Автореферат и диссертация по медицине (14.03.04) на тему:Нейропептиды и субстраты энергетического обмена в терапии тяжелых отравлений депримирующими веществами (экспериментальное исследование)

На правах рукописи

БАШЛРИН Вадим Александрович

НЕЙРОПЕПТИДЫ И СУБСТРАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА В ТЕРАПИИ ТЯЖЕЛЫХ ОТРАВЛЕНИЙ ДЕПРИМИРУЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.03.04 - токсикология 14.03.06 - фармакология, клиническая фармакология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медици нских наук

1 7 ФЕВ 2011

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011

4854281

Работа выполнена

в ФГВОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ и ФГУН «Институт токсикологии» ФМБА России.

Научные консультанты:

доктор медицинских наук профессор Александр Николаевич Гребенюк доктор медицинских наук Евгений Юрьевич Бонитенко

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук профессор Сергей Григорьевич Щербак доктор медицинских наук профессор Владимир Павлович Козяков доктор медицинских наук профессор Николай Андреевич Лосев

Ведущая организация: ФГОУ ДНО «Институт повышения квалификации» ФМБА России.

Защита диссертации состоится 2011 г. в /О часов на

заседании диссертационного совета Д 215.002.11 в Военно-медицинской академии (194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, дом 6).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Военно-медицинской академии.

Автореферат разослан « (Ь 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук профессор Александр Иванович Головко

Актуальность. В последние десятилетия наиболее частыми причинами экзогенных интоксикаций являются нейротропные яды (Ливанов Г.А. и др., 2007; Иванец H.H. и др., 2008; Гсловко А.И., 2008; Heard К., Bebarta V.S., 2004). Среди эффектов, вызванных нейротоксикантами, следует выделить депримирующее действие - угнетение функций ЦНС с нарушением сознания. Токсическая кома - наиболее тяжелое проявление депримации и квалифицируется как неотложное состояние, требующее незамедлительного и продолжительного лечения (Лужников Е.А., 2001; Александров М.В., 2002; Элленхорн М. Дж., 2003; Полушин Ю.С., 2004; Щербак С.Г. и др., 2008; Stevens R.D., 2006; Owen A.M. et al., 2009). В среднем по Российской Федерации количество отравлений депримирующими веществами составляет от 62,4% до 69,2% среди всех интоксикаций (Остапенко Ю.Н. и др., 2010). В крупных городах основной причиной смерти среди всех отравлений являются депримирующие вещества (Шилов В.В. и др., 2008; Остапенко Ю.Н. и др., 2010). Летальность среди отравленных, поступивших в стационары в состоянии токсической комы, достигает 35,6% (Кулигин A.B., 2008). Особенно следует отметить, что основное количество смертельных исходов при интоксикациях наблюдается в трудоспособном Еозрасте, при этом преобладает догоспитальная летальность (Гладченко ЮЛ., 2007).

Развитие комы у военнослужащих и населения возможно в очагах химического поражения с возникновением массовых санитарных потерь вследствие воздействия токсикантов депримирующего действия (Бадюгин И.С., 2006). Тяжелые отравления, сопровождающиеся развитием комы, могут возникнугь при аварийных ситуациях на предприятиях химической фомышленности, объектах хранения и уничтожения отравляющих и •ысокотоксичных веществ, при передозировке лекарственных средств, использовании токсикантов с целью опьянения и суицида, а также как результат террористических и диверсионных актов, так и контртеррористических операции (Козяков В.П. и др., 2004; Бонитенко Ю.Ю., Никифоров A.M., 2008, Шилов В.В. и др., 2008). Ряд соединений депримирующего действия рассматриваются как перспективные средства поражения личного состава в качестве потенциальных инкапаситантов, которые могут прийти или уже пришли на смену хинуклидинилбензилату (Беженарь Г.В., 2010).

Имеющиеся в настоящее время лекарственные средства, в том числе и антидоты, не решают в полной мере проблемы ока?ания помощи при

экзотоксических комах (Куценко С.А., 2004; Нечипоренко С.П. и др., 2010). Необходимость улучшения фармакологического обеспечения таких пострадавших по-прежнему не утратила своей актуальности, так как несвоевременное проведение лечебных мероприятий приводит к развитию ранних осложнений, отдаленных последствий и неблагоприятных исходов отравлений (Лужников Е.А., Суходолова Г.Н., 2008).

В генезе комы одним из лимитирующих звеньев является дефицит энергии с прогрессирующим торможением всех энергозависимых процессов, прежде всего в клетках нервной системы (Калмансон M.JL, 2001; Quang L.S. et al., 2002, Lei H. et al., 2010). До настоящего времени проблема коррекции энергетических нарушений в клетках при развитии тяжелых отравлений не потеряла своей актуальности (Лукьянова Л.Д., 2004; Плужников H.H. и др., 200В). В литературе представлены различные мнения о возможности субстратной модификации энергообразования в клетках при острых отравлениях. С одной стороны, это направление рассматривают как перспективное с целью создания эффективных средств устранения энергетического дисбаланса при токсических комах (Ивницкий Ю.Ю. и др., 2004; Рейнюк В.Л., 2008). Однако есть данные, что использование субстратов энергетического обмена не ускоряет восстановление сознания и может даже приводить к утяжелению состояния отравленных (Ливанов Г.А и др., 2007; Васильев С.А., 2010).

Регуляторная функция нервной системы нарушается уже в самом начале интоксикации депримирующими веществами. В качестве средств коррекции нарушенных функций ЦНС рассматривается особый класс соединений -нейропептиды (Ашмарин И.П., 1996; Петров А.Н., 2007). Интерес фармакологов и токсикологов к препаратам пептидной структуры объясняется явными преимуществами этих соединений: высокая активность при использовании малых доз препаратов, отсутствие выраженных побочных явлений при применении терапевтических доз и феноменов привыкания и отмены при относительно длительном курсе лечения (Иванов М.Б., 2004; Шабанов П.Д., 2008). Однако данные об эффективности регуляторных пептидов в терапии коматозных состояний химической этиологии крайне ограничены (Алехнович A.B. и др., 2005).

Сложность изучения острых отравлений депримирующими веществами в эксперименте связана с существующими ограничениями методических подходов к моделированию токсической комы и оценке депримирующих

эффектов на животных. Указанное обстоятельство затрудняет изучение этого угрожающего жизни состояния и ограничивает проведение доклинических исследований сравнительной эффективности средств фармакологической коррекции острой химической патологии (Стрекалова О.С. и др., 2009; Lynch III J.J., Mittelstadt S.W., 2010).

Цель исследования: экспериментально-теоретическое обоснование подходов к фармакотерапии тяжелых отравлений депримирующими веществами субстратами энергетического обмена и нейропептидами.

Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие основные задачи:

1. Создать алгоритм и разработать критерии оценки депримирующего действия веществ в эксперименте на лабораторных животных с учетом степени угнетения функций ЦНС, глубины комы и прогноза исхода интоксикаций.

2. Изучить особенности биохимических и морфологических изменений в тканях головного мозга при острых тяжелых отравлениях этанолом, тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом.

3. Провести сравнительную оценку эффективности субстратов энергетического обмена в токсикогенную фазу отравления депримирующими веществами с различными механизмами токсического действия.

4. Обосновать возможность использования препаратов пептидной природы в терапии острых тяжелых отравлений депримирующими агентами.

5. Оценить эффективность использования комбинации нейропептидов и субстратов энергетического обмена в терапии тяжелых отравлений депримирующими агентами.

Решение поставленных задач позволило сформулировать следующие основные положения, выносимые на защиту:

1. На основании созданного алгоритма оценки депримирующего действия химических веществ разработаны экспериментальные модели угнетения функций центральной нервной системы различной степени тяжести при острых отравлениях этанолом, 1,4-бутандиолом, тиопенталом натрия и оксибутиратом натрия.

2. Эффективность субстратов энергетического обмена при экспериментальной терапии острых тяжелых отравлений вещестЕ&ми депримирующего действия зависит от времени, прошедшего с начала интоксикации, и тяжести состояния.

3. При экспериментальной терапии острых тяжелых отравлений веществами депримирующего действия пептидные препараты обладают нейропротекторным действием, уменьшая выраженность неврологических нарушений, ускоряя их восстановление и снижая летальность.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. В рамках диссертационного исследования на основе систематизации данных об особенностях токсических эффектов и механизмов действия нейротоксикантов выделены группы веществ первично и вторично депримирующего действия.

Предложен новый алгоритм оценки депримирующих эффектов при моделировании токсической комы в эксперименте. На основании разработанного алгоритма с учетом анализа показателей неврологического статуса и витальных функций созданы экспериментальные модели для оценки депримирующих эффектов при острых отравлениях этанолом, тиопенталом натрия, оксибутиратом натрия и 1,4-бутандиопом. С использованием методов статистического анализа впервые получены и апробированы критерии, позволяющие прогнозировать исход острых отравлений депрмирующими веществами в первые сутки интоксикации.

На разработанных экспериментальных моделях токсической комы выявлены особенности распределения депримирующих агентов в крови и тканях головного мозга. Показано, что характер биохимических и морфологических изменений, вызванных депримирующими веществами, определяется особенностями их токсикокинетики и токсикодинамики. Изучены особенности морфологических изменений в головном мозге в динамике острых отравлений этанолом, тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом.

Экспериментально уточнены механизмы токсического действия 1,4-бутандиола. Подтверждено, что 1,4-бутандиол относится к «токсифицирующим спиртам», а его депримирующие эффекты преимущественно связаны с продуктами его метаболизма. Установлено, что при профилактическом назначении ингибитор алкогольдегидрогеназы - амид изовалериановой кислоты снижает токсические эффекты, вызванные 1,4-бутандиолом.

Установлена различная эффективность субстратов энергетического обмена в терапии тяжелых интоксикаций в завясимости от сроков применения. В экспериментах показано, что введение субстратов энергетического обмена (креатинфосфата и сукцината натрия) на фоне глубокой комы приводит к утяжелению течения интоксикации и сопровождается увеличением летальности животных.

Показано, что нейропептидные препараты оказывают положительное влияние на клинические проявления интоксикации при экспериментальной терапии в токсикогенную фг.зу тяжелых отравлений депримирующими соединениями. Применение семакса, дельта-сон пептид содержащих препаратов в ранние сроки интоксикации приводит к более быстрому регрессу неврологических нарушений у отравленных этанолом животных.

Научно обоснована целесообразность комбинации пептидных препаратов и субстратов энергетического обмена в экспериментальной терапии острых отравлений депримирующими веществами.

Практическая значимость работы. Разработан и апробирован алгоритм оценки депримирующего действия химических соединений. Впервые созданы шкалы экспериментальной оценки депримирующих эффектов при тяжелых отравлениях этанолом, тиопенталом натрия, 1,4-бутандиолом и оксибутиратом натрия, позволяющие оценить глубину угнетения функций ЦНС у экспериментальных животных. Разработаны математические модели оценки прогноза исхода интоксикаций этанолом, тиопенталом натрия, 1,4-бутандиолом и оксибутиратом натрия. Созданные модели оценки депримирующих эффектов были использованы для объективизации результатов экпериментальных исследований эффективности фармакологических препаратов при острых отравлениях этанолом, тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом.

Показана эффективность раннего назначения креатинфосфата в экспериментальной терапии острых отравлений депримирующими веществами. Выявлено, что экспериментальная терапия субстратами энергетического обмена в поздние (3 ч и позднее) сроки острой интоксикации либо неэффективна, либо вызывает утяжеление состояния или гибель животных.

Экспериментально обоснована возможность использования нейропептидных препаратов семакса, дельтарана, ПИТ-10 и церебролизина в терапии острых интоксикаций депримирующими соединениями. Установлено, что использование дельта-сон пептид содержащих препаратов при тяжелых интоксикациях производными барбитуровой кислоты приводит к утяжелению состояния отравленных животные.

Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены на Всеармейской научно-практической конференции «Актуальные проблемы клинической токсикологии», посвященной 200-летию Российской Военно-медицинской академии (Санкт-Петербург, 1999); юбилейной научной конференции с международным участием, посвященной

140-летию кафедры душевных болезней Военно-медицинской академии «Современные подходы к диагностике и лечению нервных и психических заболеваний» (Санкт-Петербург, 2000); Российской научной конференции «Медицинские аспекты радиационной и химической безопасности» (Санкт-Петербург, 2001); III Съезде биохимического общества (Санкт-Петербург, 2002); IV симпозиуме «Церебролизин: фармакологические эффекты и место в клинической практике» (Москва, 2002); III Съезде токсикологов России (Москва, 2003); научной конференции «Медико-биологические проблемы противолучевой и противохимической защиты» (Санкт-Петербург, 2004); научно-практической конференции «Актуальные проблемы химической безопасности в Российской Федерации» (Санкт-Петербург, 2007); III Съезде фармакологов России (Санкт-Петербург, 2007); Российской научной конференции «Медико-биологические проблемы токсикологии и радиологии» (Санкт-Петербург, 2008); III Всероссийской научной конференции с международным участием «Медицинские и физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2009); Всероссийской научно-практической конференции «Химическая безопасность Российской Федерации в современных условиях» (Санкт-Петербург, 2010); научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня основания Института токсикологии (Санкт-Петербург, 2010); III Съезде военных врачей медико-профилактического профиля Вооруженных Сил РФ (Санкт-Петербург, 2010).

Реализация результатов исследования. Полученные в ходе диссертационного исследования материалы внедрены:

- в учебный процесс на кафедре военной токсикологии и медицинской защиты Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, кафедре мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф Санкт-Петербургской педиатрической академии;

- в научно-исследовательскую работу Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, ФГУН «Институт токсикологии»" ФМБА России, Санкт-Петербургского Городского центра судебно-медицинской экспертизы, 27 научного центра МО РФ при проведении исследований по поиску эффективных средств лечения отравлений депримирующими веществами и изучению механизмов действия нейротропных препаратов.

Публикация результатов исследования. По теме диссертационного исследования опубликовано 32 научные работы, в том числе 10 печатных статей и 3 публикации в электронных изданиях, определённых перечнем ВАК.

Оформлено 9 рационализаторских предложений и подано 2 заявки на изобретение (приоритетные свидетельства № 2004130744 от 21.01.2010 г. и № 2010147664 от 22.11.10 г.).

Результаты диссертационного исследования использовались при подготовке учебных пособий «Молекулярный кислород и его активные формы в процессах токсикокинетики и токсикодинамики» (СПб.: ВМедА, 2004), «Тестовые задания по военной токсикологии, радиобиологии и медицинской защите» (СПб.: Фолиант, 2005) и «Ядовитые технические жидкости» (СПб.: ВМедА, 2010), методических указаний «Профилактика, клиника, диагностика и лечение острых отравлений в войсках» (М.: ГВМУ МО РФ, 2010).

Связь диссертационного исследования с плановой тематикой научно-исследовательской работы учреждений. Исследование выполнялось в соответствии с плановой тематикой научно-исследовательских работ Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (темы НИР № VMA.03.02.01.0710/0212, шифр «Эритрон»; № VMA.02.02.01.0608/0180, шифр «Антитонус»), а также в рамках реализации Федеральной целевой программы «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009-2013 годы)» в ФГУН «Институт токсикологии» ФМБА России (темы НИР № 64.603.09.6, шифр «Поиск-09» и № 64.723.10.6, шифр «Поиск-10»),

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 333 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, четырёх глав собственных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. В диссертации приведена 61 таблица и 44 рисунка. Список литературы содержит 367 библиографических источников, из них 179 отечественных и 188 иностранных публикаций.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальные исследования выполнены на 2580 белых беспородных крысах-самцах массой 180-220 г, 70 крысах линии Вистар, мышах-самцах ~ 650 белых и 80 гибридах линии (CBAxC57Bl)F( из питомника РАМН "Рапполово" (Ленинградская обл.).

Для моделирования депримирующих эффектов в исследовании использованы химические соединения с различными механизмами действия (табл. 1).

Таблица 1

Характеристика используемых в исследовании токсикантов

Группа токсикантов Представители Путь введения ЛД50 для крыс, г/кг

Неэлект-1 ролиты Спирты Этанол в/б 5,2 ± 0,2

Этиленгликоль в/ж 6,9 ± 0,6

1,4-бутандиоя в/б 1,2 ±0,04

Хлорированные углеводороды Дихлорэтан в/ж 5,0 ± 0,25

Трихлорэтилен в/ж 4,0 + 0,1

Медиаторные яды Производные барбитуровой кислоты Тиопентал натрия в/б 0,085 ± 0,002

ГАМК-миметики Оксибутират натрия в/б 2,75 ±0,1

ГАМК-литики 1,1-диметил-гидразин в/б 0,11 ±0,005

Опиаты Морфин в/б 0,3 ± 0,06

Фентанил в/б 0,005*

Нейролептики Аминазин в/б **

Азалептин в/б 0,25 ± 0,007

Дроперидол в/б **

Агонисты глугаматных рецепторов МК-801 в/б 0,14 ±0,001

Кегамин в/б 0,25 ±0,01

Бензодиазепины Феназепам в/б **

Диазепам в/б **

Холиномиметики Карбофос в/б 0,750 ± 0,009

Холинолитики Атропин в/б 0,250 ±0,014

Вещества общеядовитого действия Нитрит натрия в/б 0,070 ± 0,002

Нитробензол в/б 0,40 ± 0,06

Примечания: * - среднесмертельные дозы для Ееществ по данным литературы, ** — введение максимально разрешенного объема раствора фармакопейного препарата (5 мл) не позоляло определить ЛД50

Для экспериментальной терапии острых отравлений были использованы субстраты энергетического обмена: глюкоза, сукцинат, цитрат и пируват натрия - субстраты цикла Кребса; лактат натрия - субстрат лактатдегидрогеназной реакции, фосфокреатин (препарат «Неотон», Alfa Wassermann spa, Италия) -субстрат креатинкиназной реакции; K-Mg-аспарагинат (препарат «Панангин», Gedeon Richter Ltd, Венгрия) - компонент малат-аспартатного шунта транспорта НАДН. Препараты вводили внутрибрюшинно в дозе 5 ммоль/кг. Комплексный препарат «Цитофлавин» («Полисан», Россия) вводили внутрибрюшинно в дозе 5 ммоль/кг (в пересчете по сукцинат-аниону). Глюкозу, сукцинат, цитрат, лактат и пируват натрия растворяли в

физиологическом растворе и доводили pH раствора до 7,4. Растворы субстратов вводили внутрибрюшинно через 0,5; 1 или 3 ч после введения токсикантов.

Для оценки эффективности пептидов были выбраны фармакологические препараты, зарегистрированные в Российской Федерации, которые могут быть введены парентерально или интраназально: кортексин («Герофарм», Россия), церебролизин («Ebewe Neuro Pharma», Германия), семакс («Пептоген», Россия), дельтаран («ИЦ Комкон», Россия). Дополнительно исследовали экспериментальный препарат ПИТ-10 («ИЦ Комкон», Россия), содержащий дельта-сон индуцирующий пептид (ДСИП).

При разработке экспериментальных моделей использовали показатели неврологического статуса и витальных функций (Буреш Я. и др., 1991). Для оценки неврологического статуса у животных исследовали следующие показатели: поведение животных (ПЖ), реакция на обонятельный (пищевой) раздражитель (РО), аудиомоторная реакция (АР), поисковая реакция (ПР), рефлекс хватания за решетку (РХР), рефлекс переворачивания (РП), тонус мышц (ТМ), тестирование равновесия на наклонной поверхности, тестирование равновесия на горизонтальном стержне (без вращения) (ТГС), проба на нашатырный спирт (ПНС), тактильно-болевая чувствительность (БР), рефлекс сгибания задних конечностей (PC), состояние зрачков (СЗ) и их размер (РЗ), зрачковый рефлекс (реакция зрачков на свет) (ЗР), мидриаз и отсутствие зрачкового рефлекса (МОР), корнеальный рефлекс (KP), глоточный рефлекс (ГР), судорожная активность (CA). Неврологические показатели у крыс были разделены по степени тяжести и выражены в баллах.

Дополнительно у животных оценивали вегетативные показатели: частоту сердечных сокращений (ЧСС), частоту дыхания (ЧД), температуру. Запись ЭКГ производили на приборе «Поли-Спектр-8В» (Россия). Показатели ЭКГ рассчитывали по II стандартному отведению в программе «Поли-Спектр». Ректальную температуру (°С) определяли с помощью прибора ТПЭМ-1 (Россия). Подсчет частоты дыхательных движений производили визуальным методом. Дополнительно оценивали характер и ритм дыхания, выражали его в баллах. Определение суммационно-порогового показателя (СПП) выполняли на приборе «Электростимулятор ЭС-50-1» (Россия). Восстановление животных после острой интоксикации оценивали, используя методику «открытое поле», на оборудовании фирмы «Openscience» (Россия).

Биохимические показатели исследовали в смешанной крови и головном мозге животных. Кровь собирали в пробирки с использованием антикоагулянта

ЭДТ'А натрия. В пробирки предварительно помещали 3% раствор фторида натрия как ингибитор гликолиза. Содержание глюкозы, пировиноградной и молочной кислот определяли с использованием наборов биохимических реактивов фирмы «Ольвекс Диагностикум» (Россия) на спектрофотометре EPOCH («BioSystems», США).

Оценку интенсивности потребления кислорода и реактивности тканевого дыхания осуществляли в гомогенатах головного мозга крыс (Носов A.B., 1998). У животных оценивали интенсивность потребления кислорода закрытым камерным методом в аппарате Regnault (Ольнянская Р.П. и др., 1959). Определение потребления кислорода гомогенатами проводили манометрическим методом в аппарате Варбурга Wa 0110 («Glaswerke Ilmenau», Германия).

Изменение проницаемости гематоэнцефалического барьера при отравлениях депримирующими веществами проводили с использованием суправитаньного красителя синего Эванса (Yepes М. et al., 2003). Морфологическое исследование проводили у экпериментальных животных, которых подвергали эвтаназии (доза тиопентала-натрия составляла 100 мг/кг). Головной мозг фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина и проводили по стандартной методике приготовления гистологических препаратов. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином, а также по методу Циль-Нильсена (Меркулов Г.А., 1956).

При исследовании распределения токсикантов после однократного внутрибрюшинного введения токсикантов в среднелетальной дозе концентрацию этанола, тиопентала натрия и 1,4-бутандиола у экспериментальных животных оценивали в течение 1 сут в крови и тканях головного мозга. До момента исследования (в течение 2 ч) пробы хранились в холодильнике при температуре +4°С. Содержание этанола в биопробах определяли на газовом хроматографе «МХК» (Россия), а концентрацию тиопентала натрия и 1,4-бутандиола - на газовом хроматографе Agilent 6890 (Германия) (Бутуев Е.С. и др., 2010).

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием программ STATISTICA (version 6), StatPlus2008 Professional и Excel 2003 for Windows.

При создании моделей оценки депримирующих эффектов первый этап статистической обработки состоял в вычислении описательных статистик для непрерывных показателей и частотных таблиц для дискретных показателей.

Для анализа связей дискретных показателей вычислялись 2-х и 3-х входовые таблицы сопряженности, однородность таблиц оценивалась с помощью критерия х2 Пирсона и % максимального правдоподобия. Были вычислены ранговые корреляции у (гамма). Сравнение показателей (средних значений или распределений) в группах проводили, используя критерий Манна-Уитни.

Для оценки динамики различных показателей применяли ранговый дисперсионный анализ Кендалла. Для прогноза гибели на 1 сут и выбора переменных в модели использовали пошаговый дискриминантный анализ. Пошаговый регрессионный анализ использовали для выбора переменных и построения решающих правил - приближения экспертной оценки линейными комбинациями показателей тестов и вегетативных показателей на каждом сроке оценки и по всем срокам в целом. Также для построения решающих правил использовали построение бинарных деревьев классификации с ветвлением по группирующей переменной (Гайдышев И., 2001; Юнкеров В.И., Григорьев С.Г., 2002).

Летальность животных (%) рассчитывали, используя таблицы B.C. Генеса (1967). Проверку значимости различий по летальности между группами осуществляли с помощью точного метода Фишера. Вывод о статистической достоверности различий между группами принимали при р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Подходы к экспериментальному моделированию деиримирующих эффектов при интоксикациях

На основании проведенного анализа данных литературы были выбраны соединения, вызывающие развитие токсической комы у человека, и предложена их рабочая классификация, разделяющая вещества на первично и вторично депримирующего действия. В основу разделения веществ на группы был положен механизм токсического действия веществ, приводящий к угнетению функций ЦНС (депримации). Химические соединения, относящиеся к первично депримирующим веществам (депримирующие агенты), способны угнетать функции ЦНС путем влияния на механизмы генерации, проведения и передачи нервного импульса. Угнетение функций ЦНС при интоксикациях химическими соединениями второй группой возникает вследствие развития типовых

патологических процессов, таких как гипоксия, нарушения электролитного баланса, расстройств микроциркуляции и других видов нарушения гомеостаза.

Для экспериментального исследовании были выбраны вещества с различными механизмами токсического действия, относящиеся к первично и вторично депримирующим соединениям. Разработка экспериментальных моделей депримирующих эффектов выполнялась с использованием созданного алгоритма (рис. 1). Учитывая, та наиболее тяжелым состоянием при отравлениях депримирующими веществами является кома, то именно ее моделирование было приоритетным в нашем исследовании.

Рисунок 1. Алгоритм создания экспериментальной модели токсической комы

У экспериментальных животных, отравленных депримирующими веществами, на основании изучения неврологических показателей и витальных функций были выделены шесть состояний: 1) физиологическая норма,

2) оглушение, 3) сопор, 4) кома умеренная, 5) кома глубокая, 6) кома запредельная. В целом подобная градация соответствует состояниям, выделяемым в клинике у человека. Разделение оглушения на умеренную и глубокую степень в эксперименте на лабораторных животных невозможно.

При помощи разработанного алгоритма был проведен скрининг токсикантов и выявлено, что целый ряд веществ, способных вызвать у человека угнетение сознания от оглушения до комы, при введении животным не позволяет создать весь диапазон депримирующих эффектов. Фентанил, морфин, дихлорэтан, карбофос, азалептин, атропин, этиленгяиколь, нитрит натрия и нитробензол, 1,1-диметилгидразин не могут рассматриваться как самостоятельные средства для моделирования коматозных состояний. Депримирующие эффекты, в том числе и кома, наблюдались для этанола, 1,4-бутандиола, кетамина, МК-801 „ тиопентала натрия и оксибутирата натрия.

Для создания модели токсической комы были выбраны следующие соединения: этанол, окспбутират натрия, 1,4-бутандиол и тиопентал натрия. Этанол относится к веществам с неэлектролитным действием, тиопентал натрия и окспбутират натрия — агонисты ГАМКа-рецепторов. Исследование вклада «неэлектролитного» действия целой молекулы 1,4-бутандиола и специфического влияния его метаболитов в формирование депримирующих эффектов при тяжелых отравлениях 1,4-бутандиолом с использованием ингибитора алкогольдегидрогеназы изовалериамида показало, что депримация при введении спирта связана преимущественно с действием его продуктов метаболизма.

Па основании результатов невролошческого тестирования и показателей витальных функций на фоне острого отравления депримирующими агентами методами статистического анализа были разработаны шкалы балльной оценки неврологического статуса с расчетом индекса тяжести угнетения нервной системы (ИТНН) и тяжести состояния животных с расчетом индекса глубины комы (ИГ'К), а также критерии прогноза исхода интоксикаций.

Расчет индекса тяжести неврологических нарушений (ИТНН) позволяет с достаточно высокой точностью (более 80 % правильных ответов) описать состояние животных: от физиологической нормы до выраженного угнетения функций ЦНС - терминальной комы. Для каждой разработанной модели интоксикации были статистически обоснованы коэффициенты значимости признаков (табл. 2).

Таблица 2

Оценка тяжести неврологических нарушений при интоксикациях депримирующими агентами

Токсикант Формула расчета ИТНН Решение

Этанол ИТНН = 5*ПЖ + 4*ГР + 3*БР + 2*РС + 2*ЗР + КР ИТНН более 55 баллов -физиологическая норма; от 46 до 55 баллов - оглушение; от 36 до 45 баллов -сопор; от 26 до 35 баллов - кома умеренная; от 18 до 25 баллов - кома глубокая, терминальная кома - 17 баллов и меньше.

Оксибути-рат натрия ИТНН = 8* МОР + 4*ПЖ + 4*ГР + 3*АР + 2*БР + 2*ПНС + КР + РС ИТНН более 67 баллов -физиологическая норма; от 58 до 67 баллов - оглушение; от 50 до 57 баллов -сопор; от 41 до 49 баллов - кома умеренная; от 34 до 40 баллов - кома глубокая и 33 балла и менее -терминальная кома

1,4-бутан-диол ИТНН = 5,5*ГР + 3*БР + 3*ЗР + 2*РП + 2*КР + 2*ТМ + 2*ПР + 1,5*СЗ + ПНС ИТНН более 65 баллов -физиологическая норма; от 56 до 65 баллов - оглушение; от 46 до 55 баллов -сопор; от 36 до 45 баллов - кома умеренная; от 26 до 35 баллов - кома глубокая и 25 баллов и менее -терминальная кома.

'Гиопентал натрия ИТНН = 5*ПЖ+ 3*ТГС + 2*БР + 3*РС + 3*МОР + 2*КР + ГР ИТНН более 57 баллов -физиологическая норма; от 47 до 57 баллов - оглушение; от 37 до 46 баллов -сопор; от 30 до 36 баллов - кома умеренная; от 25 до 29 баллов - кома глубокая и менее 25 баллов -терминальная кома.

Токсическая кома сопровождается нарушением витальных функций, которые, как правило, и определяют исход острого отравления. В клинике у больных, находящихся в коме, используют шкалы для оценки глубины коматозного состояния, в которых учитывают не только неврологические показатели, но и степень нарушений жизненно важных функций. Этот подход был использован нами для создания математической модели расчета индекса

глубины комы (ИГК) в экспериментальных исследованиях по оценке степени тяжести состояния животных, отравленных депримируюшими агентами. Уравнения для расчета ИГК при отравлениях этанолом, тиопенталом натрия и оксибутиратом натрия представлены в табл. 3.

Таблица 3

Балльная оценка степени тяжести состояния животных при интоксикациях депримирующими агентами

Токсикант Формула расчета ИГК Решение

Этанол ИГК = 5*ПЖ + 3,5*ГР + 2,5*БР + 3*РС-1,5*РЗ + 2*СЗ-3*СА + 0,03*ЧД + 0,01*ЧСС ИГК более 45 баллов - физиологическая норма; от 37 до 45 баллов - оглушение; от 25 до 36 баллов - сопор; от 15 до 24 баллов - кома умеренная; от 4 до 14 баллов - кома глубокая; менее 3 баллов -запредельная кома.

Оксибу-тират натрия ИГК = 8*МОР + 4*ПЖ + 4*ГР + 3*АР + 2*БР + 2*ПНС + КР + РС ИГК более 67 баллов — физиологическая норма; от 58 до 67 баллов - оглушение; от 50 до 57 баллов - сопор; от 41 до 49 баллов - кома умеренная; от 34 до 40 баллов - кома глубокая и 33 и менее -терминальная кома

Тиопентал натрия ИГК = 5*ПЖ + 3*ТГС + 2*БР + 3*РС + 3*МОР + 2*КР + ГР + 2*ХРД + 0,01 ЧСС ИГК более 68 баллов - физиологическая норма; от 68 до 59 баллов - оглушение; от 58 до 48 баллов - сопор; от 47 до 38 баллов - кома умеренная; от 37 до 32 баллов - кома глубокая и менее 32 баллов - запредельная кома.

При отравлении оксибутиратом натрия в решающее правило расчета ИГК, полученного с помощью пошаговой регрессии, не были включены показатели вегетативных функций, так как их включение в формулу не повышает точность оценки степени тяжести состояния.

Для диагностики степени тяжести состояния экспериментальных животных при острой интоксикации 1,4-бутандиолом были использованы элементы алгоритма последовательного принятия решений или построения решающих правил с ветвлением. Если исследователю доступна информация о сроках оценки состояния животного в обобщенном виде, то используется алгоритм принятия решения для расчета ИГК (рис. 2).

Время оценки,

^/^Определяющий ггоказатель\^ ^\^Гактильно-болевая ргаищ)^'^^ Ч Т 1

1 балл 2 балла 3 или 4 балла

ч я ч

Решающее правило № 1 Решающее Решающее Решающее правило № 2 правило № 3 правило № 4

Рисунок 2. Алгоритм принятия решения о степени тяжести состояния экспериментальных животных при остром 01равлении 1,4-бутандиолом

Решающее правило №1: ИГК =6*ЗР + 4*КР - 3*ПНС. При интерпретации значений, рассчитанных по формуле степени тяжести состояния нервной системы, используются следующие критерии: ИГК 22 балла и более - сопор; 21 и менее — умеренная кома.

Решающее правило № 2: ИГК = 30 + 3,7*ЭР + 4,7*ТМ - 0,07*ЧСС. При интерпретации значений, рассчитанных по формуле степени тяжести состояния нервной системы, используются следующие критерии: ИГК 26 баллов и более баллов - сопор; 18-25 баллов - сопор, 17 баллов и менее - умеренная кома.

Решающее правило № 3: ИГК == 5*ПР + 6,5*БР + 1,5*ПНС + 1,5*ТМ -4*РС. При интерпретации значений, рассчитанных по формуле степени тяжести состояния нервной системы используются следующие критерии: ИГК 26 баллов и более баллов - физиологическая норма; 18-25 баллов ~ оглушение, 17 баллов и менее - сопор.

Решающее правило № 4: ИГК = 5*ГР + 3,5*РП + 3*БР + 3*ПНС + 2,5*ЗР + 1,5*АР + 0,01*ЧСС. При интерпретации значений, рассчитанных по формуле степени тяжести состояния нервной системы, используются следующие

критерии: НТК более 62 баллов - физиологическая норма; от 53 до 62 баллов -оглушение; от 44 до 52 баллов - сопор; от 33 до 43 баллов - кома умеренная; от 24 до 32 баллов - кома глубокая:. 23 и менее - запредельная кома.

На следующем этапе исследования для прогнозирования исхода острой интоксикации, вызванной депримирующими агентами в первые сутки отравления, с помощью статистического анализа данных неврологического тестирования и показателей вегетативных функций у животных были разработаны математические модели. Так, использование дискриминангного анализа позволило создать уравнения для прогноза исхода отравления этанолом (табл. 4).

Таблица 4

Прогноз исхода острого отравления этанолом у крыс

Время, ч Группа* Линейные дискриминантные функции Точность прогноза,%

0,5 1 П = 2,03*ТМ - 2,17*КР + 0,11 *ЧСС - 16,84 75,6

2 Р2 = 0,58*ТМ - 0,70*КР + 0,12*ЧСС - 22,11

1 1 П = 9,96*РЗ + 0,10*ЧД + 0,09*ЧСС - 30,68 83,2

2 ¥2 = 8,66*РЗ + 0,11*ЧД + 0,11*ЧСС - 37,35

3 1 П ~ 3,19*ГР + 0,09*ЧД — 7,29 87,4

2 Р2 = 6,69* + 0,12 *ЧД - 17,00

6 1 Р1 = 4,49*Температура - 4,86*ГР - 58,43 92,6

2 Р2 = 4,97*Температура - 0,62*ГР - 80,75

8 1 Р1 = 3,19*КР - 0,73*АР - 0,04*ЧСС - 8,23 93,4

2 Р2 = 7,46*КР - 2,45*АР - 0,06*ЧСС - 23,05

Примечания: * - 1 группа - гибель животного, 2 группа — животное выживет в течение 1 суток. Температура в °С.

При введении оксибутирата натрия исход отравления рассчитывался с использованием решающего правила:

Р=2*СЗ + 0,5*РС + 0,01 *ЧСС - 0,1 *СПП - 6,5.

Если Р>0 - то животное ныживет, если Р<0 - то животное погибнет. Точность прогноза при использовании данного решающего правила составляет 86,2%.

С целью прогноза исхода острых отравлений тиопенталом натрия в эксперименте были использованы элементы алгоритма последовательного принятия решений (табл. 5).

Таблица 5

Прогноз исхода острого отра вления крыс тионенталом натрия

Неврологический показатель Условие 100% выживаемости Время исследования

Поведение животных > 1 балла 1 сут

Реакция на обонятельный (пищевой) раздражитель > 1 балла 1 сут

Аудиомоторная реакция > 1 балла через 0,5 ч

Поисковая реакция > 1 балла 1 сут

Рефлекс хватания за решетку > 1 балла 1 сут

Рефлекс переворачивания > 1 балла 1 сут

Тонус мышц > 1 балла через 0,5 ч

Тестирование равновесия на наклонной поверхности > 1 балла 1 сут

Тестирование равновесия на горизонтальном стержне (без вращения) > 1 балла 1 сут

Нарушение координации (атаксия) > 1 балла 1 сут

Проба на нашатырный спирт > 2 баллов 1 сут

Тактильно-болевая чувствительность > 2 баллов 1 сут

Рефлекс сгибания задних конечностей > 3 баллов через 0,5 ч

Глоточный рефлекс > 1 балла через 1 ч

Характер и ритм дыхания > 4 баллов через 1 ч

ЧД, в мин >50 через 1 ч

Температура, °С >32 через 1 ч

ЧСС, в мин >350 от 1 до 3 ч

>290 через 3 ч

Для прогноза исхода отравлений 1,4-бутандиолом с использованием методов дискриминантного анализа были разработаны следующие решающие

правила, представленные в табл. 6.

Таблица 6

Прогноз острого отравления крыс 1,4-бутандиолом

Время, ч Линейные дискриминантные функции Точность прогноза, %

0,5 Р = 2*ЗР + 2*КР - 0,013*ЧСС - 3 78,2

1 Р = 2,5*ЗР + 2*КР -11 78,3

3 Б = 1,5*КР + 0,014*ЧСС - 6 80,5

6 Б = 2*ГР + 2,5*КР - 8 86,6

8 р = 4*ГР- 1*РСЗ-6 98,4

Примечание: если Р>0 - то животное выживет, если Р<0 - то животное погибнет

Для прогноза исхода отравлений в течение 1 сут интоксикации с использованием методов дискриминанта ого анализа было разработано следующее решающее правило:

Т'=ЗР + ПНС - СЗ + КР - 4.

Если 1'">0 - то животное выживет, если Р<0 - то животное погибнет. Точность прогноза при использовании данного решающего правила составляет 76,9%.

Таким образом, в результате проведенного исследования разработаны критерии оценки тяжести угнетения неврологических функций и степени глубины комы, созданы математические модели, позволяющие прогнозировать исход острого отравления этанолом, 1,4-бутандиолом, тиопенталом натрия и оксибутиратом натрия.

В отдельной серии экспериментов изучали изменение проницаемости гематоэнцефалического барьера для синего Эванса ири интоксикациях этанолом, используя разработанные критерии оценки тяжести угнетения неврологических функций. У интактных животных накопление синего Эванса в головном мозге течение 1 сут не происходило. Краситель определялся в тканях головного мозга крыс при умеренной алкогольной коме. Содержание синего Эванса значительно возрастало у животных, находящихся в глубокой коме, что, свидетельствует о повышении проницаемости гематоэнцефалического барьера и утрате им своих барьерных функций.

Дополнительно у животных, отравленных этанолом, 1,4-бутандиолом н тиопенталом натрия в среднелетальной дозе, были изучены в динамике через 1, 3 и 6 ч после введения токсикантов патоморфологические изменения в различных отделах головного мозга. Установлено, что при острых отравлениях нейротоксикантами в коре больших полушарий, подкорковых узлах, мозжечке, продолговатом мозге, гипшкампе развивались дистрофические и некробиотические изменения нервных клеток. Кроме того, отмечался периваскулярный и перицеллулярный отек ткани. Показано, что выраженность морфологических изменений нарастала в динамике. Более значимые изменения в сосудах микроциркуляторного русла были обнаружены при интоксикации 1, -бутандиолом. Так уже через 3 ч наблюдешея периваскулярный отек, острый иг гинный стаз крови в сосудах со слайджем эритроцитов, тенденцией к их г политическому распаду, позднее были зарегистрированы внеклеточные

острые отложения зерен гемосидерина. Изменения были выявлены и в структурных компонентах мягкой мозговой оболочки.

У животных, отравленных этанолом, тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом в среднелетальной дозе, исследовали некоторые биохимические показатели энергетического обмена в крови и тканях головного мозга. В таблице 7 представлены данные об изменениях содержания глюкозы, лактата и пирувата в тканях головного мозга при остром отравлении тиопенталом натрия.

Таблица 7

Динамика содержания глюкозы, лактата и пирувата в тканях головного мозга

белых крыс при остром отравлении типенталом натрия в дозе ЛД50

Группа Головной мозг

Глюкоза, мМ/г Лактат, мМ/г Пируват, мМ/г

Физ. раствор (п=б) 0,953 ±0,035 1,995 ±0,032 0,091 ±0,005

Тиопентал натрия, 1 ч (п=5) 1,282 ±0,041* 1,422 ±0,029* 0,160 ±0,011*

Тиопентал натрия, 3 ч (п=8) 1,240 ±0,087* 1,671 ±0,132* 0,124 ±0,013

Тиопентал натрия, 6 ч (п=5) 1,530 ±0,184* 2,352. ± 0,042* 0,104 ±0,032

Тиопентал натрия, 8 ч (п=5) 0,836 ±0,149 2,257 ±0,341 0,065 ± 0,028

Примечание: * - р < 0,05 - по сравнению с животными, которым вводили физ. раствор

Через 1 час после введения производного барбитуровой кислоты у животных в крови наблюдалось повышение (р<0,05) концентрации глюкозы и пирувата, в тоже время содержание лактата снижалось в 1,4 раза по сравнению с контролем. В дальнейшем в течение всего срока исследования содержание глюкозы оставалось достоверно высоким, а концентрация лактата постепенно нарастала и к 6 ч была выше, чем в контроле.

Прогнозирование исхода острого отравления тиопенталом натрия выполнялось с помощью разработанных математических моделей. В группе «выживших» животных концентрация глюкозы в тканях головного мозга значимо не отличалась от уровня контрольных животных, в тоже время в группе «погибших» ее содержание было значимо выше через 6 ч. Уровень лактата у «выживших» животных был достоверно выше через 6-8 ч после

введения барбитурата, чем в группах «контроль» и «погибшие». Изменялось и содержание пирувата у «выживших» животных, которое было выше в 1,9 раз по сравнению с контролем уже через 1 ч, а через 8 ч его концентрация снизилась в 2,3 раза. В группе «погибших» животных содержание пирувата также было достоверно выше, а через 8 ч превышало в 2 раза его содержание по сравнению с «выжившими» животными.

Таким образом, на фоне острого отравления тиопенталом натрия в дозе ЛД50 среди животных, которые в течение 1 сут «выживут» и «погибнут», имеются значимые различия биохимических показателей в тканях головного мозга.

Экспериментальная оценка эффективности субстратов энергетического обмена при острых отравлениях депримирующими веществами

В работе исследовано влияние субстратов энергетического обмена в гоксикогенной фазе острых отравлений депримирующими агентами. Предварительно изучали распределение токсикантов в крови и тканях головного мозга в динамике. Данные об изменения содержания этанола представлены на рис. 3.

Рисунок 3. Изменение содержания этанола в крови и головном мозге животных после его внутрибрюшинного введения в дозе 1,ОЛД5о

Для оценки эффективности субстратов энергетического обмена препараты вводили через 0,5; 1 и 3 ч после токсиканта. Через 30 мин на фоне острого отравлении этанолом в дозе 0,8ЛД5о креатинфосфат (КФ) сокращал время нахождения крыс в боковом положении на 15,4 % по сравнению с

контрольной труппой соответственно (р<0,05) (рис. 4). Сукдинат, пируват и аспарагинат также уменьшали продолжительность изучаемого показателя (р>0,05). Похожие эффекты субстраты энергетического обмена оказывали на время выхода из бокового положения животных и через 1 ч после введения этанола. В группах отравленных крыс, которым вводили препараты через 3 ч, достоверных различий по исследуемому показателю по сравнению с контролем не выявлено, а при введении лактата и цитрата отмечалась тенденция к его увеличению.

н 0,9 % раствор №Ю Б Глюкоза щ Сукцинат

□ Пируват и Фосфокреатии а Цитрат

¡3 Фумарат □ Аспарагинат а Лактат

Рисунок 4. Среднее время выхода животных из бокового положения при применении субстратов энергетического обмена через 30 мин после инъекции

этанола в дозе 0,8 ЛД50 (п = 8). Примечание: * р < 0,05 - по сравнению с контролем, получавшим 0,9 % раствор

хлорида натрия

Было установлено, что глюкоза и сукцинат, введенные через 30 мин после этанола в дозе 1,ОЛД5о, снижали летальность на 10 %. Креатинфосфат снижал летальность до 30 %. В тоже время летальность после введения цитрата и лактата была выше на 30 и 20 % соответственно по сранению с контрольной группой. При введении креатинфосфата через 1 ч после этилового спирта наблюдалось снижение летальности на 16%. Более позднее использование субстратов через 3 ч после токсиканта не оказывало положительного эффекта. Более того., отмечалось достоверное повышение летальности на 38 % среди животных, получавших креатинфосфат, при этом животные погибали достоверно быстрее, чем в контрольной группе. Сукцинат и лактат увеличивали летальность на 21 % и 38 % соответственно. В группе отравленных крыс, получивших цитрат, летальность составила 100%.

Таким образом, достоверного положительного эффекта по показателю летальности от введения субстратов энергетического обмена через 3 ч после этанола не выявлено. Креатинфосфат, который ускорял выход из бокового положения и снижал летальность в ранние сроки интоксикации, через 3 ч на фоне тяжелого отравления увеличивал количество погибших животных.

В отдельной серии экспериментов креатинфосфат вводили внутрибрюшинно и внутривенно через 3 ч после этанола в дозе ЛД50. После внутривенного введения креатинфосфата гибель животных составила 100%, после интраперитонеального введения - 90%, а в контрольной группе среди крыс, получивших физиологический раствор, летальность была 50%.

При экспериментальной терапии сукцинатом натрия и креатинфосфатом через 0,5 и 1 ч острого отравлении тиопенталом натрия в дозе ЛДзо отмечалась тенденция к снижению количества погибших животных. Летальность среди животных, которым вводили субстраты энергетического обмена через 3 ч после тиопентала натрия, значимо не отличалась от контроля, а при назначении через 6 ч наблюдалась тенденция к увеличению летальности.

Похожие изменения показателя летальности были получены и для 1,4-бутандиола. При введении креатинфосфата, сукцината и пирувата через 0,5 ч после начала интоксикации выявлена тенденция к снижению летальности по сравнению с животными, получавшими физиологический раствор на 32, 23 и 21 % соответственно. Применение препаратов в более поздние сроки (через 3 и 6

4) после 1,4-бутандиола значимо не изменяло количество погибших животных по сравнению с контролем.

Таким образом, раннее назначение субстратов энергетического обмена оказывает положительное влияние на течение интоксикации, а при позднем назначении эффекта от экспериментальной терапии данными препаратами не было.

Дополнительно для изучения возможных механизмов выявленного феномена исследовали интенсивность дыхания гомогенатов головного мозга при остром отравлении этанолом, тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом (рис.

5). Установлено, что после введения этанола в среднелетальной дозе уже через 1 ч отмечалось статистически значимое (р<0,05) стойкое снижение потребления кислорода на 54% по сравнению с интактными животными. Это сопровождалось также угнетением реактивности газообмена в гомогенатах в ответ на субстратную стимуляцию дыхания сукцинатом (0,5 мМ). Интенсивность тканевого дыхания гомогенатов мозга при интоксикациях тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом статистически значимо снижалась в более поздние сроки по сравнению с интоксикацией этанолом. Через 3 ч величина потребления кислорода была в среднем на 45 и 41% соответственно

ниже, чем у интактных животных. В этот же срок отсутствовал прирост потребления кислорода в ответ на субстратную стимуляцию сукцинатом. Анализ полученных данных свидетельствует о фазовой динамике нарушений процессов утилизации кислорода на клеточном уровне, которая определяется природой депримирующего агента.

И - этанол 0 - тиопентал натрия Н - 1,4-бутандиол

А. Интенсивность тканевого Б. Реактивность газообмена дыхания гомогенатами головного гомогенатов головного мозга мозга крыс в ответ на субстратную

стимуляцию сукцинатом натрия

Рисунок 5. Динамика интенсивности дыхания гомогенатов головного мозга и реактивность газообмена гомогенатов при острых отравлениях депримирующими агентами в дозе ЛД50.

Примечание: * - р<0,05 по сравнению с исходным уровнем

Для изучения эффективности субстратов энергетического обмена при острых интоксикациях этанолом, тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом в зависимости от выраженности депримации отравленных животных предварительно разделяли на группы, используя расчетные показатели ИТНН и ИГК. Так как на данном этапе основная задача состояла в оценке эффективности субстратов в терапии токсической комы, то из исследования были исключены животные, статус которых до момента введения препаратов расценивался как «сопор» и «оглушение». Кроме того, в дальнейших расчетах не учитывали животных, находящихся в запредельной коме, так как все животные в, этом состоянии независимо от введенного препарата в дальнейшем погибли.

Данные о влиянии препаратов, введенных через 3 ч после этанола животным, находящимся в глубокой коме, представлены на рисунке 6. Дополнительное введение субстратов приводило к утяжелению состояния крыс по сравнению с контрольной группой. Летальность среди крыс после введения цитрата через 6 ч составила 100 %.

100%

Исходное :остояние

6ч 6ч Вч 6ч 8ч

Физ. Глюкоза Сукцинат КФ Цитрат

раствор

3 Глубокая кома

I Запредельная кома

Рисунок 6. Изменение состояния отравленных этанолом в дозе ЛД<;о крыс, находящихся в глубокой коме до введения (3 ч) субстратов энергетического

обмена

Пируват

Исходное состояние

Эффективность субстратов энергетического обмена в экспериментальной терапии поверхностной алкогольной комы представлена на рисунке 7.

100%

6ч 6ч 6ч 6ч

Физ. Сукцинат КФ Цитрат

раствор

□ Норма

В Умеренная кома

И Оглушение в Глубокая кома

а Сопор

■ Запредельная кома

Рисунок 7. Изменение состояния отравленных этанолом в дозе ЛД5о крыс, находящихся в умеренной коме до введения (3 ч) субстратов энергетического

обмена

В контрольной группе у 42 % животных отмечалась динамика с переходом в «сопор», а у 10 % - утяжеление клиники интоксикации (глубокая кома), эти животные погибли в 1 сутки. Экспериментальные препараты, введенные животным, не оказывали значимого положительного влияния на клинику интоксикации.

В дополнительной серии экспериментов была проведена оценка эффективности сукцината, пирувата, креатинфосфата и цитофлавина при остром отравлении этанолом в дозе 1,1 ЛД50 (табл. 8).

Таблица 8

Изменение показателей индекса глубины комы при применении субстратов энергетического обмена через 3 ч на фоне острого отравления этанолом в дозе

1,1 ЛД5 о

Группы животных ИГК, балл

до введения субстратов после введения

1 ч Зч 6ч

Физ. раствор 6,42 ± 1,01 (п=11) 7,13 ± 0,63 (п=9) 10,18 ± 1,89 (п=5)

Креатинфосфат 7,96 ±0,74 (п=15) 5,53 ± 0,89 (п=10) 3,63 ± 0,11*(п=2)

Сукцинат 7,11 ±0,7 (п=13) 7,18 ±0,81 (п=11) 5,52 ± 1,77* (п=3)

Цитофлавин 6,19 ± 0,94 (п=16) 7,64 ± 0,78 (п=12) 2,60 ± 0,64* (п=4)

Пируват 6,50 ± 0,45 (п=12) 7,33 ± 0,32 (п=12) 5,26 ±2,01 (п=4)

Примечание: * — р < 0,05 по сравнению с животными, которым вводили физ. раствор

Все препараты для экспериментальной терапии вводили через 3 ч после этилового спирта. На основании расчета ИГК состояние животных через 1 и 3 ч расценивалось как глубокая кома. После введения креатинфосфата и цитофлавина состояние животных по критерию ИГК было менее 4 баллов и соответствовало терминальной коме. В ¡группе животных, получавших сукцинат и пируват натрия, через 6 ч также отмечалось снижение ИГК.

Таким образом, креатинфосфат, пируват, сукцинат натрия и комплексный препарат цитофлавин, введенные через 3 ч на фоне крайне тяжелой интоксикации этанолом вызывали утяжеление клиники интоксикации и повышали летальность экспериментальных животных по сравнению с группой отравленных крыс, получивших физиологический раствор. Кроме того, не отмечено значимого улучшения состояния животных при введении субстратов энергетического обмена через 3 ч крысам, находящимся в состоянии умеренной комы, вызванной тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом в среднелетальной

дозе. Напротив, использование препаратов экспериментальной терапии при глубокой коме сопровождалось утяжелением неврологического статуса крыс и увеличением летальности.

Экспериментальная оценка эффективности нейропептидов при острых отравлениях денримирующими веществами

В результате проведенных на этом этапе исследований было установлено, что пептидные препараты кортексин, церебролизин, дельтарагг, ПИТ-10 и семакс при интраперитонеальном введении в экспериментальной терапии острого отравления этанолом (ЛД50) не оказывали значимого эффекта по показателю летальности по сравнению с физиологическим раствором.

Таблица 9

Показатели теста «открытое поле» при интраназальном введении семакса

крысам, отравленным этанолом в дозе 0,8 ЛД50

Время введения Показатели теста «Открытое поле»

Группа животных Латентный период, с Горизонтальное пере- Вертикальные стойки Загляды-вание Груминг Болюсы

мещгние

Физ. 5,89 12.55 4,77 0,78 4,67 1,0

и ч раствор ±2,20 ±3,53 ±0.81 ±0,43 ±1,48 ±0,44

о § Й Семакс 4,16 17,0 3,83 2,0 2,83 0,16

а- 2 0,03 мг/кг ±1,42 ±4,59 ±1,08 ±0,73 ±1,22 ±0,17

Й 8 Й о. Семакс 0,3 4,00 19.00 2,00 2,17 1,66 0,83

мг/кг ±1,27 ±3,04 ±1,08* ±1,08 ±0,92 ±0,83

ЕГ Семакс 3 3,33 27 7,17 6,16 7,66 1,0

мг/кг ±1,36 ±2,79* ±1,49* ±1,62* ±2,69 ±0,45

Физ. 7,88 12,25 4,38 0,75 4,63 1,25

и ь; раствор ±2,17 ±2,86 ±0,80 ±0,49 ±1,68 ±0,45

а а Семакс 10,33 14,33 4,67 1,17 2,0 0,33

Я" § го § « Й О Г) & 0,03 мг/кг ±3,11 ±3,76 ±1,20 ±0,65 ±1,12 ±0,21

Семакс 0,3 3,40 23,2 2,2 1,4 6,41 0,2

мг/кг ±2.52* ±3,14* ±1,11 ±0,40 ±1,6 ±0,2*

Семакс 3 4,80 24,40 4,40 1,40 6,60 0

мг/кг ±1,98* ±4,03* ±1,12 ±0,51 ±2,42 ±0*

Примечание: * - р < 0,05 по сравнению с животными, которым вводили физ.

раствор

В дальнейшем был проведен анализ сравнительной эффективности

семакса (0,03; 0,3 и 3 мг/кг) через 1 и 3 ч на фоне острого отравления этанолом в дозе 0,8 ЛД50. Контрольные животные получали интраназально

физиологический раствор в равном объеме. Достоверных изменений по показателю летальности в группах животных, которым вводили пептидный препарат, не выявлено. Для оценки нейропротекторного действия семакса выживших животных к концу 1 сут тестировали в «открытом поле» (таблица 9). Положительное влияние семакс оказывал в дозах 0,3 и 3 мг/кг: повышал двигательную и исследовательскую активность крыс, что свидетельствует о более быстром восстановлении животных по сравнению с контрольной группой.

В следующей серии экспериментов проводили оценку защитного действия церебролизина и дельтарана на фоне острого отравления этанолом (0,8 ЛД50). Дельтаран вводили в дозе 150 мкг/кг в пересчете на содержание ДСИП, а церебролизин в дозе 2 мл/кг. Препараты вводили внутрибрюшинно через 30 мин после этанола и оценивали динамику неврологических показателей. В группах животных, получавших церебролизин и дельтаран, отмечалось достоверное (р<0,05) повышение двигательной активности и более раннее восстановление болевой чувствительности по сравнению с контролем. Болевая чувствительность восстанавливалась уже через 4 ч, а в контроле даже к 6 ч эксперимента полного восстановления показателя не отмечалось.

Среди проблем оказания помощи при острых тяжелых отравлениях одной из основных остается выбор оптимального способа введения препаратов для обеспечения их адресной доставки к органу мишени. Одним из таких способов может быть интраназалыгое введение препаратов. В эксперименте исследовали влияние семакса (3 мг/кг) при интраназалыюм и интраперитонеальном путях введения на клинику интоксикации и летальность животных на фоне острой интоксикации этанолом (табл. 10). Полученные данные, свидетельствуют об эффективности семакса при интраназальном введении.

Таблица 10

Влияние семакса (3 мг/кг), введенного интраназалыю или внутрибрюшинно через 1 ч после начала интоксикацииии, на летальность (%) крыс, отравленных

этанолом в дозе ЛД50

Группы животных Путь введения пептида или физ. раствора Количество животных Летальность, %

1 сут 3 сут

Физ. раствор интраназалыю 12 50 ± 15 ^ 92 ±8

Семакс интраназалыю 12 17± 11 33 ± 15*

Физ. раствор 1 внутрибрюшинно 13 46 ± 14 85 ± 10

Семакс внутрибрюшинно 14 36 ± 13 86 ± 10

Примечание: * - р < 0,05 по сравнению с животными, которым вводили физ. раствор

Интегральные показатели ИТНН и ИГК, которые рассчитывались у отравленных животных, представлены в таблице 11.

Таблица 11

Динамика показателей ИТНН и ИГК при интраназальном и внутрибрюшинном введении семакса (3 мг/кг) через 1 ч после острого отравления этанолом в дозе

ЛД50

Группы животных ИТНН, балл ИГК, балл

1 ч 3 ч 6ч 1 ч Зч 6ч

Физ. раствор (интраназально) 19,08 ± 0,49 (п=12) 20,16 ± 0,56 (п=12) 20,08 ± 0,51 (п=6) 7,14 ± 0,82 (п=12) 7,62 ± 0,58 (п=12) 7,62 ± 0,58 (п=12)

Семакс (интраназально) 19,17 ± 0,11 (ч=12) 23,65 ± 1,07* (п=12) 34,53 ± 1,23* (п=12) 8,25 ± 0,31 (п=12) 13,56 ± 0,97* (п=12) 26,05 ± 1,29* (п=12)

Физ. раствор (внутрибрюшинно) 18,92 ± 0,33 (п=13) 20,17 ± 0,56 (п=12) 20,08 ± 0,51 (п=12) 7,03 ± 0,57 (п=13) 7,77 ± 0,52 (п=12) 7,66 ± 0,60 (.1=12)

Семакс (внутрибрюшинно) 19,64 ± 0,39 (п=13) 19,31 ± 0,22 (п=13) 19,31 ± 0,21 (п=12) 6,92 ± 0,43 (п=13) 6,78 ± 0,55 (п=13) 6,63 ± 0,55 (п=12)

Примечание: * - р < 0,05 по сравнению с животными, которым вводили физ. раствор

Динамика изменения ИТНН и ИГК свидетельствует об эффективности интраназальнош введения семакса в дозе 3 мг/кг. Кроме того, введение данного пептида сопровождалось увеличением частоты дыхания (р<0,05) через 3 ч исследования, а к 6 ч - повышением ЧСС (р<0,05).

Таким образом, интраназальное введение семакса при тяжсльг< отравлениях этанолом приводит к снижению летальности, ускорению восстановления неврологических и вегетативных показателей.

Пептидные препараты дельтаран, ПИТ-10, церебролизин, кортексин и семакс не оказывали защитного эффекта по показателю летальности при остром отравлении тиопенталом натрия в среднелетальной дозе. Кроме того, ДСИП и препараты на его основе (ПИТ-10 и дельтаран) при остром отравлении тиопенталом натрия увеличивали количество погибших животных (табл. 12).

Данные проведенных экспериментов свидетельствуют о потенцировании дельта-сон индуцирующим пептидом токсичности тиопентала натрия.

Таблица 12

Влияние ДСИП-содержащих препаратов, введенных внутрибрюшинно через 1 ч после начала интоксикацииии, на летальность (%) крыс, отравленных тиопенталом натрия в дозе ЛД50

Группы животных Количество Летальность, %

животных

Физиологический раствор 12 42 ± 15

Дельтаран (300 мг/кг по ДСИП) 12 83 ± 11

ПИТ-10 (300 мг/кг по ДСИП) 12 75 ±13

ДСИП (300 мг/кг) 12 83 ±11

Профилактическое введение семакса за 30 мин до инъекции производного барбитуровой кислоты достоверно увеличивало время нахождения крыс в «боковом положении», при этом у животных достоверно повышалась частота дыхания на 30 % и отмечалось снижение летальности по сравнению с контролем. Введение препарата через 1 ч на фоне клинической картины крайне тяжелой интоксикации не сопровождалось защитным эффектом.

Таблица 13

Влияние семакса (3 мг/кг), введенного интраназально, на продолжительность «бокового положения» (ч) и летальность (%) крыс, отравленных тиопенталом

натрия в дозе ЛДя

Группа Количество животных Время бокового положения, ч Летальность в 1 сут, %

Физ. раствор за 30 мин до тиопентала натрия 10 4,64 ± 0,75 60 ± 16

Семакс за 30 мин до тиопентала натрия 10 5,04 ± 0,28* 20± 13

Физ. раствор через 1 ч после тиопентала натрия Ю 5,01 ± 0,79 50 ± 17

Семакс через 1 ч после тиопентала натрия 10 4,54 ± 0,75 60 ± 16

Примечание: * — р < 0,05 по сравнению с животными, которым вводили физ. раствор

В дальнейшем сравнивали эффективность пептидных препаратов при острых отравлениях 1,4-бутандиолом в средне летальной дозе (табл. 14). ДСИП-

содержащие препараты, введгнные через 1 ч после двухатомного спирта, приводили к снижению количества погибших экспериментальных животных. Снижение летальности при назначении препаратов в более поздние сроки было выявлено для церебролизина, дельтарана (р<0,05), ПИТ-10 и семакса.

Таблица 14

Влияние пептидов, введенных интраназально, на летальность (%) крыс, отравленных 1,4-бутаидиолом в дозе ЛД50

Время Группы животных Количество Летальность (%)

введения животных через 8 ч

Физ. раствор 9 56 ±18

И1 Кортексин (0,1 г/кг) 8 50± 19

п Церебролизин (2 мл/кг) 8 38 ±18

О, о Дельтаран (300 мкг/кг по ДСИП) 8 25 ±16

У ПИТ-10 (300 мкг/кг по ДСИП) 9 22 ± 14

Семакс (0,3 мг/кг) 8 50 ± 19

Физ. раствор 12 42 ± 15

В* Кортексин (0,1 г/кг) 14 50 ± 14

Г<"1 О Церебролизин (2 мл/кг) 12 25 ±13

Он О Дельтаран (300 мкг/кг по ДСИП) 12 8 ±8*

V ПИТ-10 (300 мкг/кг по ДСИП) 12 17 ± 11

Семакс (0,3 мг/кг) 12 25 ± 13

Примечание: * - р < 0,05 по сравнению с животными, которым вводили физ.

раствор. Животных, погибших на момент введения пептидов, в расчетах не

^итывали

Экспериментальная оценка эффективности комбинации нейропептидов и субстратов энергетического обмена при острых отравлениях депримирующими веществами

Животным, отравленным тиопенталом натрия, через 3 ч вводили интраназально семакс (0,3 мг/кг) и инутрибрюшинно креатинфосфат (5 ммоль/кг) (табл. 15). После проведения тестирования неврологических показателей из исследования были исключены животные, которые находились в состоянии сопора, оглушения и терминальной комы.

Все животные, получившие комбинацию препаратов (семакс и креатинфосфат) к 6 ч исследования, как и в конгрольной группе, находились в состоянии комы. Однако гибель животных в течение 1 сут при применении комбинации препаратов не отмечалась.

Таблица 15

Влияние комбинации препаратов семакс (0,3 мг/кг) и креатинфосфат

(5 ммоль/кг), введенных через 3 ч после начала интоксикации, на летальность (%) крыс, отравленных тиопенталом натрия в дозе ЛД50

Группы животных Показател! Количество животных вышедших из комы \ Летальность, %

6ч 8ч

Физ. раствор (интраназально и внутрибрюшинно) 0/8 0/5 62 ± 18 ______(п-8)

Семакс (интраназально) + креатинфосфат (внутрибрюшинно) 0/10 4/10 0± 10* (п=10)

Семакс (интраназально) + физ. раствор (внутр ибрюшинно) 2/7 2/5 60 ±16 (п=10)

Физ. раствор (интраназально) + креатинфосфат (внутрибрюшинно) 3/7 4/6 50 ± 17 (п=10)

Примечания: * - р < 0,05 по сравнению с животными, которым вводили физ. раствор; в числителе - количество животных, у которых наблюдался эффект, в знаменателе — общее количество животных. Крыс, погибших до ведения комбинации препаратов, не учитывали.

***

В ряде работ отечественных и зарубежных авторов предпринимались попытки создания классификации химических соединений, обладающих депримирующим действием, однако до настоящего времени общепринятого её варианта не разработано (Голиков С.Н. и др., 1986; Куценко С.А., 2004; Элленхорн М.Дж., 2003; Афанасьев В.В., 2009; Delay J., Deniker P., 1961). Именно поэтому на первом этапе исследования в результате анализа данных литературы и собственных результатов химические соединения, способные вызвать депримацию, были выделены две группы: вещества первично депримирующего действия (депримирующие агенты) - нарушающие проведение и генерацию нервного импульса, и вторично депримирующие соединения - эффекты, которых определяются развитием процессов, опосредованно приводящих к подавлению функциональной активности нейронов. Подобное разделение веществ по механизму депримации обосновано в токсикогенную стадию острого отравления и может быть использовано для дальнейшей систематизации знаний о механизмах формирования терминальшлх патологических состояний, сопровождающихся глубоким угнетением сознания.

Экспериментальное моделирование состояний, сопровождающихся

угнетением функций центральной нервной системы на мелких лабораторных животных, сопряжено с рядом сложностей, в том числе связанных с интерпретацией полученных результатов (Рейнюк B.JI., 2008; Стрекалова О.С. и др., 2009; Красовский Г.Н., 2009). В данной работе был проведен скрининг 21 соединения, обладающих различными механизмами токсического действия и способных вызвать у человека кому. Показано, что не все соединения, в условиях эксперимента могут быть применены для моделирования комы у животных. Установлено, что этанол, оксибутират натрия и тиопентал натрия, 1,4-бутандиолом позволяют моделировать весь спектр депримирующих эффектов от сопора до комы. После проведения статистической обработки неврологических и вегетативных показателей у отравленных животных были впервые созданы оригинальные математические модели, позволяющие расчитать индекс тяжести неврологических нарушений и индекс глубины комы, а также прогнозировать исход интоксикации.

Созданные модели были использованы для оценки эффективности субстратов энергетического обмена и нейропептидов в терапии токсической комы, вызванной депримирующими веществами.

Пристальное внимание исследователей в области экспериментальной и клинической токсикологии и фармакологии, направленное на изучение подходов к коррекции нарушений метаболизма при тяжелых отравлениях нейротоксикантами субстратами энергетического обмена, инициируется отсутствием устоявшихся взглядов на эффективность этой группы препаратов для терапии угрожающих жизни состояний химического генеза (Ивницкий Ю.Ю. и др., 2004; Ливанов Г.А. и др., 2007; Васильев С.А., 2010, Алехнович A.B. и др., 2010). Полученные в работе экспериментальные результаты убедительно свидетельствуют о том, что эффективность субстратов энергетического обмена при тяжелых отравлениях депримирующими ядами носит во времени фазный характер, оказывая положительное влияние при раннем назначении, а при позднем назначении, напротив, они или неэффективны или даже способны утяжелять состояние отравленных животных и увеличивать летальность.

В литературе широко представлены данные об эффективности препаратов пептидной природы при критических состояниях (острые нарушения мозгового кровообращения, черепно-мозговые травмы) как в экспериментальных исследованиях, так и в клинике (Ашмарин И.П., 1997; Шабанов П.Д., 2008; Sewald N., 2002). При этом встречаются лишь единичные публикации о возможности использования пептидов в терапии отравлений,

вызванных депрнмирующимн соединениями (Алехнович A.B. и др., 2004; Петров А.Н., 2007). В результате проведенных исследований впервые показано, что пептидные препараты (семакс, дельтаран, ПИТ-10, церебролизин) могут рассматриваться как потенциальные средства для терапии острых отравлений депримирующими веществами. Их использование при интоксикациях можно рассматривать как новое направление для проведения дальнейших научных работ по совершенствованию медицинской помощи пострадавшим от факторов химической природы.

Подводя итог проделанной работе, можно заключить, что созданы модели оценки депримирующих эффектов, которые могут быть использованы в экспериментальной токсикологии и фармакологии, установлены закономерности применения субстратов энергетического обмена при терапии отравлений депримирующими веществами, обоснована перспективность исследований по применению пептидных соединений в терапии критических состояний химической этиологии.

ВЫВОДЫ

1. Соединения депримирующего действия с учетом ведущего механизма токсического действия могут быть разделены на две группы: первая — вещества, нарушающие генерацию, проведение и передачу нервного импульса (первично депримирующие), вторая - соединения, угнетение функций ЦНС при действии которых вторично и связано с развитием типовых патологических процессов (вторично депримирующие). К первично депримирующим относятся вещества, оказывающие угнетающее действие на ЦНС в результате неспецифических мембранотропных эффектов или путем прямого влияния на нейромедиаторные системы головного мозга (агонисты тормозных и антагонисты возбуждающих нейромедиаторов: агонисты ГАМК-ергических систем, агонисты опиоидной системы, антагонисты глутаматергической системы, антагонисты холинергической системы (центральные холинолитики), антагонисты Н1-гистаминовых рецепторов (антигистаминные препараты) и смешанные агонисты-антагонисты, влияющие на одну или несколько медиаторных систем).

2. На основании алгоритма оценки депримирующего действия химических веществ с учетом неврологических и вегетативных показателей разработаны и математически обоснованы шкалы оценки степени угнетения функций ЦНС и тяжести состояния экспериментальных животных при острых отравлениях. Установлено, что не все соединения, вызывающие развитие

токсической комы в клинической практике, могут быть использованы для создания моделей подобных состояний в экспериментах на грызунах. Так, для азалептина, карбофоса, фентанила, морфина, 1,1-диметилгидразина, атропина, этиленгликопя, дихлорэтана, нитрита натрия, нитробензола моделирование всего спектра депримирующих эффектов в эксперименте невозможно.

3. Разработаны и апробированы математические модели, позволяющие оценить депримирующие эффекты при отравлениях этанолом, тиопенталом натрия, 1,4-бутандиолом и оксибутиратом натрия в экспериментальных исследованиях на крысах. Для оценки выраженности угнетения функций нервной системы и глубины комы предложены интегральные показатели: индекс тяжести неврологических нарушений и индекс глубины комы. Созданы модели, позволяющие на основании оценки неврологического статуса и показателей витальных функций в первые сутки прогнозировать исход острого отравления этанолом, тиопенталом натрия, 1,4-бутандиолом и оксибутиратом натрия.

4. Острое отравление веществами депримирующего действия сопровождается снижением интенсивности дыхания гомогенатов тканей головного мозга и уменьшением потребления кислорода животными. Интенсивность тканевого дыхания гомогенатов мозга при интоксикациях тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом снижается в более поздние сроки (через 3 ч), чем при отравлении этанолом.

Биохимические показатели (содержание глюкозы, лактата и пирувата) в тканях головного для групп животных, которые с использованием расчетных методов прогноза исхода интоксикации депримирующими веществами относятся к «выжившим» и «погибшим», имеют значимые различия.

При острых тяжелых отравлениях депримирующими агентами развиваются дистрофические и некробиотические изменения нервных клеток, периваскулярный и перицеллулярный отек головного мозга в сочетании с расстройствами кровообращения, выраженность которых нарастает во времени. Более выраженные сосудистые нарушения выявляются у животных, отравленных 1,4-бутандиолом.

5. Эффективность применения субстратов энергетического обмена при острых тяжелых отравлениях нейротоксикантами зависит от сроков введения препаратов.

Креатинфосфат, введенный через 0,5-1 ч после этанола (0,8 ЛД50 и ЛД50), снижает летальность и сокращает время «бокового положения». При введении сукцината и креатинфосфата через 1 ч на фоне острого отравления тиопенталом

натрия и 1,4-бутандиолом в дозе ЛДдо отмечается тенденция к снижению летальности отравленных животных.

Сукцинат натрия и креатинфосфат, введенные через 3 ч при интоксикациях этанолом (0,8 ЛД5о и ЛД5о), увеличивают количество погибших животных в группах. Использование препаратов через 3 и 6 ч неэффективно по показателю летальности при интоксикации 1,4-бутандиолом, а при отравлении тиопенталом натрия наблюдается рост количества погибших животных.

6. Креатинфосфат и сукцинат натрия, введенные через 3 ч животным, находящимся в глубокой тиопенталовой и этаноловой коме, утяжеляют состояние отравленных крыс; при этом снижаются индекс тяжести неврологических нарушений и индекс глубины комы, а также увеличивается летальность по сравнению с контролем.

7. Пептидные препараты семакс, церебролизин и дельтаран в экспериментальной терапии острого отравления, вызванного введением этанола в дозе 0,8 ЛД5о, способствуют более раннему восстановлению функций ЦНС. Пептидные препараты кортексин, церебролизин, дельтаран, ПИТ-10 и семакс при интраперитонеальном введении на фоне острого крайне тяжелого отравления этанолом не снижают показатель летальности. Препараты, содержащие дельта-сон индуцирующий пептид, введенные через 3 ч на фоне острого тяжелого отравления 1,4-бутандиолом, уменьшают количество погибших экспериментальных животных.

Препараты, содержащие дельта-сон индуцирующий пептид (ПИТ-10 и дельтаран), в терапии острых интоксикаций тиопенталом натрия вызывают увеличение количества погибших животных.

8. Семакс (3 мг/кг) при интраназальном введении на фоне острого отравления этанолом снижает летальность, ускоряет восстановление неврологических и вегетативных показателей, в то время как при внутрибрюшинном введении значимого влияния на течение и исход интоксикации не оказывает.

Эффективность семакса при профилактическом (за 30 мин) и лечебном (через 1 ч) интраназальном введении при остром отравлении тиопенталом натрия различается. При профилактическом введении семакса в меньшей степени угнетается дыхание (на 30 %) и наблюдается тенденция к снижению летальности отравленных животных. Семакс на фоне крайне тяжелой интоксикации тиопенталом натрия не оказывает защитного эффекта.

9. Показана эффективность комбинации препаратов пептидной природы и субстратов энергетического обмена при тяжелых интоксикациях тиопенталом

натрия. Сочетание пептидного препарата семакса (0,3 мг/кг, интраназально) и субстрата энергетического обмена креатинфосфата (5 ммоль/кг, интраперитонеально), введенных через 3 ч на фоне барбитуратной интоксикации (ЛД50), снижает летальность среди отравленных животных.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Созданный алгоритм моделирования токсических ком в эксперименте может быть реализован для выполнения научных исследований, направленных на изучение патогенеза тяжелых отравлений депримирукнцими веществами.

2. Разработанные модели оценки депримирующих эффектов для этанола, тиопентала натрия, оксибутирата натрия и 1,4-бутандиола целесообразно использовать с целью проведения доклинических исследований по оценке эффективности средств терапии острых интоксикаций.

3. Полученные данные о нейроптекторных свойствах препаратов пептидной природы могут быть реализованы в исследованиях по расширению спектра показаний для применения нейропептидов при острых тяжелых отравлениях, сопровождающихся угнетением функций ЦНС.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК:

1. Куценко С.А. Глутатионзависимая антиоксидантная система в некоторых тканях крыс в условиях острого отравления производными гидразина / С.А. Куценко, А.И. Карпищенко, С.И. Глушков, В.А. Башарин // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2001. - Т. 35, № 1. - С. 68-73.

2. Куценко С.А. Состояние глутатионзависимой антирадикальной системы и процессов перекисного окисления липидов в различных тканях лабораторных животных при острых отравлениях тиопенталом натрия / С.А. Куценко, Г.А. Ливанов, В.А. Башарин [и др.] // Токсикологический вестник. — 2002.-№ 1.-С. 11-17.

3. Коваленко А.Л. Цитофлавин и церебролизин в коррекции последствий экспериментального и геморрагического инсульта / А.Л. Коваленко, A.B. Носов, В.А. Башарин [и др.] // Вестник СПбГМА им. И.И. Мечникова. - 2002. -№ 3. - С. 104-107.

4. Куценко С.А. Модификация эффектов конвульсантов на фоне необратимой блокады ГАМКа-рецепторов норборнаном / С.А. Куценко, А.И. Головко, В.А. Башарин [и др.] // Токсикологический вестник. - 2007. - № 3. - С. 7-11.

5. Гребешок А.Н. Профилактика и медицинская помощь при острых отравлениях токсичными продуктами горения / А.Н. Гребенюк, В.А. Баринов, В.А. Башарин // Военно-медицинский журнал. - 2008. - Т. 329, № 3. - С. 26-32.

6. Башарин В.А. Коррекция нарушений потребления кислорода при тяжелых отравлениях нейротропными ядами / В.А. Башарин, A.B. Носов // Вестник Российской Военно-медицинской академии. - 2008. - № 3. - С. 14-17.

7. Гребенюк А.Н. Оказание неотложной медицинской помощи пострадавшим при пожарах / А.Н. Гребенюк, В.А. Баринов, В.А. Башарин, Н.Ф. Маркизова // Медицина катастроф. - 2008. - № 2 (62). - С. 14-17.

8. Granstrem О. Neuroprotective effects of cortexin and cortagen in rats with focal brain ischemia and brain trauma / O. Granstrem, S. Schramm, V. Basharin [et al.] // Journal of Peptide Science. - 2008. - Vol. 14, № 8, Supp. - P. 119.

9. Бонитенко Е.Ю. Оценка неврологического статуса при острой алкогольной интоксикации в эксперименте / Е.Ю. Бонитенко, А.Н. Гребенюк, В.А. Башарин [и др.] // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. -2010. - Т. 149, № 3. - С. 300-304.

10. Башарин В.А. Экспериментальная модель барбитуратной комы / В.А. Башарин, Е.Ю. Бонитенко, А.Н. Гребенюк [и др.] // Токсикологический вестник. - 2010. - № 4. - С. 25-29.

Статьи, опубликованные в электронных журналах, рекомендованных ВАК:

11. Головко А.И. Терапевтическая эффективность церебролизина и пирацетама при закрытой черепно-мозговой травме у крыс на фоне острой интоксикации этанолом / А.И. Головко, М.Б. Иванов, В.А. Башарин [и др.] // Medline.ru. - 2004. - Т. 4 (ст.134). - С. 482-485. - Режим доступа: http// www.medline.ru, свободный.

12. Иванов М.Б. Влияние дельта-сон индуцирующего пептида на ГАМКа-рецепторные структуры в эксперименте / М.Б. Иванов, Е.Ю. Бонитенко, В.А. Башарин [и др.] // Medline.ru. - 2005. - Т. 6 (ст. 171). - С. 662-672. - Режим доступа: http//www.medline.ru, свободный.

13. Иванов М.Б. Влияние на межрецепторные взаимоотношения модуляции дельта-сон индуцирующим пеитидом ГАМКа-рецепторных структур / М.Б. Иванов, Е.Ю. Бонитенко. В.А. Башарин [и др.] // Medline.ru. — 2005. - Т. 6 (ст. 172). - С. 673-682. - Режим доступа: http//www.medline.ru, свободный.

Другие публикации по теме диссертационного исследования:

14. Носов A.B. Эффективность «Церебролизина» в экспериментальной терапии геморрагического инсульта / A.B. Носов, М.Б.Иванов, В.А. Башарин [и

др.] // Церебролизин: фармакологические эффекты и место в клинической практике: Сборник докладов IV симпозиума. - М., 2002. - С. 36-45.

15. Башарин В.А. Применение пептидных препаратов при острых отравлениях тиопенталом натрия / В.А. Башарин, М.Б. Иванов, Е.Ю. Бонитенко // Медико-биологические проблемы противолучевой и противохимической защиты: Материалы Рос. науч. конф. - СПб.: Фолиант, 2004. - С. 331-332.

16. Бонитенко Е.Ю. Влияние «окисляющих» агентов на течение тяжелых отравлений этанолом в эксперименте / Е.Ю. Бонитенко, М.Б. Иванов, В.А. Башарин // Медико-биологические проблемы противолучевой и противохимической защиты: Материалы Рос. науч. конф. - СПб.: Фолиант, 2004. - С. 333-334.

17. Спирты / Н.Ф. Маркизова, А.Н. Гребешок, В.А. Башарин, Е.Ю. Бонитенко. - СПб.: Фолиант, 2004. - 112 с.

18. Нефтепродукты / Н.Ф'. Маркизова, А.Н. Гребешок, В.А. Башарин, Т.Н. Преображенская. - СПб.: Фолиант, 2004. - 128 с.

19. Головко А.И. Оценка, эффективности кортексина на модели закрытой черепно-мозговой травмы / А.И. Головко, М.Б. Иванов, В.А. Башарин // Психофармакология и биологи ческая наркология. - 2007. - Т. 7, спец. вып., Ч. 1.-С. 1660.

20. Иванов М.Б. Экспериментальная оценка влияния дельта-сон индуцирующего пептида на ГАМКа-рецепторные структуры / М.Б. Иванов, В.А. Башарин, Е.Ю. Бонитенко // Психофармакология и биологическая наркология. - 2007. - Т. 7 , спец. вып., Ч. 1. - С. 1707.

21. Токсичные компоненты пожаров / Н.Ф. Маркизова, А.Н. Гребенюк, В.А. Башарин, Т.Н. Преображенская. - СПб.: Фолиант, 2008. - 208 с.

22. Башарин В.А. Проблемы моделирования коматозных состояний в эксперименте / В.А. Башарин // Вестник Российской Военно-медицинской академии. - 2008. -№3, прил. 1.-С. 156-157.

23. Башарин В.А. Подходы к коррекции нарушений гомеостаза при токсических комах в эксперименте /В.А. Башарин, М.Б. Иванов, Е.Ю. Бонитенко // Вестник Российской Военно-медицинской академии. - 2008. - № 3, прил. 1.-С. 190-191.

24. Башарин В.А. Изменения потребления кислорода экспериментальными животными при тяжелых отравлениях этанолом и азалептином / В.А. Башарин, A.B. Носов // 3-й съезд токсикологов России: Тез. докл. - М., 2008. - С. 201-203.

25. Башарин В.А. Применение субстратов энергетического обмена при острых тяжелых отравлениях 1,4-бутандиолом / В.А. Башарин // 3-й съезд токсикологов России: Тез. докл. -М., 2008. - С. 365-367.

27. Бонитенко Е.Ю. Эффективность веществ, влияющих на энергетический обмен, при острых отравлениях этанолом / Е.Ю. Бонитенко,

B.А. Башарин, М.Б. Иванов // 3-й съезд токсикологов России: Тез. докл. - М., 2008.-С. 373-374.

27. Гранстрем O.K. Изучение нейропротекторных эффектов кортексина и кортагена на моделях фокальной ишемии головного мозга и черепно-мозговой травмы у крыс / O.K. Гранстрем, Ю.В. Ангиуллин, В.А. Башарин [и др.] // Нейрохимические механизмы формирования адаптивных и патологических состояний мозга: Тез. докл. науч. конф. с междунар. участием. - СПб., 2008. -

C. 31-32.

28. Башарин В.А. Экспериментальная терапия сукцинатом натрия и фосфокреатином острых тяжелых отравлений нитритом натрия / В.А. Башарин, A.B. Носов, P.A. Тарумов // Экспериментальная и клиническая фармакология: Материалы 3-й междунар. науч. конф. - Минск: Национальная Академия Наук Беларуси, - 2009. - С. 20-22.

29. Бонитенко Е.Ю. Моделирование токсических ком, вызванных веществами депримирующего действия / Е.Ю. Бонитенко, А.Н. Петров, U.A. Башарин [и др.] // Труды института токсикологии, посвященные 75-летию со дня основания / Под. ред. С.П. Нечипоренко. - СПб., 2010. - С. 16-30.

30. Бонитенко Е.Ю. Влияние субстратов энергетического обмена на показатели летальности экспериментальных животных при острой тяжелой интоксикации этанолом / Е.Ю. Бонитенко, А.Н. Гребешок, В.А. Башарин // Химическая безопасность Российской Федерации в современных условиях: Материалы науч.-практ. конф. - СПб, 2010. - С. 173-174.

31. Бонитенко Е.Ю. Профилактическое применение амида изовалериановой кислоты при остром тяжелом отравлении 1,4-бутандиолом / Е.Ю. Бонитенко, А.Н. Гребенюк, В.А. Башарин, A.B. Носов // Медицинские и физиологические проблемы экологии человека: Тез. докл. 3-й Всерос. конф. с междунар. участием. - Ульяновск, 2009. - С. 234-235.

32. Башарин В.А. Субстратная модификация энергетического обмена как направление лечения интоксикаций этиловым спиртом / В.А. Башарин // Достижения науки и практики в обеспечении санитарно-эпидемиологического благополучия Вооруженных Сил Российской Федерации: Труды 3-го съезда военных врачей медико-профилактического профиля Вооруженных Сил Российской Федераций. - СПб., 2010. - С. 312-313.

Подписано в печать 14.01.11 Формат 60x84/16

Объем 2 пл. Тираж 100 экз. Заказ №21

Типография BMA им. С.М. Кирова 194044, СПб., ул. Академика Лебедева, 6

На современном этапе развития человечество сталкивается с проблемой стремительной химизация1 всех сфер деятельности, по масштабам несоизмеримой с имевшей место в XX веке [86]. Хотя существующая система контроля за оборотом токсичных агентов обеспечила снижение количества случаев острых и хронических отравлений на производстве, в то же время во всех странах мира наблюдается неуклонное увеличение общего числа острых отравлений [97].

Практически любое химическое соединение, особенно при тяжелых интоксикациях, обладает нейротоксическим действием. Среди эффектов, вызываемых этими соединениями, особо следует выделить депримирующее действие — угнетение функций ЦНС с нарушением сознания. В России около 70% пациентов, поступающих в токсикологические центры, имеют нарушения сознания [98]. Токсическая кома является наиболее тяжелым проявлением депримации.

В среднем по Российской Федерации удельный вес отравлений депримирующими веществами составляет от 62,4% до 69,2% от всех случаев интоксикаций. В Москве в структуре причин отравлений преобладают лекарственные препараты психотропного действия (противосудорожные, седативные, снотворные и противопаркинсонические средства, антидепрессанты и др.), составляя в среднем 27,4% от всех обращений, наркотики и психодислептики — 16,3%, алкоголь и суррогаты — 11,6%, а органические растворители и хлорированые углеводороды составляют 13,2% [122]. Аналогичный спектр химических веществ доминирует среди причин отравлений и в других городах [173]. По данным Московского городского бюро судебно-медицинской экспертизы в 2008-2009 гг. причиной летальных исходов в 86,1-87,3% случаев отравлений являлись депримирующие вещества [122].

Актуально изучение депримирующих веществ с точки зрения военной и экстремальной медицины как в военное, так и в мирное время. Развитие токсической комы может иметь место в. результате воздействия химического фактора на военнослужащих и население с формированием очагов химического поражения и возникновением' массовых санитарных потерь. Тяжелые отравления, сопровождающиеся развитием комы, могут возникнуть на предприятиях химической промышленности и объектах хранения и уничтожения отравляющих и высокотоксичных веществ при аварийных ситуациях, в быту — при передозировке лекарственных средств, использовании токсикантов с целью опьянения или суицида, а также в результате как террористических и диверсионных актов, так и контртеррористических операций [27, 238, 251].

Ряд соединений депримирующего действия могут рассматриваться в качестве перспективных средств поражения личного состава. Несмотря на то, что многие страны ратифицировали Конвенцию о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и его уничтожении (1994), в США создан Комитет по кальмативным (успокаивающим) веществам, представляющим наибольший интерес в качестве потенциальных инкапаситантов, которые могут прийти и/или уже пришли на смену хинуклидинилбензилату [21].

Формирование комы при тяжелых отравлениях сопровождается целым каскадом нарушений на различных уровнях организма (системном, органном, клеточном и субклеточном). Изменения начинаются со срыва регуляторной деятельности ЦНС и заканчиваются гибелью нервных клеток. Механизмы этого угрожающего жизни состояния, в том числе и при химических воздействиях, до конца не изучены. Очевидно, что по мере развития наших знаний о патогенезе токсической комы совершенствуются методы профилактики, диагностики и, особенно, терапии заболеваний химической этиологии.

Имеющиеся в настоящее время лекарственные средства, в том числе и антидоты, не решают в полной мере проблемы оказания помощи при экзотоксических комах. Необходимость улучшения фармакологического обеспечения таких пострадавших по-прежнему не утратила своей актуальности. Несвоевременное проведение лечебных мероприятий приводит к утяжелению течения интоксикации с развитием выраженных нарушений витальных функций, развитию ранних осложнений и отдаленных последствий отравлений [98, 231]. При интоксикациях депримирующими веществами значительно преобладает догоспитальная летальность, поэтому существует необходимость совершенствования средств оказания неотложной помощи отравленным на ранних этапах [122].

В генезе комы одним из лимитирующих звеньев является дефицит энергии с прогрессирующим торможением всех энергозависимых процессов, в том числе и в клетках нервной системы [94]. До настоящего времени проблема коррекции энергетических нарушений в клетках при развитии тяжелых отравлений не решена. В литературе представлены полярные данные о возможности субстратной модификации энергообразования в клетках при острых отравлениях. С одной стороны, это направление рассматривают как перспективное с целью создания эффективных средств устранения энергетического дисбаланса при токсических комах [171]. С другой стороны, существует точка зрения, что использование этих субстратов не приводит к восстановлению сознания при комах [107]. Таким образом, проведение комплексного исследования, направленного на поиск средств коррекции нарушений энергетического обмена при острых тяжелых отравлениях депримирующими агентами, является актуальным.

Регуляторная функция нервной системы нарушается уже в самом начале интоксикации депримирующими веществами. В качестве возможных средств коррекции нарушенных функций ЦНС рассматривается особый класс соединений — нейропептиды [161]. Однако данных об эффективности регуляторных пептидов для лечения- коматозных состояний химической этиологии крайне мало [5].

Отсутствие моделей токсической комы и- методических подходов к оценке депримирующих эффектов в. эксперименте в значительной степени ограничивают изучение этого угрожающего жизни состояния, и не позволяет адекватно проводить доклинические исследования по сравнительной эффективности средств фармакологической коррекции острой химической патологии, сопровождающейся угнетением функций ЦНС [153].

Цель исследования: экспериментально-теоретическое обоснование подходов к фармакотерапии тяжелых отравлений депримирующими веществами субстратами энергетического обмена и нейропептидами.

Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие основные задачи:

1. Создать алгоритм и разработать критерии оценки депримирующего действия веществ в эксперименте на лабораторных животных с учетом степени угнетения функций ЦНС, глубины комы и прогноза исхода интоксикаций.

2. Изучить особенности биохимических и морфологических изменений в тканях головного мозга при острых тяжелых отравлениях этанолом, тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом.

3. Провести сравнительную оценку эффективности субстратов энергетического обмена в токсикогенную фазу отравления депримирующими веществами с различными механизмами токсического действия.

4. Обосновать возможность использования препаратов пептидной природы в терапии острых тяжелых отравлений депримирующими агентами.

5. Оценить эффективность использования комбинации нейропептидов и субстратов энергетического обмена в терапии тяжелых отравлений депримирующими агентами.

Решение поставленных задач позволило сформулировать следующие основные положения, выносимые на защиту:

1. На основании созданного алгоритма оценки депримирующего действия химических веществ разработаны, экспериментальные модели угнетения функций центральной нервной системы различной степени тяжести при-острых отравлениях этанолом, 1,4-бутандиолом, тиопенталом натрия и оксибутиратом натрия.

2. Эффективность субстратов энергетического обмена при экспериментальной терапии острых тяжелых отравлений веществами депримирующего действия зависит от времени, прошедшего с начала интоксикации, и тяжести состояния.

3. При экспериментальной терапии острых тяжелых отравлений веществами депримирующего действия пептидные препараты обладают нейропротекторным действием, уменьшая выраженность неврологических нарушений, ускоряя их восстановление и снижая летальность.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. В рамках диссертационного исследования на основе систематизации данных об особенностях токсических эффектов и механизмов действия нейротоксикантов выделены группы веществ первично и вторично депримирующего действия.

Предложен новый алгоритм оценки депримирующих эффектов при моделировании токсической комы в эксперименте. На основании разработанного алгоритма с учетом анализа показателей неврологического статуса и витальных функций созданы экспериментальные модели для оценки депримирующих эффектов при острых отравлениях этанолом, тиопенталом натрия, оксибутиратом натрия и 1,4-бутандиолом. С использованием методов статистического анализа впервые получены и апробированы критерии, позволяющие прогнозировать исход острых отравлений депрмирующими веществами в первые сутки интоксикации.

На разработанных экспериментальных моделях токсической комы выявлены особенности распределения, депримирующих агентов в крови и тканях головного мозга. Показано, что характер биохимических и морфологических изменений, вызванных депримирующими веществами, определяется особенностями их токсикокинетики и токсикодинамики. Изучены особенности морфологических изменений в головном мозге в» динамике острых отравлений этанолом, тиопенталом натрия и, 1,4-бутандиолом.

Экспериментально, уточнены механизмы токсического действия 1,4-бутандиола. Подтверждено, что 1,4-бутандиол относится' к «токсифицирующим спиртам», а его депримирующие эффекты преимущественно связаны с продуктами его метаболизма. Установлено, что при профилактическом назначении ингибитор алкогольдегидрогеназы — амид изовалериановой кислоты снижает токсические эффекты, вызванные 1,4-бутандиолом.

Установлена различная эффективность субстратов энергетического обмена в терапии тяжелых интоксикаций в зависимости от сроков применения. В экспериментах показано, что введение субстратов энергетического обмена (креатинфосфата и сукцината натрия) на фоне глубокой комы приводит к утяжелению течения интоксикации и сопровождается увеличением летальности животных.

Показано, что нейропептидные препараты оказывают положительное влияние на клинические проявления интоксикации при экспериментальной терапии в токсикогенную фазу тяжелых отравлений депримирующими соединениями. Применение семакса и препаратов, содержащих дельта-сон индуцирующий пептид, в ранние сроки интоксикации приводит к более быстрому регрессу неврологических нарушений у отравленных этанолом животных.

Обоснована целесообразность комбинации пептидных препаратов и субстратов энергетического обмена в экспериментальной терапии острых отравлений депримирующими веществами.

Практическая значимость работы. Разработан и апробирован алгоритм оценки депримирующего действия химических соединений. Впервые созданы шкалы экспериментальной оценки депримирующих эффектов при тяжелых отравлениях этанолом, тиопенталом натрия, 1,4-бутандиолом и оксибутиратом натрия, позволяющие оценить глубину угнетения функций ЦНС у экспериментальных животных. Разработаны математические модели оценки прогноза исхода интоксикаций этанолом, тиопенталом натрия, 1,4-бутандиолом и оксибутиратом натрия. Созданные модели оценки депримирующих эффектов были использованы для объективизации результатов экпериментальных исследований эффективности фармакологических препаратов при острых отравлениях этанолом, тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом.

Показана эффективность раннего назначения креатинфосфата в экспериментальной терапии острых отравлений депримирующими веществами. Выявлено, что экспериментальная терапия субстратами энергетического обмена в поздние (3 ч и позднее) сроки острой интоксикации либо неэффективна, либо вызывает утяжеление состояния или гибель животных.

Экспериментально обоснована возможность использования нейропептидных препаратов семакса, дельтарана, ПИТ-10 и церебролизина в терапии острых интоксикаций депримирующими соединениями. Установлено, что использование дельта-сон пептид содержащих препаратов при тяжелых интоксикациях производными барбитуровой кислоты приводит к утяжелению состояния отравленных животных.

Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены на Всеармейской научно-практической конференции «Актуальные проблемы клинической токсикологии», посвященной 200-летию Российской Военно-медицинской академии (Санкт-Петербург, 1999); юбилейной научной конференции с международным участием, посвященной 140-летию кафедры душевных болезней Военно-медицинской академии «Современные подходы к диагностике и лечению нервных и психических заболеваний» (Санкт-Петербург, 2000); Российской научной конференции

Медицинские аспекты радиационной и химической безопасности» (Санкт-Иётербург, 2001); ПЬ Съезде биохимического общества (Санкт-Петербург, 2002); IV симпозиуме «Церебролизин: фармакологические эффекты и место в. клинической практике» (Москва; 2002); III Съезде токсикологов России: (Москва» 2003); научной« конференции «Медико-биологические проблемы противолучевой и противохимической; защиты»- (Санкт-Петербург, 2004); научно-практической- конференции «Актуальные проблемы^ химической^ безопасности в Российской Федерации» (Санкт-Петербург, 2007); III Съезде фармакологов России (Санкт-Петербург, 2007); Российской научной конференции «Медико-биологические проблемы токсикологии и радиологии» (Санкт-Петербург, 2008); III Всероссийской научной конференции с международным участием «Медицинские и физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2009); Всероссийской научно-практической конференции «Химическая безопасность Российской Федерации в современных условиях» (Санкт-Петербург, 2010);. научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня основания Института токсикологии (Санкт-Петербург, 2010); III Съезде военных врачей медико-профилактического профиля Вооруженных Сил РФ (Санкт-Петербург, 2010).

Реализация результатов исследования! Полученные в ходе диссертационного исследования материалы внедрены: в учебный процесс на кафедре военной токсикологии и медицинской защиты Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, кафедре мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф Санкт-Петербургской педиатрической академии; в научно-исследовательскую работу Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, ФГУН- «Институт токсикологии» ФМБА России,. Санкт-Петербургского Городского центра судебно-медицинской экспертизы, 27 научного центра МО РФ при проведении исследований по поиску эффективных средств лечения отравлений депримирующими веществами и изучению механизмов действия нейротропных препаратов.

Публикация результатов исследования. По теме диссертационного исследования опубликовано 32 научные работы, в том числе 10 печатных статей и 3 публикации4 в электронных изданиях, определённых перечнем ВАК. Оформлено^ 9 рационализаторских предложений и подано 2 заявки на изобретение (приоритетные свидетельства* № 2004130744 от 21.01.2010 г. и № 2010147664 от 22.11.10 г.).

Результаты диссертационного исследования использовались при подготовке учебных пособий «Молекулярный кислород и его активные формы в процессах токсикокинетики и токсикодинамики» (СПб.: ВМедА, 2004), «Тестовые задания по военной токсикологии, радиобиологии и медицинской защите» (СПб.: Фолиант, 2005) и «Ядовитые технические жидкости» (СПб.: ВМедА, 2010), методических указаний «Профилактика, клиника, диагностика и лечение острых отравлений в войсках» (М.: ГВМУ МО РФ, 2010), монографий «Спирты» (СПб.: ООО «Издательство Фолиант», 2004), «Нефтепродукты» (СПб.: ООО «Издательство Фолиант», 2004) и «Токсичные компоненты пожаров» (СПб.: ООО «Издательство Фолиант», 2008).

Связь диссертационного исследования с плановой тематикой научно-исследовательской работы учреждения. Исследование выполнялось в соответствии с плановой тематикой научно-исследовательских работ Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (темы НИР № VMA.03.02.01.0710/0212, шифр «Эритрон»; № VMA.02.02.01.0608/0180, шифр «Антитонус»), а также в рамках реализации Федеральной целевой программы «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009-2013 годы)» в ФГУН «Институт токсикологии» ФМБА России (темы НИР № 64.603.09.6, шифр «Поиск-09» и № 64.723.10.6, шифр «Поиск-10»).

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 333 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, четырёх глав собственных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. В диссертации приведены 61 таблица и 44 рисунка. Список литературы содержит 367 библиографических источников, из них 179 отечественных и 188 иностранных публикаций.

292 ВЫВОДЫ

1. Соединениям депримирующего действия с учетом ведущего механизма токсического действия могут быть разделены на- две- группы: первая — вещества, нарушающие генерацию, проведение и передачу нервного импульса (первично депримирующие), вторая — соединения, угнетение функций ЦНС при действии которых вторично и связано с развитием типовых патологических процессов (вторично депримирующие). К первично депримирующим относятся вещества, оказывающие угнетающее действие на ЦНС в результате неспецифических мембранотропных эффектов или путем прямого влияния на нейромедиаторные системы головного мозга (агонисты тормозных и антагонисты возбуждающих нейромедиаторов: агонисты ГАМК-ергических систем, агонисты опиоидной системы, антагонисты глутаматергической системы, антагонисты холинергической системы (центральные холинолитики), антагонисты Ш-гистаминовых рецепторов (антигистаминные препараты) и смешанные агонисты-антагонисты, влияющие на одну или несколько медиаторных систем).

2. На основании алгоритма оценки депримирующего действия химических веществ с учетом неврологических и вегетативных показателей разработаны и математически обоснованы шкалы оценки степени угнетения функций ЦНС и тяжести состояния экспериментальных животных при острых отравлениях. Установлено, что не все соединения, вызывающие развитие токсической комы в клинической практике, могут быть использованы для создания моделей подобных состояний в экспериментах на грызунах. Так, для азалептина, карбофоса, фентанила, морфина, 1,1-диметилгидразина, атропина, этиленгликоля, дихлорэтана, нитрита натрия, нитробензола моделирование всего спектра депримирующих эффектов в эксперименте невозможно.

3. Разработаны и апробированы математические модели, позволяющие оценить депримирующие эффекты при отравлениях этанолом, тиопенталом натрия, 1,4-бутандиолом и оксибутиратом натрия в экспериментальных исследованиях на крысах. Для оценки выраженности угнетения функций нервной системы и глубины комы предложены интегральные показатели: индекс тяжести неврологических нарушений и индекс глубины комы. Созданы модели, позволяющие на основании оценки неврологического статуса и показателей витальных функций в первые сутки прогнозировать исход острого отравления этанолом, тиопенталом натрия, 1,4-бутандиолом и оксибутиратом натрия.

4. Острое отравление веществами депримирующего действия сопровождается снижением интенсивности дыхания гомогенатов тканей головного мозга и уменьшением потребления кислорода животными. Интенсивность тканевого дыхания гомогенатов мозга при интоксикациях тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом снижается в более поздние сроки (через 3 ч), чем при отравлении этанолом.

Биохимические показатели (содержание глюкозы, лактата и пирувата) в тканях головного мозга для групп животных, которые с использованием расчетных методов прогноза исхода интоксикации депримирующими веществами относятся к «выжившим» и «погибшим», имеют значимые различия.

При острых тяжелых отравлениях депримирующими агентами развиваются дистрофические и некробиотические изменения нервных клеток, периваскулярный и перицеллюлярный отек головного мозга в сочетании с расстройствами кровообращения, выраженность которых нарастает во времени. Более выраженные сосудистые нарушения'выявляются у животных, отравленных 1,4-бутандиолом.

5. Эффективность применения субстратов энергетического обмена при острых тяжелых отравлениях нейротоксикантами зависит от сроков введения препаратов.

Креатинфосфат, введенный через 0,5-1 ч после этанола (0,8 ЛД50 и ЛД50), снижает летальность и сокращает время бокового положения. При введении сукцината и креатинфосфата через 1 ч на фоне острого отравления тиопенталом натрия и 1,4-бутандиолом в дозе ЛД50 отмечается тенденция к снижению летальности отравленных животных.

Сукцинат натрия и креатинфосфат, введенные через ' 3 ч при интоксикациях этанолом (0,8 ЛД50 и ЛД50), увеличивают количество погибших животных в группах. Использование препаратов через 3 и 6 ч неэффективно по показателю летальности при интоксикации 1,4-бутандиолом, а при отравлении тиопенталом натрия наблюдается рост количества погибших животных.

6. Креатинфосфат и сукцинат натрия, введенные через 3 ч животным, находящимся в глубокой тиопенталовой и этаноловой коме, утяжеляют состояние отравленных крыс; при этом снижаются индекс тяжести неврологических нарушений и индекс глубины комы, а также увеличивается летальность по сравнению с контролем.

7. Пептидные препараты семакс, церебролизин и дельтаран в экспериментальной терапии острого отравления, вызванного введением этанола в дозе 0,8 ЛД50, способствуют более раннему восстановлению функций ЦНС. Пептидные препараты кортексин, церебролизин, дельтаран, ПИТ-10 и семакс при интраперитонеальном введении на фоне острого крайне тяжелого отравления этанолом не снижают показатель летальности. Препараты, содержащие дельта-сон индуцирующий пептид, введенные через 3 ч на фоне острого тяжелого отравления 1,4-бутандиолом, уменьшают количество погибших экспериментальных животных.

Препараты, содержащие дельта-сон индуцирующий пептид (ПИТ-10 и дельтаран), в терапии острых интоксикаций тиопенталом натрия вызывают увеличение количества погибших животных.

8. Семакс (3 мг/кг) при интраназальном введении на фоне острого отравления этанолом снижает летальность, ускоряет восстановление неврологических и вегетативных показателей, в то время как при внутрибрюшинном введении значимого влияния' на течение и исход интоксикации не оказывает.

Эффективность семакса при-профилактическом (за 30'мин) и лечебном (через 1 ч) интраназальном введении при остром' отравлении тиопенталом натрия различается. При профилактическом введении семакса'^ в меньшей степени угнетается дыхание (на 30 %) и наблюдается тенденция к снижению летальности отравленных животных. Семакс на фоне крайне тяжелой интоксикации тиопенталом натрия не оказывает защитного эффекта.

9. Показана эффективность комбинации препаратов пептидной природы и субстратов энергетического обмена при тяжелых интоксикациях тиопенталом натрия. Сочетание пептидного препарата семакса (0,3 мг/кг, интраназально) и субстрата энергетического обмена креатинфосфата (5 ммоль/кг, интраперитонеально), введенных через 3 ч на фоне барбитуратной интоксикации (ЛД50), снижает летальность среди отравленных животных.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Созданный алгоритм моделирования токсических ком в эксперименте может быть реализован для выполнения научных исследований, направленных на изучение патогенеза тяжелых отравлений депримирующими веществами.

2. Разработанные модели оценки депримирующих эффектов для этанола, тиопентала натрия, оксибутирата натрия и 1,4-бутандиола целесообразно использовать с целью ^ проведения доклинических исследований по оценке эффективности средств терапии острых интоксикаций.

3. Полученные данные о нейропротекторных свойствах препаратов пептидной природы могут быть реализованы в исследованиях по расширению спектра показаний для применения нейропептидов при острых тяжелых отравлениях, сопровождающихся угнетением функций ЦНС.