регистрации и оценки распределения интервалов И-И электрокардиограммы крысы.

Основные сведения об аппробации. Результаты работы докладывались на заседаниях Московского общества фармакологов, на Первом Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство " (Москва, 1992 г.), Международной конференции «Нейрофизиология на рубеже двух тысячелетий» (С.-Петербург, 1992 г.), Второй международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным веществам (Москва, 1993 г.), Международной .конференции памяти профессора А.Я.Авруцкого «Современные методы биологической терапии психических заболеваний» (Москва, 1994 г.), Российской

конференции "Пикамилон в современной неврологической и психиатрической практике" (Москва, 1994 г.), 1-ом Съезде Российского научного общества фармакологов. 9-13 октября 1995 г. (г. Волгоград), 1-ом Европейском конгрессе фармакологии 1619 июня 1995 г. (Милан, Италия), конференции «Тревожно-фобические и обсессивно-компульсивные расстройства».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 59 печатных работ в отечественных и иностранных журналах, в книгах, материалах конференций и съездов, симпозиумов, а также в материалах по авторским заявкам и патентованию. По материалам работы внедрено 11 рационализаторских предложений.

Глава1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Характерные особенности тревожных, неврозоподобных и пограничных состояний у человека

Проблема неврозов является особенно значимой для

клинической практики и теории медицины. Прежде всего, это определяется широким распространением неврозов, постоянным увеличением их числа, неуклонным ростом болезней, сущность которых лежит, по крайней мере, на ранних этапах формирования, в патологии эмоциональной среды. Неврозы часто проявляются уже в детском возрасте, пышно расцветают у людей молодого и среднего возраста, мешая им �