Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Фагоцитозависимые и нитроксидергические механизмы противовоспалительного и психотропного эффектов бета-лактамных антибиотиков

Актуальность проблемы. Бета-лактамные антибиотики являются широкой группой средств антибактериальной терапии, включающей исторически первый антибиотик - пенициллин (Навашин С.М., Навашин П.С., 1993; Яковлев C.B., 2001). Длительное применение антибиотиков данной группы вызвало закономерное развитие устойчивости бактериальных патогенов к бета-лактамам, что обусловило разработку новых средств бета-лактамной структуры. В настоящее время наряду с пенициллинами группа бета-лактамных антибиотиков включает цефалоспорины, монобактамы и карбапенемы (Назаров А.Д., Желаев А.А.Д991; Beaucaire G., 1999). Непрерывная разработка новых препаратов этой группы позволяет успешно решать проблемы устойчивости микроорганизмов к средствам антибактериальной терапии (Сидоренко C.B.,1999; Гиссенс И.К., 2001). Благодаря широкому спектру противомикробного действия современные бета-лактамы рассматриваются как средства выбора для эмпирической терапии нозокомиальных и хирургических инфекций (Савицкая К.И., Насонов В.Н.и соавт., 1993; Яковлев C.B. 1999; Белобородое В.Б., 2002).

Инфекционная патология, для лечения которой используются бета-лактамные антибиотики, связана с развитием острого воспалительного процесса, главными эффекторами которого являются фагоцитирующие клетки (нейтрофильные гранулоциты [НГ] и мононуклеарные фагоциты) (Никитин А.В.,Смолкина Т.В., Йорданова А.И., 2001; Сидоренко C.B., 2001). В литературе достаточно широко представлены сведения о влиянии бета-лактамов на функциональное состояние фагоцитирующих клеток (Априкян B.C., 1992; Абдрашитова Н.Ф., Романов Ю.А., 2001). Зачастую эти сведения являются весьма противоречивыми и не позволяют составить однозначного представления о влиянии бета-лактамов на эффекторы воспалительного процесса. При этом практически отсутствуют данные о влиянии беталактамов на чувствительность к асептическим флогогенам, которые широко используются в экспериментальных фармакологических исследованиях для скрининга средств с антифлогистической активностью. Имеются лишь единичные указания на наличие противовоспалительного действия у антибиотиков пенициллинового ряда (Голиков П.П., 2002). Современные группы бета-лактамов (цефалоспорины и карбапенемы) до настоящего времени не изучались на предмет противовоспалительной активности в условиях действия асептических флогогенов.

Отдельного внимания заслуживает рассмотрение состояния нитроксидергических процессов под влиянием антибактериальных средств бета-лактамной структуры. В литературе отмечается либо отсутствие сдвига нитроксидергических процессов (Pallister C.J., Lewis К.J.,2000) , либо их подавление при введении пенициллинов и карбапенемов (Smith A.L., 1998). Иначе обстоит ситуация с цефалоспоринами. Установлено, что низкие дозы цефодизима стимулируют продукцию NO, а высокие оказывают противоположное действие (Deby-Dupont G., Mathy Hartert М., Deby С., 1995). В большинстве публикаций, посвященных нитроксидергическим эффектам антибиотиков, рассматриваются вопросы цитокин-опосредованной регуляции iNOS (EiglerA., Endres S., 1997; Фрейндлин И.С., 1999; Nelson S. 2001). К сожалению, отсутствуют исследования, посвященные рассмотрению взаимосвязей между нитроксидергическими эффектами, фагоцитотропным действием и сдвигами реактивности к флогогенным воздействиям при введении бета-лактамов. При этом следует подчеркнуть, что гиперэкспрессия iNOS, сопровождающаяся избыточной продукцией NO, является важным механизмом развития воспалительного отека и нарушений системы гемодинамики при тяжелой воспалительной патологии (Бондаренко В.М., Виноградов Н.А, Малеев В.В.,1999; Kirikae Т., 1998; Ванин А.Ф., 2000).

Известно, что риск инфекционно-воспалительных осложнений после плановых хирургических вмешательств существенно зависит от предоперационного психоэмоционального состояния больного

Волчегорский И.А., Попов А.Н., 2001, 2002; Попов А.Н., 2001). С другой стороны, давно установлена способность бета-лактамов увеличивать возбудимость нейронов (Романова Н.Н.Д990; Заег-Глогеш X., 1995). Это действие антибиотиков традиционно рассматривается в контексте их нежелательных побочных действий. Однако нельзя исключить, что нейротропные эффекты бета-лактамов могут, оказаться потенциально полезными для коррекции проявлений «поведения болезни», закономерно сопровождающих острый воспалительный процесс (Оап^ег Я. е! а1.,1998). Не исключено также, что стимулирующее влияние бета-лактамов на ЦНС может повлиять на чувствительность организма к острым флогогенным воздействиям.

Таким образом, целенаправленное изучение взаимосвязей между влиянием бета-лактамных антибиотиков на функциональное состояние фагоцитирующих клеток, интенсивность нитроксидергических процессов, психоэмоциональный статус и поведение, а также чувствительность к флогогенам является актуальной задачей экспериментальной фармакологии.

Цель работы. Исходя из вышеизложенного, в работе была поставлена цель: исследовать фагоцит-зависимые и нитроксидергические механизмы влияния бета-лактамных антибиотиков (ретарпена, цефтазидима и тиенама) на чувствительность к асептическим флогогенам и поведение экспериментальных животных.

Задачи работы. Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить влияние бета-лактамных антибиотиков (ретарпена, цефтазидима и тиенама) на показатели фагоцитарной реакции и НСТ-теста нейтрофильных гранулоцитов (НГ) крови мышей.

2. Изучить влияние ретарпена, цефтазидима и тиенама на N0-продуцирующую активность перитонеальных макрофагов (МФ) мышей.

3. Изучить влияние ретарпена, цефтазидима и тиенама на показатели нитроксидемии мышей и нитроксидурии крыс.

4. Изучить действие ретарпена, цефтазидима и тиенама на выраженность острого асептического воспаления с использованием моделей формалинового, декстранового и серотонинового отеков.

5. Изучить влияние ретарпена, цефтазидима и тиенама на длительность иммобильности мышей в тесте подвешивания мышей за хвост и их поведение в «открытом поле».

6. Изучить взаимосвязи между влиянием бета-лактамных антибиотиков на функциональное состояние фагоцитирующих клеток, нитроксидергические процессы, поведение животных и их устойчивость к действию асептических флогогенов.

Научная новизна. Впервые показано, что угнетающее влияние бета-лактамных антибиотиков на фагоцитарную реакцию и кислород-зависимый метаболизм НГ является механизмом антифлогистического действия ретарпена, цефтазидима и тиенама в условиях острого воспалительного процесса. Продемонстрирован параллелизм между влиянием бета-лактамов на >Ю-продуцирующую функцию перитонеальных МФ и нитроксидемическими эффектами изученных антибиотиков. Показано угнетающее влияние бета-лактамных антибиотиков на бемитил- и продигиозан-индуцированный прирост продукции N0 МФ и сопутствующее увеличение нитроксидемии.

Впервые продемонстрировано стимулирующее влияние ретарпена, цефтазидима и тиенама на поведение мышей в «открытом поле». Установлено, что подоплекой стимуляции поведения под действием бета-лактамных антибиотиков является их антидепрессивная активность. Впервые выявлено, что чувствительность экспериментальных животных к серотониновому отеку отражает их устойчивость к экспериментальному депрессогенному воздействию. Впервые продемонстрирована взаимосвязь между психотропным действием бета-лактамных антибиотиков и их влиянием на устойчивость к асептическим флогогенам.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая значимость работы связана с характеристикой ранее неизвестных аспектов фармакодинамики бета-лактамных антибиотиков. Полученные результаты могут рассматриваться как теоретическая база для оптимизации клинического использования бета-лактамов с учетом их антифлогистической активности и стимулирующего влияния на состояние центральной нервной системы.

Положения, выносимые на защиту.

1. Введение бета-лактамных антибиотиков (ретарпена, цефтазидима и тиенама) интактным экспериментальным животным вызывает снижение показателей фагоцитарной реакции и НСТ-теста НГ крови, снижает N0-продуцирующую функцию перитонеальных МФ и увеличивает устойчивость животных к действию асептических флогогенов.

2. Введение бета-лактамных антибиотиков (ретарпена, цефтазидима и тиенама) экспериментальным животным оказывает антидепрессивный эффект и увеличивает показатели поведенческой активности в «открытом поле».

3. Выраженность стимулирующего влияния бета-лактамных антибиотиков на поведение зависит от их гипонитроксидемической и антифлогистической активности.

Апробация работы.

Основные положения диссертации доложены, обсуждены и опубликованы в материалах международной конференции «Медицинская иммунлогия» (Москва, 1999), VI Российском конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 1999), XXXI научно-практической конференции «Современные проблемы медицины и биологии» (Курган, 1999), международной конференции «Диагностика, лечение и профилактика инфекционных заболеваний. Биология. Ветеринария.» (Екатеринбург, 1999), конференции «Вклад молодых ученых и специалистов в развитие науки и культуры» (Челябинск, 2000),научной сессии «Актуальные проблемы медицинской науки и профессионального образования» (Челябинск, 2000), научной сессии КГМУ и отделения медико-биологических наук Центр.-Черноземного научного центра РАМН (Курган, 2002), III -ей Конференции Иммунологов Урала (Челябинск, 2003), конференции, посвященной 10-летию НГПД диагностики, лечения и профилактики дисбактериозов НИИ Иммунологии ЧелГМА и 60-летию ГОУ ВПО Челябинская государственная медицинская академия МЗ РФ «Современные проблемы диагностики и лечения дисбактериозов» (Челябинск, 2004).

Апробация работы состоялась на научном заседании кафедры фармакологии ГОУ ВПО ЧелГМА МЗ РФ при участии сотрудников кафедр биохимии и микробиологии.

выводы

1. Введение бета-лактамных антибиотиков (ретарпена, цефтазидима и тиенама) оказывало дозозависимое и в меньшей степени схемозависимое влияние на функциональное состояние фагоцитирующих клеток, а также показатели нитроксидемии и нитроксидурии у экспериментальных животных.

2. Введение бета-лактамных антибиотиков (ретарпена, цефтазидима и тиенама) в дозах, эквивалентных теапевтическим для человека, приводит к снижению показателей фагоцитарной реакции и НСТ-теста нейтрофилов крови мышей.

3. Ретарпен, цефтазидим и тиенам оказывают угнетающее действие на Ж)-продуцирующую активность перитонеальных макрофагов мышей при введении в дозах, эквивалентных терапевтическому диапазону для человека.

4. Введение цефтазидима (400 мг/кг) и тиенама (200 мг/кг) мышам оказывает гипонитроксидемическое действие в условиях дополнительной стимуляции животных продигиозаном (1 мг/кг). Нитроксидемические эффекты бета-лактамных антибиотиков прямо коррелируют с их влиянием на ЪЮ-продуцирующую функцию макрофагов. Аналогичная корреляцинная зависимость отмечается в отношение нитроксидурического эффекта различных режимов введения тиенама у крыс.

5. Введение ретарпена, цефтазидима и тиенама в дозах, эквивалентных терапевтическим для человека, оказывает противовоспалительное действие на моделях формалинового и декстранового отеков. Выраженность антифлогистического эффекта изученных антибиотиков прямо коррелирует с их угнетающим влиянием на показатели интенсивности «спонтанного» НСТ-теста, интенсивности фагоцитоза нейтрофилов крови и гипонитроксидемическим эффектом у продигиозан-стимулированных животных.

6. Выраженность флогогенного эффекта серотонина у мышей достоверно отражает чувствительность животных к экспериментальному депрессогенному воздействию. Изученные бета-лактамы оказывают диаметрально противоположный эффект на чувствительность к эдемогенному действию серотонина при различных схемах применения. Это сопровождается развитием отчетливого антидепрессивного эффекта повторных введений ретарпена, цефтазидима и тиенама.

7. Десятикратное введение ретарпена, цефтазидима и тиенама мышам в дозах, эквивалентных терапевтическим для человека, вызывает увеличение поведенческой активности животных в «открытом поле». Влияние различных режимов введения тиенама на ориентировочную реакцию мышей достоверно коррелирует с выраженностью его гипонитроксидемического действия и антифлогистического эффекта на модели формалинового отека.

8. Угнетающие влияния ретарпена, цефтазидима и тиенама на функциональное состояние нейтрофильных гранулоцитов и N0-продуцирующую активность макрофагов одновременно являются механизмами антифлогистического и псхотропного эффектов этих антибиотиков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Бета-лактамные антибиотики являются основой антибактериальной терапии на современном этапе. Обладая высокой эффективностью и безопасностью, они играют ведущую роль в этиотропном лечении большинства инфекций (Страчунский Л.С., Козлов P.C., 2002).

Исходно бета-лактамы были представлены единственным, исторически первым антибиотиком - бензил пенициллином. Позже их перечень расширился до 4-х групп, куда наряду с пенициллинами входят цефалоспорины, карбапенемы и монобактамы. Эволюция бета-лактамных антибиотиков во многом связана с проблемой устойчивости микроорганизмов к средствам антибактериальной терапии, которая, к сожалению, зачастую обгоняет разработку новых противомикробных средств (Сазыкин Ю.О., 1999; Сидоренко C.B., 1999, 2002).

Механизм действия бета-лактамов связан с избирательным подавлением синтеза пептидогликана бактериальной стенки (Навашин С.М., 1989; Романова H.H.,1991), что составляет основу бактерицидного действия этих антибиотиков. Благодаря широкому спектру антибактериального действия бета-лактамы активно используются как средства эмпирической терапии нозокомиальных и хирургических инфекций (Шершнев В.Н., Галактионова О.В., 2002). В условиях дефицита времени для определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам, у больных с тяжелым течением инфекционного процесса (особенно в отделениях реанимации и интенсивной терапии) бета-лактамы применяют в режиме деэскалации («Формуляр антибиотиков для детских ОРИТ», 2002) - по мере улучшения клинического состояния больного и преодоления непосредственной угрозы для жизни зачастую переходят к лечению другими антибиотиками, оказывающими избирательное действие на возбудителей инфекционного процесса.

Терапия тяжелых нозокомиальных и хирургических инфекций считается важнейшей сферой использования современных бета-лактамных антибиотиков. Патогенез клинических проявлений инфекционного процесса в хирургической клинике и ОРИТ во многом связан с развитием острого воспалительного процесса и синдрома системного воспалительного ответа (SIRS). При неблагоприятном протекании SIRS развивается мультиорганная дисфункция (МОД), которая и является важнейшей причиной фатальных исходов хирургических и внутрибольничных инфекций. Разработка эффективных подходов к лечению SIRS и профилактике МОД закономерно привлекает внимание исследователей на современном этапе (Шершнев В.Н., Жукова В.А. и соавт., 2002).

Эффективная антимикробная терапия хорошо зарекомендовала себя в качестве этиотропного подхода к профилактике развития полиорганных расстройств при инфекционном процессе. Вместе с тем, имеются основания полагать, что антимикробные средства могут рассматриваться не только как средства этиологической, но и патогенетической терапии SIRS и МОД (Исаков Ю.Ф., Белобородова Н.В., 2001).

Во-первых, в литературе неоднократно упоминается факт угнетающего влияния антибиотиков на функциональное состояние фагоцитов, которые рассматриваются как основные эффекторы воспалительного процесса, SIRS-синдрома и полиорганных расстройств (Goris R.J., 1989; Волчегорский И.А. 1993; Berczi I. 1998; Маянский А.Н., Маянский Д.Н.,1989; Bone R.C., 1992,1993).

Во-вторых, продемонстрировано угнетающее влияние многих антибиотиков (таких как тетрациклины, аминогликозиды и др.) на состояние системы «L- аргинин - азота оксид», что проявляется снижением продукции NO, играющего центральную роль в развитии недостаточности кровообращения при септических состояниях (Исаков Ю.Ф., Белобородова Н.В., 2001).

В-третьих, некоторые бета-лактамные антибиотики обладают свойством увеличивать чувствительность нервных клеток к стимулирующим воздействиям, что позволяет (с известной долей осторожности) предполагать способность этих средств оказывать позитивное влияние на состояние нервной системы у больных с септическим процессом, который сопровождается выраженным угнетением ЦНС, вплоть до развития комы (Bone R.S., Sprung Ch. L., Sibbald W.J., 1992). Важно подчеркнуть, что способность стимулировать ЦНС продемонстрирована прежде всего для первых представителей бета-лактамных антибиотиков - пенициллинов (Белоусов О.Б., Омельяновский В.В., 1996). При этом стоит добавить, что секреторные продукты активированных in vitro НГ способны оказывать нейродепримирующее действие (Волчегорский И.А. и др., 1998; Колесников O.JI., 1998), а высокая функциональная активность ПЯЛ крови больных нефролитиазом связана с клинико-психологическими признаками угнетения ЦНС (Волчегорский И.А., Попов А.Н., 2001, 2002).

Исходя из изложенного, в данной работе была поставлена цель изучения фагоцит-зависимых и нитроксидергических механизмов влияния бета-лактамных антибиотиков (ретарпена, цефтазидима и тиенама) на чувствительность к асептическим флогогенам и поведение экспериментальных животных.

В результате проведенного исследования было установлено, что все изученные антибиотики оказывают выраженное влияние на функциональное состояние ПЯЛ крови мышей при всех схемах введения. Для ретарпена и цефтазидима была отмечена выраженная зависимость направленности такого действия от дозы и схемы введения. Эти бета-лактамы в относительно невысоких дозах оказывали преимущественно стимулирующее действие на функции НГ.

Однократное введение ретарпена (таб. №2) в наименьшей из использованных доз (10 мг/кг) достоверно увеличивало интенсивность «спонтанного» НСТ-теста. Введение антибиотика в дозе 40 мг/кг на протяжении 10 суток, наоборот, привело к подавлению активности «спонтанного» НСТ-теста. Высшая доза ретарпена (400 мг/кг) вызывала значимое снижение всех показателей НСТ-теста безотносительно схем введения.

Несколько иначе выглядела дозовая зависимость влияния ретарпена на показатели фагоцитарной реакции. Пятисуточное применение ретарпена в наименьшей дозе привело к достоверному снижению активности фагоцитоза НГ. Однократное введение антибиотика в дозе 40 мг/кг, напротив, вызвало достоверный прирост ФЧ. При пятикратном введении максимальной дозы ретарпена (400 мг/кг) отмечалось угнетение фагоцитарных реакций. Следует отметить, что влияние ретарпена на фагоцитоз НГ существенно зависело не только от дозы этого бета-лактама, но и от кратности его введения. Необходимо подчеркнуть, что ретарпен оказывал значительно более выраженное влияние на продукцию оксидантов нейтрофильными гранулоцитами по сравнению с показателями фагоцитарной реакции.

В целом, полученные результаты позволяют считать, что относительно низкие дозировки (10 и 40 мг/кг) способствуют стимуляции кислородного метаболизма НГ и их фагоцитарной реакции, соответственно. В то же время максимальная доза ретарпена (400 мг/кг), соответствующая диапазону терапевтических доз для человека, наоборот, оказывает однонаправленное угнетающее влияние на состояние НГ.

Аналогичная закономерность была выявлена и при изучении цефтазидима (таб. №3). Самая низкая из изученных доз этого антибиотика (10 мг/кг) при десятикратном применении усиливала интенсивность фагоцитоза НФ. Введение антибиотика в дозе 40 мг/кг вызывало достоверное повышение показателей фагоцитарной реакции и НСТ-теста при всех схемах введения.

Максимальная дозировка цефтазидима (400 мг/кг) вызывала диаметрально противоположные сдвиги в функциональном состоянии НГ, т.е. приводила к снижению активности фагоцитоза и уменьшению показателей НСТ-теста. Также как и в случае ретарпена, НГ-угнетающая дозировка цефтазидима соответствовала диапазону терапевтических доз этого антибиотика при лечении инфекционного процесса у человека.

Представитель антибиотиков карбапенемового ряда тиенам (в отличие от ретарпена и, особенно, цефтазидима) оказывал однонаправленное угнетающее действие, как на показатели фагоцитарной реакции, так и НСТ-теста вне зависимости от доз и схем введения (таб. № 4).

Известно, что в процессе реализации своей эффекторной роли при воспалении нейтрофильные гранулоциты тесно кооперируют с мононуклеарными фагоцитами, резидентные формы которых рассматриваются в качестве первичных акцепторов флогогенного стимула (Baumann H.,Gauldie J. 1994, Маянский А.Н., Маянский Д.Н., 1989; «Воспаление» Руководство для врачей, 1995). В процессе воспалительной реакции МФ интенсивно экспрессируют iNOS, что обуславливает существенный прирост концентрации N0, имеющей прямое отношение к вазодилятации и увеличению сосудистой проницаемости в очаге воспаления (Волин М.С., Дэвидсон К.А., Камински П.М., Фэйнгерш Р.П., Хохаззаб K.M., 1998). Исходя из этого, на следующем этапе исследования мы изучили влияние бета-лактамных антибиотиков на продукцию NO в культурах перитонеальных макрофагов, полученных от мышей после введения им бета-лактамов в исследованных дозовых режимах.

В результате было установлено, что характер влияния ретарпена, цефтазидима и тиенама на макрофагальную продукцию NO хорошо согласуется с характером действия этих антибиотиков на функциональный статус НГ. Однократное введение минимальной из изученных доз ретарпена вызывало прирост содержания нитритов в культурах МФ почти на треть по сравнению с контролем. Десятикратное введение антибиотика в дозе 40 мг/кг также приводило к достоверному увеличению нитроксидпродуцирующей функции МФ, а максимальная из использованных доз ретарпена (400 мг/кг) снижала содержание нитритов в макрофагальных культурах безотносительно схемы введения (таб. № 5).

Для оценки модулирующего влияния ретарпена на отклик МФ к стимуляции бемитилом было дополнительно изучено содержание нитритов в культурах перитонеальных МФ мышей, которым после назначения ретарпена вводили 25 мг/кг бемитила. Было установлено, что введение бемитила контрольным мышам вызывало выраженный прирост содержания нитритов в культуральной среде, что соответствует данным литературы о стимуляции бемитилом активности МФ (Ратников В.И., Ратникова Л.И., 1991). На этом фоне, угнетающее влияние ретарпена в отношение нитроксидсинтетической роли МФ проявилось в дозах 40 и 400 мг/кг вне зависимости от схем введения (таб. № 6). В отличие от животных, которым не вводили бемитил, минимальная доза ретарпена в данной серии экспериментов не оказала значимого влияния на концентрацию нитритов в макрофагальных культурах (таб. № 5).

В результате изучения действия цефтазидима на уровень нитритов в культурах МФ было установлено, что лишь высшая доза этого антибиотика значимо подавляет Ж)-генерирующую функцию МФ (таб.№7). Данный эффект не зависел от схемы введения. В условиях дополнительной стимуляции животных бемитилом высшая доза антибиотика также угнетала макрофагальную продукцию N0 безотносительно схемы введения. Кроме того, было отмечено статистически значимое снижение концентрации нитритов в культуральной жидкости после десятикратного применения цефтазидима в дозе 40 мг/кг (таб. № 8).

Весьма выраженное угнетающее влияние на синтез N0 перитонеальными МФ мышей оказал карбапенемовый антибиотик - тиенам. Как в случае не стимулированных МФ, так и на фоне стимуляции бемитилом (таб. №№ 9,10), было отмечено статистически значимое снижение концентрации нитритов в макрофагальных культурах при использовании 100 и 200 мг/кг тиенама независимо от схемы введения. Кроме того, у не стимулированных бемитилом мышей было отмечено достоверное снижение концентрации нитритов в культуральной жидкости при однократном введении минимальной дозы антибиотика (20 мг/кг).

В процессе корреляционного анализа было установлено, что характер влияния различных схем введения высших доз изученных антибиотиков на Ж)-продуцирующую активность МФ прямо связан с антибиотик-индуцированными сдвигами функционального состояния МФ (см. главу 3.2).

Аналогичная связь прослеживалась между антибиотик-зависимыми сдвигами Ж)-генерирующей способности МФ и изменениями нитроскидурии при применении изученных бета-лактамов.

Было установлено, что введение ретарпена приводит к достоверному повышению суммы стабильных метаболитов N0 (нитраты + нитриты; Ж)х) в крови мышей при пятикратном введении бета-лактама в дозе 40 мг/кг и достоверно уменьшает нитроксидемию при десятикратном использовании антибиотика в максимальной изученной дозе (400 мг/кг). Важно заметить, что эти нитроксидемические эффекты ретарпена нивелировались на фоне дополнительного введения мышам липополисахаридного иммуностимулятора продигиозана, применение которого приводило к развитию гипернитроксидемии у контрольных животных (таб. 12).

Особого внимания заслуживают обсуждение нитроксидемических эффектов цефалоспоринового антибиотика цефтазидима. Невзирая на то, что этот бета-лактам достоверно угнетал NО-продуцирующую функцию МФ, его однократное введение мышам в дозе 400 мг/кг и пятикратное введение в дозе 40 мг/кг приводило к достоверному нарастанию концентрации Ж)х в крови (таб. № 13). Вполне возможно, что очевидное несоответствие между влиянием цефтазидима на ИО-генерирующую роль перитонеальных МФ и его нитроксидемическими эффектами может быть связано с тем, что цефтазидим оказывает активирующее действие на экспрессию ¿N08 у неперитонеальных МФ. Основанием для этого предположения является известное раздражающее действие цефтазидима (Страчунский Л.С., Козлов

P.C., 2002), которое может быть причиной стресса при его внутрибрюшинном введении. При этом следует учесть, что внутрибрюшинное введение веществ с флогогенной активностью, например зимозана, вызывает достоверное снижение содержания перитонеальных МФ (Волчегорский И.А. и др., 2000). Показано также, что стресс и введение средств с глюкокортикоидной активностью вызывает накопление мононуклеаров в легких (Маянский А.Н., Маянский Д.Н., 1989). Не исключено, что гипернитроксидемическое действие цефтазидима обусловлено его стимуляцией образования NO легочными МФ.

Необходимо заметить, что цефтазидим изменял направленность своего нитроксидемического действия при дополнительном введении животным продигиозана. На фоне продигиозан-индуцированной гипернитроксидемии цефтазидим вызывал достоверное снижение концентрации циркулирующих NOx при пяти- и десятикратном применении в дозах 40 и 400 мг/кг (таб. №14).

Введение тиенама мышам оказывало влияние на содержание NOx в крови только при пяти- и десятикратном использовании высшей дозы антибиотика (200 мг/кг) (таб. 15). В обоих случаях отмечается достоверный гипонитроксидемический эффект. В условиях стимуляции продигиозаном высшая доза тиенама оказывала достоверное гипонитроксидемическое действие при всех схемах введения (таб. № 16).

Интегральный анализ взаимосвязи нитроксидемических эффектов исследованных антибиотиков с их влиянием на макрофагальную продукцию NO продемонстрировал сильную прямую корреляционную связь между действием различных схем введения высших доз изученных бета-лактамов на содержание нитритов в культурах МФ и концентрацию NOx в крови (см. главу 3.2).

Нитроксидурические эффекты изученных антибиотиков тоже продемонстрировали значимую прямую корреляцию с влиянием бета-лактамов на макрофагальную продукцию NO. Наиболее ярко данная связь прослеживалась у тиенама, введение различных доз которого вызывало сопряженные однонаправленные сдвиги продукции N0 МФ и нитроксидурии в условиях применения иммуностимуляторов (рис. 2). Аналогичное соответствие прослеживалось и вне применения индукторов ¿N08 (рис. 3).

Именно тиенам оказал наиболее отчетливое действие на показатели нитроксидурии у крыс. Это проявилось достоверным уменьшением концентрации Ж)х в моче животных, получавших 1-й 5-кратное введение 20 мг/кг и 10-кратное введение 100 мг/кг антибиотика. У крыс, получавших высшую из изученных доз тиенама (200 мг/кг), прослеживалось развитие статистически значимого гипонитроксидурического эффекта вне зависимости от схем введения.

Что касается нитроксидурических эффектов ретарпена и цефтазидима, то их взаимосвязь с влиянием данных бета-лактамов на макрофагальную продукцию N0 и нитроксидемию прослеживалась значительно слабее. В первую очередь это касается ретарпена, который оказал значимое гипонитроксидемическое действие при всех режимах применения минимальной изученной дозы (10 мг/кг) у животных, которым дополнительно вводили продигиозан. Вне стимуляции продигиозаном контрольные животные харктеризовались достоверно меньшей нитроксидурией. Однако на этом фоне применение ретарпена тоже оказало значимое гипонитроксидемическое действие при однократном введении 10 мг/кг антибиотика.

Введение крысам цефтазидима с последующей стимуляцией животных продигиозаном тоже привело к развитию гипонитроксидемического эффекта, который достигал статистически значимого уровня при использовании 10 мг/кг антибиотика, вводимого 1- и 5-кратно, а также при однократном использовании 40 мг/кг цефтазидима.

Очевидное расхождение между гипернитроксидемическим и гипонитроксидурическим эффектами низких доз ретарпена и цефтазидима может быть связано с нефротоксическим действием данных бета-лактамов. В литературе описано нефротоксическое действие некоторых антибиотиков пенициллинового ряда (метициллин, нафциллин), а также отдельных цефалоспоринов (цефалоридин). Не исключено, что применение ретарпена и цефтазидима в дозах 10 и 40 мг/кг оказывает у крыс аналогичный эффект. Следует добавить, что нефротоксичность бета-лактамов реализуется по механизму развития иммунокомплексного поражения почек. Вполне возможно, что именно это обстоятельство лежит в основе более выраженных гипонитроксидемических эффектов цефтазидима и ретарпена на фоне дополнительной стимуляции продигиозаном. Невзирая на гипонитроксидемические эффекты низких доз ретарпена и цефтазидима, в целом, влияние различных схем введения максимальных доз изученных антибиотиков на нитроксидурию прямо коррелировало с действием бета-лактамов на макрофагальную продукцию NO (см. главу 3.2). Кроме того, однократное введение высшей дозы цефтазидима интактным крысам наряду с гипернитроксидемией (таб. № 13) вызывало гипернитроксидурию (таб. № 19).

Эти факты позволяют считать, что введение исследованных бета-лактамных антибиотиков в высших дозировках оказывало однонаправленное действие на содержание нитритов в культурах МФ и концентрацию NOx в суточной моче экспериментальных животных.

В целом, полученные результаты свидетельствуют о том, что высшие дозы изученных бета-лактамов оказывают угнетающее влияние на функциональный статус НГ и NO-продуцирующую активность МФ, и вызывают сопутствующее снижение нитроксидемии и нитроксидурии. Эти факты позволили предположить наличие противовоспалительной активности у бета-лактамных антибиотиков, поскольку фагоцитирующие клетки (НГ и МФ) являются главными эффекторами воспалительного процесса, а продукция N0 играет ключевую роль в вазодилятации и развитии воспалительного отека (Ding A.,Nathan С., Stuelir D.,1995; Ванин А.Ф.,2000; Маеда X., Акаике Т., 1998).

Для изучения противовоспалительной активности антибиотиков были выбраны их максимальные дозировки, оказавшие однозначное влияние на состояние фагоцитов и нитроксидергические процессы. Эксперименты выполнялись на 3-х моделях острого воспалительного процесса (формалиновый, серотониновый и декстрановый отеки) .

Наиболее наглядные результаты были получены на модели формалинового отека. Было установлено, что пятикратное введение ретарпена в дозе 400 мг/кг оказало статистически значимое противовоспалительное действие на модели формалинового отека (таб. № 23). Такой же эффект наблюдался после 10-кратного введения цефтазидима в максимальной изученной дозе (таб. № 26).

Поскольку наиболее выраженное фагоцит-ингибирующее действие было обнаружено у тиенама, мы предприняли исследование влияния всех доз этого антибиотика на чувствительность к формалиновому воспалению. В результате была установлена разнонаправленность влияния высшей и низшей дозы тиенама на величину воспалительного отека. Однократное введение антибиотика в дозе 20 мг/кг не только не снижало, но наоборот, достоверно увеличивало выраженность воспалительного отека (таб. №28). Этот факт не связан с влиянием тиенама на состояние фагоцитов и нитроксидергические процессы, поскольку в данной дозировке тиенам угнетал N0-продуцирующую функцию МФ и снижал нитроксидемию у животных, дополнительно получавших иммуностимуляторы (таб.10, 15). Кроме того, однократное введение минимальной дозы тиенама не оказало достоверного влияния на функциональный статус НГ (таб. 4). Скорее всего, провоспалительный эффект данной дозы антибиотика может быть связан с бактериолизисом сапрофитной флоры, массивным высвобождением бактериальных эндотоксинов и «включением» альтернативного пути активации комплемента, который является важным источником мощных флогогенов (СЗа, С5а).

Десятикратное введение высшей дозировки тиенама оказывало антифлогистическое действие (таб. 28). По-видимому, при таком режиме применения тиенама развивается глубокий дисбиоз, сопровождающийся снижением содержания бактериальных липополисахаридов во внутренних средах организма, что в совокупности с угнетением продукции N0 МФ и подавлением функциональной активности НГ, обуславливает развитие антифлогистического эффекта.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о наличии выраженной противовоспалительной активности у ретарпена, цефтазидима и тиенама, при их введении в высших дозах, которые соответствуют диапазону терапевтических дозировок для человека. Значимость полученных результатов иллюстрируется тем, что введение мышам диклофенака перед индукцией формалинового воспаления не оказало достоверного антифлогистического эффекта (рис.8). Следует добавить, что это нестероидное противовоспалительное средство, клиническая эффективность которого общеизвестна, тоже вводилось животным в дозе, соответствующей средней терапевтической для человека (Волчегорский И. А. и соавт.,2000).

Факт противовоспалительного действия изученных бета-лактамов был подтвержден и на модели декстранового отека. 5- и 10-кратное введение высших доз цефтазидима и ретарпена привело к отчетливому уменьшению воспалительного отека, вызванного субплантарной инъекцией декстрана. Аналогичное действие было отмечено и у тиенама, при его 1-й 5-кратном применении в дозе 200 мг/кг.

Поскольку флогогенная активность декстрана во многом связана с дегрануляцией тучных клеток (Стамова Л.Г. 1998), в следующей серии экспериментов было предпринято целенаправленное изучение антифлогистической активности бета-лактамных антибиотиков на модели серотонинового отека.

Р = 0,4

605040

Воспалительный отек (%) 30

20-ю-0

Контроль Диклофенак N=10 N=10

Рис.8. Влияние диклофенака в дозе 15 мг/кг (однократно) на формалиновый отек у мышей.

Использование данной модели острого воспаления в третий раз продемонстрировало антифлогистическую активность тиенама, вводимого на протяжении 10 суток по 200 мг/кг (таб. № 31). Что касается цефтазидима и ретарпена, то их влияние на выраженность серотонинового отека существенно зависело от схемы введения. Однократное введение максимальной дозы ретарпена оказывало противовоспалительное действие на данной модели отека (таб. № 25), в то время как 10-кратное введение той же дозы антибиотика увеличивало выраженность серотонинового воспаления. Характер полученных данных позволяет предположить, что однократное введение ретарпена может вызывать блокаду серотониновых рецепторов 5НТ2 подтипа, что способно привести к усиленной экспрессии этих рецепторов и сопутствующему увеличению чувствительности к флогогенному действию серотонина при 10-кратном применении ретарпена.

Совершенно иная картина наблюдалась при различных схемах введения максимальных доз цефтазидима. Однократное использование антибиотика оказало слабо выраженное, но статистически достоверное провоспалительное действие. 5- и 10-кратное введение антибиотика, наоборот, приводило к снижению серотонинового отека (таб. №28). Не исключено, что первоначальное введение цефтазидима могло способствовать аллостерическому увеличению сродства рецепторов к серотонину. В этих условиях пролонгированное введение антибиотика могло в конечном итоге привести к развитию функциональной толерантности серотониновых рецепторов и снижению эдемогенного действия данного флогогенного амина.

Полученные результаты позволяют рассмотреть аналогию между влиянием повторных введений бета-лактамных антибиотиков на выраженность серотонинового отека и действием антидепрессантов на чувствительность к серотонину. Общеизвестно, что клинически значимый антидепрессивный эффект развивается через 2-4 недели регулярного ежедневного приема антидепрессантов из группы селективных ингибиторов обратного захвата серотонина (СИОЗС) (Авдулов H.A., Майсова Н.И.,1981; Вартанян М.Е., 1980). Развитие данного эффекта связано с феноменом down-регуляции церебральных серотониновых рецепторов (Olivier E.I.F.L., 1995; Раевский К.С., 2001). Опираясь на предполагаемую аналогию между влиянием бета-лактамных антибиотиков и СИОЗС на чувствительность к серотонину, мы предприняли целенапрвленное изучение влияния максимальных доз ретарпена, цефтазидима и тиенама на длительность «поведения отчаяния» у мышей в тесте подвешивания за хвост (Stem L., 1985). Данный метод предназначен для первоначального фармакологического скрининга веществ с антидепрессивной активностью.

Полученные результаты продемонстрировали наличие отрицательной корреляции между величиной серотонинового отека и длительностью «поведения отчаяния» в группе контрольных мышей (см.главу 3.3). Этот факт свидетельствует о том, что эдемогенное действие серотонина отражает чувствительность к данному амину не только на периферии, но и на церебральном уровне. Оценка влияния изученных бета-лактамов на длительность поведения отчаяния продемонстрировала выраженную антидепрессивную активность максимальных доз ретарпена и цефтазидима. Ретарпен достоверно сокращал длительность периода иммобильности при 5-и 10-кратном введении в дозе 400 мг/кг. Цефтазидим оказывал такое же действие при 1-й 5-кратном введении в той же дозе. Полученные данные иллюстрируют отчетливый антидепрессивный эффект максимальных дозировок ретарпена и цефтазидима (таб. №№ 36,37).

Максимальная доза тиенама оказывала разнонаправленное влияние на длительность «поведения отчаяния» в зависимости от схемы введения (таб. № 35). Однократное введение этого антибиотика в дозе 200 мг/кг достоверно увеличивало длительность иммобильности в тесте подвешивания за хвост. При 10-кратном введении той же дозы наблюдалось значительное сокращение продолжительности «поведения отчаяния». Установленные факты свидетельствуют об изменении направленности действия тиенама в зависимости от длительности его применения. Подобная картина характерна для весьма клинически эффективных трициклических антидепрессантов, обладающих седативным действием (Машковский М.Д. и соавт., 1983; Вартанян М.Е., 1980).

Завершая обсуждение антидепрессивного действия изученных антибиотиков, следует подчеркнуть, что выраженность этого эффекта у ретарпена, вводимого 5-кратно в дозе 400 мг/кг количественно сопоставима с антидерпессивной активностью современного антидепрессанта из группы СИОЗС - сертралина (рис. 6)

В следующей серии экспериментов нами было изучено влияние бета-лактамных антибиотиков на двигательную и исследовательско-ориентировочную реакцию мышей в тесте «открытое поле». Полученные результаты выявили очевидную связь между антидепрессивной активностью бета-лактамов и их стимулирующим действием на поведение мышей в «открытом поле».

Уже однократное введение максимальной дозы ретарпена привело к выраженному и статистически значимому увеличению всех регистрируемых видов поведенческой активности животных (таб. № 33) Такой же эффект был отмечен при 10-кратном введении ретарпена в дозе 400 мг/кг.

Цефтазидим характеризовался менее выраженной способностью стимулировать поведение мышей (таб. №34). Однократное введение цефалоспоринового антибиотика в дозе 400 мг/кг вызвало слабый, но статистически значимый рост только ориентировочной реакции животных. 5-кратное введение той же дозы цефтазидима, наоборот, оказало угнетающее влияние на двигательную активность мышей. При 10-кратном применении цефтазидима было отмечено трехкратное нарастание исследовательского поведения животных. По-видимому, стимуляция поведения мышей в «открытом поле» под влиянием ретарпена и цефтазидима связана не только с изменениями чувствительности животных к серотонину, но и с антифлогистической активностью данных антибиотиков. В связи с этим важно подчеркнуть, что наиболее выраженное стимулирующее влияние цефтазидима на поведение мышей отмечалось при том же режиме введения препарата, который приводил к развитию антифлогистического действия и гипонитроксидемического эффекта в условиях стимуляции продигиозаном, а также вызывало наиболее выраженное угнетение активности НГ и N0-продуцирующей способности МФ (таб. №№ 3,7,8,26,27,28).

С целью проверки предположения о взаимосвязи между антифлогистической активностью бета-лактамов и их стимулирующим действием на поведение животных, было проведено сопоставление дозозависимого влияния тиенама на эти показатели у мышей. В результате (таб. № 32) было установлено, что лишь максимальная доза тиенама оказывала стимулирующее действие на поведение мышей в «открытом поле» при 5- и 10-кратном введении. Данный эффект касался всех видов поведенческой реакции животных и сопутствовал проявлению противовоспалительной активности антибиотика. В результате непараметрического корреляционного анализа была установлена статистически значимая отрицательная зависимость между влиянием различных доз тиенама и схем его введения на чувствительность к флогогенному действию формалина и ориентировочную реакцию мышей в «открытом поле» (рис.3). Аналогичная зависимость была выявлена между нитроксидемическими эффектами тиенама и ориентировочной активностью животных (рис. 4). Важно добавить, что отчетливый психотропный эффект тиенама проявлялся в тех же режимах введения, при которых было отмечено его наиболее выраженное влияние на функциональное состояние фагоцитов. Вполне возможно, что установленные взаимосвязи иллюстрируют устранение фагоцит-зависимого, нейродепримирующего контроля поведения под действием бета-лактамных антибиотиков. Такой контроль был продемонстрирован у больных мочекаменной болезнью, страдающих вторичным пиелонефритом (Волчегорский И.А., Попов А.Н., 2001,2002). Известно также, что введение животным секреторного продукта латексактивированных нейтрофилов (нейтрофилокина) оказывает угнетающее влияние на поведение животных в «открытом поле» (Волчегорский И.А., 1998; Колесников О.Л., 1998). Кроме того, продемонстрировано, что супероптимальное усиление продукции N0 способно подавлять гипоталамическую секрецию кортикотропин-рилизинг-гормона, который считается центральным медиатором бодрствования (Коз1од1ои - АШапавзюи I. е! а1., 1998). По-видимому, угнетающее влияние бета-лактамов на функциональное состояние НГ и N0-продуцирующую активность МФ имеет прямое отношение к развитию стимулирующего влияния этих антибиотиков на поведение экспериментальных животных.

В целом, полученные результаты позволяют считать, что угнетающее влияние изученных бета-лактамов (вводимых в дозах, эквивалентных для человека) на состояние НГ и продукцию N0 МФ, можно рассматривать как механизм сочетанного противовоспалительного действия этих антибиотиков и их стимулирующего влияния на поведение животных. Дополнительным механизмом стимулирующего влияния этих препаратов на поведение мышей следует считать способность бета-лактамных антибиотиков изменять чувствительность животных к серотонину и оказывать выраженное антидепрессивное действие.