Автореферат и диссертация по медицине (14.03.06) на тему:Нейрофизиологический анализ действия топирамата с учетом гендерных особенностей (экспериментально-клиническое исследование)

На правах рукописи

005059664

ФИЛАТОВА Юлия Борисовна

Нейрофизиологический анализ действия топирамата с учетом тендерных особенностей (экспериментально-клиническое исследование)

14.03.06. - фармакология, клиническая фармакология; 14.01.11. - нервные болезни

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук 1 6 мАу) 2и13

Москва - 2013

005059664

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научно-исследовательском институте фармакологии имени В.В. Закусова» Российской академии медицинских наук (ФГБУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» РАМН), Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава РФ

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

Воронина Татьяна Александровна Авакян Гагмк Норанрович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор,

заведующий лабораторией цереброваскулярных расстройств ФГБУ «НИИ фармакологии

имени В.В. Закусова» РАМН Мнрзоян Рубен Симонович

доктор медицинских наук, профессор,

заведующая психоневрологическим отделением НИИ педиатрии

ГУ НЦЗД РАМН Маслова Ольга Ивановна

Ведущая организация:

ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова» Минздрава России

Защита состоится « 3(0 » /■/}£№? 2013 года в «_» часов на заседании

диссертационного совета Д 001.024.01, созданного на базе ФГБУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» РАМН по адресу: 125315, г. Москва, ул. Балтийская, д.8.

<! ' \ г

С диссертацией можно ознакомиться в ученой части ФГБУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» РАМН по адресу: 125315, г. Москва, ул. Балтийская, д.8.

Автореферат разослан «¿-¿У» ¿¿/^¿/Ц? 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор Вальдман Елена Артуровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Эпилепсия - хроническое заболевание нервной системы, которой страдает около 50 миллионов человек, или 0,5-1 % населения мира (Гусев Е.И., 1999; Карлов В.А., 2002, 2010; Wolf Р., 2005, 2006). Эпилепсия является неврологическим расстройством, которое затрагивает гормональную сферу и может осложнять репродуктивное здоровье женщины (Foldvary-Schaefer N. et al., 2004; Herzog A., 2008). В связи с этим, большое внимание уделяется исследованию тендерных различий в патологии эпилепсии и особенностей действия противоэпилептических препаратов у мужчин и женщин (Авакян Г.Н., 2010; Власов П.Н., 2009, 2010; Карлов В. А., 2010; Олейникова О.М., 2011; Doherty M.J. et al., 2003; Janszky J. et al., 2004).

Из клинических наблюдений за женщинами и в исследованиях на самках лабораторных животных показано, что в разные фазы менструального цикла наблюдается изменение нейрональной возбудимости и судорожной готовности, что связано, прежде всего, с колебаниями в секреции гонадотропинов в течение цикла (Ридер Ф.К., 2005; Reddy D.S., Rogawski М.А., 2009). Показано, что эстрогены являются проконвульсантами и усиливают судорожные состояния (Morrell M.J., 2002; Jette N., Morrell M.J., 2005), a прогестерон, оказывает противосудорожное действие (Herzog A.G., 2001; Foldvary-Schaefer N., 2004). При дисбалансе эстрогенов происходит нарушение четкого взаимодействия гормональной овариальной и нейромедиаторных систем, что имеет ключевое значение для патогенеза мнестических расстройств и других форм поведения (Сапронов Н.С. и соавт., 2007; Федотова Ю.О., 2006). При судорожных синдромах наблюдается изменение уровней в крови возбуждающих и тормозных аминокислот (Oja SS, Saransaari P., 2013). Эпилептические припадки, связанные с менструальным циклом, составляют до 70% приступов у женщин с эпилепсией (Reddy DS. 2004; Herzog AG 2008). Однако, особенности проявления эпилептической активности (ЭпА) и изменение уровней нейромедиаторов в различных структурах мозга в зависимости от фаз эстрального цикла остаются малоизученными.

В качестве препарата для изучения влияния на ЭпА в различные стадии эстрального цикла был выбран топирамат, который широко применяется в России и за рубежом у мужчин и женщин (Бадалян О.Л. и соавт., 2012; Ма]ко\узк1 е1 а1. 2005; Ра^М Е., 2007). Препарат не оказывает угнетающего влияния на центральную нервную систему, применяется при всех видах приступов и не оказывает негативного влияния на когнитивные функции, аффективную сферу и поведение (ВПоп е1 а\„ 2001; ОосЬоп е1 а1„ 2003; Ма]ко\узЫ а а1., 2005; Ра^Ы Е., 2007). Преимуществом топирамата является отсутствие существенного влияния на гормональную сферу женщин и риска развития поликистоза яичников, характерных для препаратов вальпроевой кислоты (7.Ье1егпоуа Е.У., 2010).

Особенности противоэпилептического действия топирамата в зависимости от стадий эстрального цикла в эксперименте и клинике ранее не исследовались.

Целью исследования явилось изучение тендерных различий в эффектах топирамата на состояние эпилептической системы в эксперименте и клинике.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить динамику эпилептической активности (на стабильном этапе первой стадии) у самцов и самок крыс (в зависимости от стадии эстрального цикла) на модели кобальтовой эпилепсии.

2. Изучить уровни аминокислот в структурах головного мозга у самцов и самок крыс (в зависимости от стадии эстрального цикла) на модели кобальтовой эпилепсии.

3. Изучить влияние топирамата на эпилептическую активность у самцов и самок крыс (в зависимости от стадии эстрального цикла) на модели кобальтовой эпилепсии.

4. Выявить различия в характере патологической ЭЭГ, локализации генераторов пароксизмальной активности и показателях когерентности у мужчин и женщин с эпилепсией в зависимости от стадий менструального цикла.

5. Изучить особенности противосудорожных эффектов топирамата у мужчин и женщин с эпилепсией в зависимости от стадий менструального цикла, с оценкой влияния на пароксизмальную активность и источники ее генерации.

Научная новизна. Показано, что паттерны ЭпА (число и длительность разрядов в минуту) и ведущие структуры, вовлекаемые в генерацию ЭпА у самок крыс с кобальтовой эпилепсией на втором стабильном этапе первой стадии развития эпилептической системы, существенно зависят от фаз эстрального цикла. В фазы проэструс и эструс выявлено существенное преобладание ЭпА в подкорковых структурах - латеральном гипоталамусе и дорзальном гиппокампе, а в фазу диэструс2 максимальные показатели ЭпА отмечаются в контралатеральной коре и, в меньшей степени, в подкорковых структурах и ипсилатеральной коре. У самцов ЭпА наиболее выражена в электрокортикограммах и достигает максимальных значений в контралатеральной коре. Впервые показано, что у самок крыс с кобальтовой эпилепсией наиболее выраженные колебания уровней ГАМК, глицина и таурина в зависимости от фаз эстрального цикла наблюдаются в контралатеральной коре, при этом наиболее значимое снижение уровней аминокислот по сравнению с контролем выявлено в фазу диэструс2. Впервые показано, что топирамат (100 мг/кг) оказывает эффект как на корковые, так и подкорковые очаги ЭпА у самцов и самок крыс, вызывая достоверное уменьшение как числа, так и длительности разрядов. Топирамат оказывает противосудорожное действие у самок крыс на всех стадиях эстрального цикла с наибольшим влиянием на ЭпА в большинстве структур мозга в фазы диэструс2 и эструс.

Показано, что в фолликулярную и лютеинизирующую фазы эстрального цикла у женщин генераторы разрядной дельта-активности локализуются в основном в лимбико-ретикулярных отделах мозга, а в период менструации возникают и в диэнцефальных отделах и базальных ганглиях. Показано, что в стадию менструации у женщин наблюдается снижение патологически высоких показателей когерентности для большинства внутри- и межполушарных пар отведений в широком диапазоне частот и достоверное усиление межцентральных связей в узких диапазонах частот. Установлено, что топирамат, как у мужчин, так и у женщин (в различные стадии менструального цикла), независимо от типа исходной биоэлектрической активности, уменьшает пароксизмальные разряды тета-и дельта-волн, увеличивает процентное содержание альфа-активности, вызывает

5

ослабление эквивалентных дипольных источников генерации пароксизмальной активности в височно-затылочных отделах и способствует их возникновению в базальных ядрах, что отражает положительную динамику.

Научно-практическая значимость. Полученные данные позволяют рекомендовать топирамат у мужчин и женщин при различных формах эпилепсии, в том числе при тяжелом течении заболевания. Данные о том, что под влиянием топирамата источники генерации пароксизмальной активности перемещаются в правое полушарие, позволяют предполагать благоприятное течение заболевания и его ремиссию на фоне препарата. Полученные данные об. особенностях влияния топирамата в различные фазы менструального цикла у женщин следует учитывать при применении препарата в медицинской практике.

Полученные данные о различиях патологической ЭЭГ активности на модели кобальтовой эпилепсии у самцов и у самок крыс в различные фазы эстрального цикла расширяют представления о тендерных особенностях динамики и проявлений пароксизмальной активности в процессе формирования эпилептической системы.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Паттерны ЭпА у самок крыс с эпилепсией зависят от фаз эстрального цикла. В фазы проэструс и эструс (высокое содержание половых гормонов) выявлено существенное преобладание ЭпА в подкорковых структурах, а в фазу диэструс2 (минимальное содержание половых гормонов) - в контралатеральной коре. У самцов ЭпА достигает максимальных значений в ипсилатеральной коре.

2. У самок крыс с кобальтовой эпилепсией наиболее выраженные колебания уровней ГАМК, глицина и таурина в зависимости от фаз эстрального цикла выявляются в контралатеральной коре и наблюдаются в фазу диэструс2.

3. Топирамат в дозе 100 мг/кг оказывает выраженное влияние, как на корковые, так и подкорковые очаги ЭпА у самцов и самок крыс с эпилепсией, вызывая достоверное уменьшение, как числа, так и длительности разрядов. Топирамат оказывает противосудорожное действие у самок крыс на всех стадиях эстрального цикла (эструс, проэструс, диэструс1 и диэструс2) с наибольшим, влиянием на ЭпА в большинстве структур мозга в фазы диэструс2 и проэструс.

6

4. У женщин с эпилепсией в фолликулярную и лютеинизирующую фазы цикла генераторы разрядной дельта- активности локализуются в основном в лимбико-ретикулярных отделах мозга, а в период менструации, кроме этой локализации, генераторы пароксизмальной активности возникают в диэнцефальных .

5. Топирамат при курсовом применении полностью устраняет припадки у 30,7% пациентов (мужчин и женщин) на протяжении последних 6 месяцев, и у 48,7% вызывает урежение припадков более чем на 50%. Топирамат вызывает уменьшение пароксизмальных разрядов тета- и дельта- волн, улучшение структуры альфа- ритма и ослабление источников генерации пароксизмальной активности.

Личный вклад автора. Автор принимала непосредственное участие в моделировании кобальтовой эпилепсии у самцов и самок крыс, самостоятельно выполняла эксперименты по изучению особенностей ЭпА в различных структурах мозга на разных стадиях эстрального цикла и при действии топирамата, участвовала в опытах по определению уровней аминокислот. Автором самостоятельно проведены клинические исследования; осуществлены оценка, обработка, анализ полученных результатов, сформулированы выводы. При активном участии автора подготовлены основные публикации по материалам диссертации.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены на международных конференциях: II Международный форум неврологов, (Армения, Ереван, 2008 г.); Конференция «Нейронауки в медицине», 2009 г., Украина, Судак; 5-я международная конференция «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам», 2010 г, Россия; IV съезд фармакологов России «Инновации в современной фармакологии» Казань, 2012.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, из них: 3 статьи - в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ и 5 тезисов — в материалах российских и международных конференций.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 162 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, двух глав собственных исследований,

заключения и выводов. Содержит 19 таблиц и 62 рисунка. Список литературы включает 67 отечественных и 117 зарубежных источников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Экспериментальное исследование выполнено на 120 самках и 52 самцах белых нелинейных крыс массой 250-290 г. (Питомник РАМН «Столбовая»). Содержание животных соответствовало СанПиН 2.1.2.12-18-2006 «Санитарные правила по обустройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)». Исследования выполнялись согласно Правилам лабораторной практики (Приказ Минздравсоцразвития Российской Федерации №708н от 23 августа 2010 г.).

В работе использовали топирамат (Топамакс, «Янссен- Силаг», Швейцария).

Стадии эстрального цикла у самок крыс определялись при исследовании вагинального мазка с выделением 4-х стадий эстрального цикла (Becker et al, 2005): Диэструс1, Диэструс2, Проэструс и Эструс.

Моделирование кобальтовой эпилепсии проводили согласно методике, описанной ранее (Воронина Т.А., Неробкова Л.Н., 2012). Животным под нембуталовым наркозом (50 мг/кг) с помощью стереотаксического прибора вживлялись долгосрочные электроды в левую (ипсилатерапьную) и правую (контралатеральную) сенсомоторную кору, латеральный гипоталамус и дорзальный гиппокамп. Эпилептогенный очаг создавался аппликацией порошка металлического кобальта на поверхность двигательной зоны коры левого полушария мозга крыс. Регистрация ЭЭГ осуществлялась на 16-канальном нейрографе «Нейросенсор», работающем на базе IBM-PC 586 с установленными фильтрами на 32 Гц и постоянной времени 0,03с. Тендерные особенности проявления ЭпА и различия ЭпА в разные фазы эстрального цикла у самок крыс изучены на втором стабильном (устойчивом) этапе первой стадии формирования эпилептической системы (на 3-4 сутки после наложения кобальта). По окончании эксперимента проводили морфологический контроль мозга с целью определения расположения электродов. Количественное определение концентрации возбуждающих (аспартат. глутамат) и

8

тормозных (ГАМК. глицин, таурин) аминокислот в ипси- и контралатеральной коре, гипоталамусе, правом и левом гиппокампе осуществлялось путем установления уровня фотоиндуцированной флуоресценции производных аминокислот (Хвозб.=340нм, Хфл.=450нм) методом обращеннофазной высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуоресцентной детекцией (ВЭЖХ/ФД) (Шубенина Е.В. и соавт., 2008).

Статистическую обработку данных проводили методом вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента, а также компьютерных программ «Brainwin» и «Brainsys». Полученные результаты считали достоверными при Р< 0,05.

Клиническое исследование проводились у 39 пациентов с эпилепсией (24 мужчин и 17 женщин), относящихся, по МКБ-10, к группам G40.2; G40.3; G40.8. С учетом анамнеза, клинических данных, возраста дебюта, типа припадков и результатов инструментальных методов исследования (компьютерной или магнитно-резонансной томографии, ЭЭГ) симптоматическая эпилепсия была диагностирована у 27 пациентов (15 мужчин и 12 женщин), криптогенная у 12 пациентов (7 мужчин и 5 женщин). Возраст пациентов варьировал от 18 до 53 лет. Длительность заболевания колебалась от 1 года до 30 лет. Для оценки тяжести течения эпилепсии была использована классификация Luhdorf et al. (1986). Исследование неврологического статуса проводилось по общепринятой схеме (Гусев Е.И. и др., 1988). Всем больным проводилось ЭЭГ, Магнитно-резонансная томография или Компьютерная томография исследование, и пациенты регулярно сдавали общие анализы крови и мочи, биохимические анализы крови.

В исследовании был использован препарат Топирамат (Топамакс® "Янссен Силаг", Швейцария). Динамическое наблюдение за пациентами проводилось в течение двух лет. Топирамат в дозах 100 — 300 мг/сут назначался больным в виде дополнительной терапии при неэффективности предыдущего лечения или наличии у больного побочных эффектов от приема других антиконвульсантов, с последующим переходом на монотерапию. Анализ эффективности топирамата проводили не менее, чем через б месяцев приема препарата. ЭЭГ-исследования

9

проводились с частотой не реже одного раза в 2 месяца, у женщин — в фолликулярную фазу (7-8 день цикла), лютеинизирующую фазу (20-21 день цикла) и в период менструации. Запись ЭЭГ осуществляли через 1,5 часа после приема топирамата. Для регистрации ЭЭГ использовался нейрограф фирмы «МБН», работающий на базе IBM компьютера с установленными фильтрами на 35 Гц и постоянной времени 0,03 с.

Статистический компьютерный анализ ЭЭГ осуществлялся с помощью программ «BRAINSIS» (спектральный и корреляционный анализ ЭЭГ) и «BRAINLOC» (анализ локализации источников пароксизмальной активности методом эквивалентных дипольных источников).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Экспериментальное исследование. Ранее было показано, что у крыс с кобальтовой эпилепсией межполовые особенности проявления ЭпА и различия ЭпА в разные фазы эстрапьного цикла у самок крыс выявляются уже на самом раннем этапе запуска эпилептической системы (1-е сутки после наложения кобальта) и характеризуются неустойчивостью и переменчивостью показателей пароксизмальной активности; при этом, в процесс вовлекаются, в основном, корковые структуры и почти не затрагиваются подкорковые образования (Авакян Г.Н. и соавт., 2005; Ридер Ф.К., 2005). В связи с этим, в настоящем исследовании тендерные особенности проявления ЭпА были изучены на втором стабильном этапе первой стадии формирования эпилептической системы (на 3-4 сутки после наложения кобальта).

Эпилептическая активность самок крыс в зависимости от фаз эстрального цикла. Установлено, что у самок крыс с кобальтовой эпилепсией на втором стабильном этапе первой стадии развития эпилептической системы формируются детерминантные эпилептические очаги не только в ипсилатеральной коре, но и в контралатеральной коре и подкорковых структурах - латеральном гипоталамусе и дорзальном гиппокампе.

Анализ ЭпА в фазы астрального цикла выявил различия в ее проявлении в различных структурах мозга (рис. 1). В фазу диэструс 1 (низкое содержание половых гормонов в крови) ЭпА в наибольшей степени выявляется в дорзальном гиппокампе, в меньшей степени - в гипоталамусе и ипсилатеральной коре и имеет достоверно меньший уровень в контралатеральной коре. Ведущие структуры генерации ЭпА в фазу диэструс 1 располагаются следующим образом: гиппокамп > гипоталамус > ипсилатеральная кора > контралатеральная кора.

В фазу диэструс 2 (наименьшее содержание половых гормонов в крови, соответствует фазе менструации у женщин) ведущей структурой генерации ЭпА является контралатеральная кора, в которой наблюдается наибольшее число разрядов и большая их длительность. В меньшей степени, но на достаточно высоком уровне ЭпА выражена в гипоталамусе и в наименьшей степени в ипсилатеральной коре. Ведущие структуры генерации ЭпА в фазу диэструс 2 располагаются следующим образом: контралатеральная кора > гиппокамп = гипоталамус > ипсилатеральная кора.

В фазу проэструс, характеризующуюся высоким содержанием половых гормонов в крови, наблюдается существенное преобладание ЭпА в подкорковых структурах - латеральном гипоталамусе и дорзальном гиппокампе и меньшая ее выраженность в ипсилатеральной и, особенно, контралатеральной коре. Ведущие структуры генерации ЭпА в фазу проэструс располагаются следующим образом: гиппокамп = гипоталамус > ипсилатеральная кора > контралатеральная кора.

В фазу эструс. характеризующуюся наиболее высоким содержанием половых гормонов в крови, как и в стадии проэструс также наблюдается существенное преобладание ЭпА в подкорковых структурах - латеральном гипоталамусе и дорзальном гиппокампе и меньшая ее выраженность в ипсилатеральной и контралатеральной коре. Ведущие структуры генерации ЭпА в фазу эструс располагаются следующим образом: гиппокамп = гипоталамус > ипсилатеральная кора = контралатеральная кора (рис.1).

число разрядов за минуту

диэструс 1

диэструс 2

длительность разрядов за минуту

12 -10 -

л

I

!

I!

□ ик

□ кк

□ гпт

□ ГПК

диэструс 1

диэструс 2

эструс

Рис. 1. ЭпА в различные фазы эстрального цикла в структурах мозга самок крыс с кобальтовой эпилепсией. ИК- ипсилатеральная кора, КК - контралатеральная кора, ГПТ - латеральный гипоталамус, ГПК — дорзальный гиппокамп. Достоверность при Р< 0,05:л- по соотношению Д2-Д1, #- по соотношению Д1-Про, — по соотношению Д1-Эст, *- по соотношению Д2- Про, •- по соотношению Эст-Д2, &- по соотношению Про-Эст.

Таким образом, паттерны ЭпА и ведущие структуры, вовлекаемые в генерацию ЭпА у самок крыс, существенно зависят от фаз эстрального цикла. В фазы проэструс и эструс, характеризующиеся высоким содержанием половых гормонов в крови, наблюдается сходная картина паттернов ЭпА, которая заключается в существенном преобладании ЭпА в подкорковых структурах -латеральном гипоталамусе и дорзальном гиппокампе и в меньшей ее выраженности в ипсилатеральной и контралатеральной коре. В фазу диэструс 1 (следующей за фазой эструс) ЭпА также в наибольшей степени выявляется в подкорковых

структурах и имеет достоверно меньший уровень в контралатеральной коре. В фазу диэструс2 в противоположность фазам эструс, проэструс и диэструс1, максимальные показатели ЭпА отмечались в контралатеральной коре и в меньшей степени в подкорковых структурах и ипсилатеральной коре.

Эпилептическая активность самцов крыс. В сравнении с самками, ЭпА у самцов была более выражена в электрокортикограммах, достигая максимальных значений в ипсилатеральной коре, тогда как в подкорковых структурах -латеральном гипоталамусе и дорзальном гиппокампе эпилептиформная активность была представлена в меньшей степени (рис. 2).

число разрядов га минуту

длительность разрядов га минуту

Рис. 2. Показатели числа и длительности разрядов за минуту в структурах мозга самцов крыс. ИК-ипсилатеральная кора, КК- контралатеральная кора, ГПТ- латеральный гипоталамус, ГПК-дорзальный гиппокамп.

Ведущие структуры генерации ЭпА у самцов по показателям числа и длительности разрядов в минуту располагаются следующим образом: контралатеральная кора > ипсилатеральная кора > гиппокамп = гипоталамус. Таким образом, если у самок (фазы диэструс1, проэструс и эструс) с кобальт-индуцированным очагом на втором стабильном этапе первой стадии развития эпилептической системы показатели ЭпА в электрограммах подкорковых структур были выше, чем в электрокортикограммах, то у самцов, наоборот, ЭпА была выше в корковых структурах, чем в электрограммах подкорковых структур.

Изменение концентрации аминокислот в структурах головного мозга у

самцов и самок крыс на разных стадиях эстрального цикла. Установлено, что у

самок крыс с кобальтовой эпилепсией на втором стабильном этапе первой стадии

13

развития эпилептической системы выявлено существенное изменение содержания тормозных аминокислот в зависимости от фаз эстрального цикла - наибольшая выраженность сдвигов отмечалась в коре. Показано, что в течение эстрального цикла колебания уровней тормозных аминокислот (ГАМК, глицина и таурина) в наибольшей степени выражены в контралатеральной коре с детерминантным вторичным эпилептическим очагом в сравнении с ипсилатеральной корой (с первичным эпилептическим очагом) и подкорковыми структурами. Наиболее выраженное достоверное снижение уровней ГАМК и глицина у самок крыс с кобальтовой эпилепсией по сравнению с показателями крыс без эпилепсии (ложнооперированные животные) выявлено в фазу диэструс 2, соответствующей фазе менструации у женщин с наиболее низким содержанием половых гормонов (рис. 3, табл. 1).

фазы астрального ц м кх*1 сэ аспартат са глицин с=> ГАМК

Рис 3. Сравнение изменения содержания нейромедиаторов в контралатеральной (правой) коре головного мозга у самок крыс с кобальтовой эпилепсией (КоЭО) и ложнооперированных в зависимости от фаз эстрального цикла.

»-достоверные изменения при р<0,05. Д-1-диэструс 1. Д-2 - диэструс 2. Про-проэструс.

У самцов крыс с кобальтовой эпилепсией на втором стабильном этапе первой стадии развития эпилептической системы наиболее выраженные изменения уровней аминокислот (глутамата, аспартата, ГАМК) по сравнению с показателями крыс без эпилепсии выявлены в контралатеральной коре, в которой в этот период сформирован детерминантный вторичный эпилептический очаг.

Таблица 1. Содержание тормозных и возбуждающих аминокислот (мМ/грамм ткани) в различных структурах головного мозга самцов ложнооперированных крыс (контроль) и крыс с кобальтовой эпилепсией.

Контралатсральная кора

Аспартат Глутамат Глицин Таурин ГАМК

Контрольные крысы 0,165 ± 0,009 1,821 ± 0,087 0,109 ± 0,002 3,383 ± 0,131 0,263 ± 0,015

Крысы с КоЭО 0,213 ± 0,010* 2,188 ± 0,033* 3,202 ± 1,883 3,605 ± 0,298 0,324 ± 0,007*

Ипсилатеральная кора

Аспартат Глутамат Глицин Таурин ГАМК

Контрольные крысы 0,178 ± 0,010 1,791 ± 0,074 0,098 ± 0,004 3,507 ± 0,149 0,248 ± 0,014

Крысы с КоЭО 0,165 ± 0,015 1,772 ± 0,161 0,090 ± 0,010 3,389 ± 0,316 0,237 ± 0,022

Гипоталамус

Аспартат Глутамат Глнцин Таурин ГАМК

Контрольные крысы 0,646 ± 0,015 1,496 ± 0,038 0,198 ± 0,005 4,187 ± 0,203 0,412 ± 0,012

Крысы с КоЭО 0,501 ± 0,047* 1,322 ± 0,092 0,181 ± 0,014 4,222 ± 0,373 0,401 ± 0,046

Правый гиппокамп

Аспартат Глутамат Глицин Таурин ГАМК

Контрольные крысы 0.504 ± 0,017 2,015 ± 0,082 0,163 ± 0,007 5,587 ± 0,290 0,201 ± 0,010

Крысы с КоЭО 0,511 ± 0,024 2,057 ± 0,081 0,168 ± 0,012 5,763 ± 0,337 0,203 ± 0,011

Левый гиппокамп

Аспартат Глутамат Глицин Таурин ГАМК

Контрольные крысы 0,487 ± 0,025 1,688 ± 0,093 0,147 ± 0,008 3,936 ± 0,435 0,194 ± 0,006

Крысы с КоЭО 0,482 ± 0,017 1,955 ± 0,058* 0,164 ± 0,010 4,178 ± 0,703 0,208 ± 0,013

*- достоверность разницы показателей у самцов с кобальтовым очагом по сравнению с контрольной группой при р<0,05.

Влияние топирамата на эпилептическую активность самцов и самок

крыс в зависимости от фаз эстрального цикла. У самок крыс топирамат в дозе

100 мг/кг оказывает выраженное влияние, как на корковые, так и подкорковые

очаги ЭпА. Эффект топирамата выражается в статистически достоверном снижении

как числа, так и длительности разрядов в электрограммах ипси- и

контралатеральной коры, гипоталамусе и гиппокампе. При этом, достоверный

15

эффект препарата на ЭпА во всех структурах мозга наблюдается уже через 15 минут и достигает максимальных значений через 30 минут после введения препарата. Наибольшие достоверные различия между фоновой записью и изменениями в электрограммах под действием препарата наблюдаются в корковых структурах (рис. 4).

ипсилатеральная кора

контралатеральная кора

ЙЙ

Д1 Д2 Про

гипоталамус

ь ^-

-Игь

Д1 Д2 ГИ П П О Про Эст камп

53

= и-ОД

ШШ

ПР° Эст " Д1 Д2 Про Эот

Д1- Д2 —■ Д1

□ фон П 5 минут □ 1 5 минут □ 30 минут

Рис. 4. Влияние топирамата на ЭпА самок крыс с кобальтовой эпилепсией в различные фазы эстрального цикла. Д1 - диэструс 1, Д2 - диэструс 2,.Про - проэструс, Эст - эструс. На оси ординат - число разрядов в мин. * - достоверно при р<0,05 по сравнению с фоном.

Топирамат оказывает отчетливое противосудорожное действие на всех стадиях эстрального цикла (эструс, проэструс, диэструс 1 и диэструс2). Наиболее выраженное влияние на ЭпА в большинстве структур мозга (контрапатеральной коре, латеральном гипоталамусе и дорзальном гиппокампе) топирамат оказывает в фазы диэструс2 и проэструс.

У самцов крыс топирамат в дозе 100 мг/кг оказывает выраженное влияние, как на корковые, так и подкорковые очаги ЭпА, вызывая статистически достоверное снижение числа эпилептических разрядов. При этом, достоверный эффект препарата на ЭпА наблюдается уже через 15 минут после введения препарата (рис. 5). Топирамат оказывает примерно одинаковый по выраженности эффект на ЭпА в электрограммах различных структур мозга крыс самцов: ипси- и контрапатеральной коре, гипоталамусе и гиппокампе.

п

1 : ; ... . . . . . : : .. ... ' ' 1

1 т I т

1 I I т

-А Л ... л А и . л 1

т г VI

контралат. кора ипсилат. кора гипоталамус гиппскакш

Рис.5. Влияние тоиирамата на число разрядов за минуту у самцов крыс. На оси ординат - число разрядов в мин. * - достоверно при р<0,05 по сравнению с фоном.

Клиническое исследование.

Анализ биоэлектрической активности мужчин, больных эпилепсией выявил у одних пациентов усиление мощности спектра и высоких внутриполушарных когерентных связей для дельта- и тета-активности билатерально в обеих гемисферах, с увеличением индекса альфа-активности в передних отделах, а других - выраженная асимметрия в бета- и, особенно, в дельта-диапазоне с большим уровнем мощности спектра и когерентности в правом полушарии. У мужчин, общим для всех пациентов было наличие очагов генерации пароксизмальной активности преимущественно в височных отделах мозга, а также в стволовых, подкорковых и базальных структурах, что характеризовалось как дельта- и тета-активностью, так и более высокочастотными бета- и альфа-волнами. После применения топирамата (не менее 6-ти месяцев) у пациентов наблюдалась положительная клиническая динамика, нормализация пространственной организации биопотенциалов, увеличение процентного содержания альфа-активности в затылочно-теменных отделах мозга, уменьшение представленности тета- и дельта-волн и ослабление разрядной активности. Когерентный анализ узкополосных частот (шаг в 1 Гц) показал, что достоверные изменения когерентности отмечаются в узких диапазонах частот. Направленность этих

изменений и их паттерн (внутри и/или межполушарные связи) взаимосвязан с позитивным характером изменения клинической картины. При анализе эквивалентных дипольных источников пароксизмальной активности редуцировалась активность разрядов дельта- и тета-диапазона, а у пациентов с сохраняющимися приступами отмечалось наличие групп полиспайков с локализацией в лимбико-гипоталамических структурах и базальных ядрах правого полушария (рис. 6).

Г-в до лечения

чг* диапазон 5-2 кп Щй да ; Г-в на топпрамат?

Рис. 6. ЭЭГ и трехмерная локализация источников пароксизмальной бета-активности больного Г-ва до приема препарата и на фоне лечения топираматом (не менее 12 месяцев).

ЭЭГ исследование у женщин с эпилепсией в зависимости от фаз менструального цикла с анализом пароксизмальной активности методом эквивалентных дипольных источников показало, что, независимо от формы эпилепсии, наиболее выраженные изменения ЭЭГ наблюдались во время менструации, что выражалось в усилении общей дезорганизации ЭЭГ, уменьшении индекса альфа ритма с нарушением его зонального распределения и увеличением диффузной тета- и дельта-активности (рис. 7 А).

Анализ пароксизмальной активности методом эквивалентных дипольных источников показал, что генераторы разрядной дельта-активности в фолликулярный и лютеинизирующий периоды менструального цикла локализуются в основном в лимбико-ретикулярных отделах мозга. В период менструации помимо генераторов разрядной дельта-активности в лимбико-ретикулярных отделах мозга

активизируются генераторы пароксизмальной активности в диэнцефальных отделах и базальных ганглиях.

, ■ 1 » . , , ? ■ - ... м ! . < ' ' -

^ V4, г*V V | < К'»}- ;Ц ', ¿ч' « Л 31 л ! А *-• к V %}' "I ^ V

фолликулярный период лютеинизирующий период

фаза менструации

Б

' —-.''Л'.""!—

'"ЩТГ

1 1 1 V - *, -

фолликулярный период п-ка К-ва

лютеинизирующии период

фаза менструации

Рис 7. Электроэнцефалограммы п-ки К-вой зарегистрированные в межнриступный период в различные фазы менструального цикла до приема препарата (А) и на фоне лечения топираматом, в период ремиссии (Б).

Спектрально - когерентный анализ ЭЭГ мозга женщин больных эпилепсией на фоне лечения топираматом показал, что у всех пациенток отмечалась положительная динамика, в виде значительного уменьшения частоты и силы приступов, или полной ремиссии. Установлено, что у пациенток с положительной клинической динамикой на фоне применения топирамата наблюдалась нормализация пространственной организации биопотенциалов. Независимо от типа исходной биоэлектрической активности, под влиянием топирамата наблюдалось незначительное увеличение процентного содержания альфа-активности в затылочно-теменных отделах мозга, уменьшение представленности тета- и дельта-волн и ослабление разрядной активности (рис. 7 Б). Анализ доминирующих видов пароксизмальной активности методом эквивалентных диполей показал, что

изменение характера патологической активности, наблюдаемое на фоне проводимой терапии, сопровождалось сменой источников её генерации у мужчин и женщин всех групп. Редукция пароксизмальных разрядов тета- и дельта-волн под влиянием топирамата сопровождалась ослаблением эквивалентных дипольных источников в височно-затылочных отделах. На этом фоне отмечалась тенденция к перемещению эквивалентных дипольных источников в базальные ядра левой гемисферы (рис. 8).

/фч /Г * Ч£/ V../ \±У

дшдш

Юц&Д ОДШР ЩИ .-»^ЛАА

Г-ваЗгашхштыйпеовоа ........... ® летаю* Л~г "" ' "

Рис.8.Трехмерная локализация источников пароксизмальной тета-активности больной Т-вой в фолликулярный период до лечения и на фоне лечения топираматом (не менее 12 месяцев).

Таким образом, можно полагать, что под влиянием топирамата происходит угнетение височных очагов ЭпА и активация базальных ядер, которые участвуют в организации антиэпилептической системы.

Когерентный анализ ЭЭГ с шагом 1 Гц в период ремиссии показал, что изменение когерентности отмечается в широком диапазоне частот. Направленность этих изменений и их паттерн (внутри и/или межполушарные связи) взаимосвязана с улучшением клинической картины. У женщин, наиболее выраженные изменения отмечались в фазу менструации, что выражалось в снижении патологически высоких показателей когерентности для большинства внутри- и межполушарных пар отведений в широком диапазоне частот (0,5-1, 2-10,12-30 Гц) и усиление

патологически низких межцентральных связей для узких диапазонов частот (дельта 1-2 Гц и альфа 10-12 Гц) (рис. 9).

Рис. 9. Изменение показателей когерентности на фоне приема топирамата у женщин с полной ремиссией эпилепсией в период менструации. Красными линиями обозначены пары отведений, для которых отмечалось увеличение показателей КОГ по сравнению с фоновой записью. Синими линиями обозначены пары отведений, для которых отмечалось уменьшение показателей КОГ по сравнению с фоновой записью.

Топирамат, применяемый у больных эпилепсией в течение 2-х лет, показал высокий терапевтический эффект: в течение последних 6-ти месяцев лечения припадки полностью отсутствовали у 30,7% пациентов (женщин и мужчин) и урежение припадков, более чем на 50%, отмечалось у 47,8% пациентов.

Выводы:

1. Показано, что паттерны ЭпА (число и длительность разрядов в минуту) у самок крыс с кобальтовой эпилепсией на втором стабильном этапе первой стадии развития эпилептической системы зависят от фаз эстрального цикла. В фазы проэструс и эструс выявлено существенное преобладание ЭпА в подкорковых структурах, а в фазу диэструс2 - в контралатеральной коре. У самцов ЭпА наиболее выражена в электрокортикограммах с максимальными значениями в ипсилатеральной коре.

2. Показано, что у самок крыс с кобальтовой эпилепсией достоверные колебания уровней ГАМК, глицина и таурина в зависимости от фаз эстрального цикла наблюдаются в контралатеральной коре; наиболее выраженное снижение

уровней аминокислот по сравнению с показателями ложнооперированных животных выявлено в фазу диэструс2.

3. Топирамат в дозе 100 мг/кг оказывает выраженное влияние, как на корковые, так и подкорковые очаги ЭпА у самцов и самок крыс с эпилепсией, вызывая достоверное уменьшение, как числа, так и длительности разрядов. У самок крыс топирамат оказывает эффект на всех стадиях эстрального цикла с наибольшим влиянием на ЭпА в фазы диэструс2 и проэструс.

4. Выявлены различия в характере патологической ЭЭГ активности в зависимости от стадий менструального цикла у женщин с эпилепсией. Показано, что в фолликулярную и лютеинизирующую фазы цикла генераторы разрядной дельта- активности локализуются в основном в лимбико-ретикулярных отделах мозга, а в период менструации, кроме этой локализации, генераторы пароксизмальной активности возникают в диэнцефальных отделах.

5. Установлено, что у женщин наиболее выраженные изменения когерентности ЭЭГ отмечаются в стадию менструации и характеризуются снижением патологически высоких показателей когерентности для большинства внутри- и межполушарных пар отведений в широком диапазоне частот и в достоверном усилении межцентральных связей в узком диапазоне частот.

6. Топирамат при курсовом применении у женщин в различные фазы менструального цикла, особенно в фолликулярный и лютеинизирующий периоды, независимо от типа исходной ЭЭГ активности вызывает уменьшение пароксизмальных разрядов тета- и дельта-волн, снижение пространственной дезорганизации альфа-ритма, с улучшением его структуры и ослабление эквивалентных дипольных источников генерации пароксизмальной активности в височно-затылочных отделах с их перемещением в базальные ганглии.

7. На фоне терапии топираматом через два года наблюдения припадки отсутствовали на протяжении последних 6 месяцев полностью у 30,7% пациентов (женщин и мужчин) и урежение припадков более чем на 50% отмечалось у 47,8% пациентов.

Практические рекомендации

Топирамат рекомендуется к применению у женщин при различных формах эпилепсии (симптоматической, криптогенной), в том числе при тяжелом течении заболевания.

Полученные данные позволяют рекомендовать прием топирамата у женщин в различные фазы менструального цикла, особенно в фолликулярную и лютеинизирующую фазы.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Филатова, Ю.Б. Особенности изменения концентрации тормозных нейромедиаторов в структурах головного мозга самок крыс с кобальтовым эпилептогенным очагом в зависимости от фазы эстрального циклах / Ю.Б. Филатова, П.М. Клодт, B.C. Кудрин, Ф.К. Ридер, JI.H. Неробкова, Т.А. Воронина, Г.Н. Авакян // Материалы конференции. II Международный форум неврологов, Ереван, Республика Армения. - Ереван, 2008. - С.154-157.

2. Филатова, Ю.Б. Изменения уровня тормозных и возбуждающих аминокислот в структурах головного мозга самок крыс с кобальтовым эпилептогенным очагом в зависимости от фазы эстрального цикла / Ю.Б.Филатова, Т.А.Воронина, П.М.Клодт, В.С.Кудрин, JI.H.Неробкова, Ф.К.Ридер, Г.Н.Авакян // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. -2011. -N 7. - С.53-55.

3. Филатова, Ю.Б. Изменение содержания тормозных и возбуждающих аминокислот и эпилептической активности в структурах мозга самок крыс с кобальтовым эпилептогенным очагом в зависимости от фазы эстрального цикла / Ю.Б.Филатова, Г.Н. Авакян, Т.А. Воронина, JI.H. Неробкова, П.М. Клодт, B.C. Кудрин, И.А. Гайдуков // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. — 2012. — Т4. — №1. - С. 29-34.

4. Неробкова, JI.H. Изучение электрофизиологического механизма регресса патологической системы у больных эпилепсией с использованием спектрально-когерентного анализа и метода дипольных источников / JI.H. Неробкова,

Ю.Б. Филатова, Г.Г. Авакян, Е.А. Хромых, И.О. Гайдуков, Т.А. Воронина, Г.Н. Авакян // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. — 2013. — Т5. — №1- С.23-

5. Филатова, Ю.Б. Особенности изменения содержания нейромедиаторных аминокислот в структурах головного мозга самок крыс с кобальтовым эпилептогенным очагом в зависимости от фазы эстрального цикла / Ю.Б. Филатова, П.М. Клодт, B.C. Кудрин, Ф.К. Ридер, Л.Н. Неробкова, Т.А. Воронина, Г.Н. Авакян // Материалы конференции «Нейронауки в медицине», Судак, Крым. - Судак, 2009. - С.137.

6. Филатова, Ю.Б. Сравнительное изучение изменения содержания тормозных аминокислот в зависимости от фазы эстрального цикла в норме и у крыс с кобальтовым эпилептогенным очагом /Ю.Б. Филатова, П.М. Клодт, B.C. Кудрин, Ф.К. Ридер, J1.H. Неробкова, Т.А Воронина, Г.Н. Авакян //5-я международная конференция «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам», Москва - М.:изд-во Фолиум,2010. - С.90.

7. Жмуренко, JI.A. Синтез и противосудорожная активность дипептоидных миметиков дифенина / Жмуренко JI.A., Е.П. Кирьянова, Т.А. Гудашева, Л.Н. Неробкова, Ю.Б. Филатова, Т.А Воронина // 5-я международная конференция «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам», Москва. — М.:изд-во Фолиум, 2010. - С.41.

8. Филатова, Ю.Б Влияние топирамата на эпилептическую активность у самок крыс с кобальтовым эпилептогенным очагом на первой стадии развития эпилептической системы с учетом фаз эстрального цикла / Ю.Б. Филатова, Л.Н. Неробкова, Т.А Воронина, Г.Н. Авакян // 4-й съезд фармакологов России «Инновации в современной фармакологии». Казань, Республика Татарстан, — М.:изд-во Фолиум, 2012. - С. 187.

32.

СПИСОК СОКРАЩЕНИИ

ЭпА - эпилептическая активность ЭЭГ - электроэнцефалография Д1 - диэструс!

Д2 - диэструс2 Про - проэструс Эст -эструс

Подписано в печать 25.04.2013г. Формат А5 Бумага офсетная. Печать цифровая. Тираж 150экз. Заказ № 21908 Типография ООО "Ай-клуб" (Печатный салон МДМ) 119146, г. Москва, Комсомольский пр-т, д.28 Тел. 8(495)782-88-39