Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:NMDA-ергические механизмы опиатной аналгезии на модели хронической боли

На правахрукописи

СЕВОСТЬЯНОВА Наталья Юрьевна

NMDA- ЕРГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ОПИАТНОЙ АНАДГЕЗИИ НА МОДЕЛИ ХРОНИЧЕСКОЙ БОЛИ

14.00.25 - фармакология, клиническая фармакология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в отделе психофармакологии Института фармакологии им. А.В. Вальдмана Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И. П. Павлова и в отделе поведенческой фармакологии компании МЕРЦ Фармасьютикалс (Франкфурт-на-Майне, Германия).

Научный руководитель: доктор медицинских наук

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Петров Александр Николаевич

Ведущее учреждение: НИИ экспериментальной медицины РАМН, Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 18 июня 2004 г. в 13.15 часов на заседании диссертационного совета Д 208.090.03 при Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. акад. И.П. Павлова (Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6/8).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. КП. Павлова.

Автореферат разослан " 17" мая 2004 г.

Ученый секретарь диссертационг

Беспалов Антон Юрьевич

доктор медицинских наук, профессор

Андреев Борис Владимирович

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Эффективность традиционных опиат -ных аналгетиков в терапии нейропатических болевых синдромов достаточно ограничена, так как многие формы хронических болевых синдромов проявляют резистентность к опиатной терапии (Amer, Meyerson, 1988). Кроме того, хронический характер болевых синдромов диктует необходимость неоднократного применения аналгетиков, что может сопровождаться развитием толерантности (Bleeker et al., 2001). Это во многом определяет актуальность изучения механизмов формирования хронических болевых синдромов, а также поиск путей совершенствования опиатной аналге-тической терапии.

Длительная активация ноцицепторов или повреждение афферентного нерва, которые приводят к центральной сенситизации ноцицептив-ной системы, лежат в основе многих форм хронических болевых синдромов (Неггего et al., 2000). Предполагаемый механизм этой сенситизации (явление «взвинчивания» или «wind-up») обладает всеми свойствами, присущими процессам нейрональной пластичности, и зависит от активации ^метил^-аспартатного (NMDA) подтипа глутаматных рецепторов (Eide, 2000; Неггего et al., 2000). В ряде работ была показана возможность применения блокаторов NMDA-рецепторов для купирования болевых синдромов (Chapman, Dickenson, 1995). Более того, антагонисты NMDA-рецепторов способны усиливать и пролонгировать аналгетический эффект опиатов, а также предотвращают развитие толерантности, развивающейся при многократном введении опиатных аналгетиков (Grass et al., 1996; Laulin et al., 2002). Таким образом, совместное применение опиатов с антагонистами NMDA-рецепторов может позволить снизить дозы наркотических аналгетиков и тем самым снизить риск развития нежелательных побочных эффектов.

Однако, несмотря на значительный терапевтический потенциал, антагонисты NMDA-рецепторов не получили широкого клинического применения из-за ряда побочных эффектов, таких как психотомиметиче-ский потенциал, расстройства памяти. NMDA-рецепторный комплекс состоит из 4-5 белковых субъединиц, которые существуют в нескольких изоформах (Danysz, Parsons, 1998). Рецепторы с различным субъединичным составом характеризуются неоднородным распределением в ЦНС и чувствительностью к модулирующим влияниям, что приводит к многообразию их физиологических функций и создает перспективы для дифферен-

»»ОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА ] CTUrtpiypr Ш1\ ОЭ Юоумт ' Kl

цирозанного фармакогенного контроля активности определенных подтипов NMDA-рецепторов и соответствующих нормальных и патофизиологических процессов.

Настоящая работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Комплексные меры противодействия злоупотреблению наркотиками и их незаконному обороту на 2002-2004 годы» (постановление Правительства РФ от 23.01.2002 № 44), договор № 2/02 от 16.06.2002, отраслевой научно-исследовательской программы «Разработка эффективных методов и средств профилактики, диагностики и лечения наркологических заболеваний на основе медико-биологических, клинических и медико-социальных исследований» (2001-2005 гг.), договор № 010/055/050 от 10.06.01, а также отраслевой научно-исследовательской программы МЗ РФ «Разработка функционально-метаболических основ патогенеза, совершенствование диагностики, лечения и реабилитации больных с заболеваниями нервной системы», договор № 739/147/052 от 27.05.98 «Разработка и изучение методов лекарственного и немедикаментозного лечения болевых синдромов в эксперименте и клинике» (1998-2002 гг.).

Цель настоящей работы состояла в экспериментальном изучении роли NMDA-рецепторного комплекса и периферических опиоидных рецепторов в аналгетическом действии опиатов в условиях воспаления и анализе аналгетической активности антагонистов NMDA-рецепторов при изолированном и сочетанном с опиатами применении.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Изучить влияние различных антагонистов NMDА-рецепторов с центральной и периферической активностью на развитие тонической боли воспалительного характера.

2. Исследовать периферический компонент опиатной аналгезии на модели тонической боли воспалительного характера.

3. Изучить роль NMDА-рецепторов в эффектах опиатов с центральной и периферической активностью в отношении тонической боли воспалительного характера.

4. Изучить роль NMDA рецепторов в развитии острой толерантности к аналгетическим эффектам опиатов с центральной и периферической активностью.

Научная новизна. Впервые показана роль периферических опиоидных рецепторов в аналгетическом действии агониста м-опиоидных рецепторов при системном пути введения. Впервые продемонстрировано развитие острой толерантности к опиатному аналгетику в условиях тонической боли воспалительного характера. Впервые выявлена возможность

развития острой формы толерантности к аналгетическому действию опиата, не проникающего через гематоэнцефалический барьер. Впервые доказана роль NMDA-рецепторов в формировании острой толерантности к опиатной аналгезии на модели тонической боли воспалительного характера.

Научно-практическое значение работы. Полученные данные служат основой для дальнейшего изучения антагонистов NMDA-рецепторов как средств комплексной терапии хронических болевых синдромов. Практическая ценность заключается в том, что проведен сравнительный анализ различных антагонистов NMDA-рецепторов и обосновано использование низкоаффинных канальных блокаторов, таких как меман-тин и нерамексан, для профилактики развития резистентности к опиатной аналгетической терапии. Показана необходимость дальнейшего исследования опиатов, не проникающих через гематоэнцефалический барьер, как средств, обладающих потенциальной аналгетической активностью при боли воспалительного генеза.

Положения, выносимые на защиту,

1. Активация NMDA-рецепторов необходима для развития тонической боли воспалительного характера.

2. Повышенная активность NMDA-рецепторов в условиях боли воспалительной природы ограничивает аналгетическую эффективность морфина.

3. Аналгетическая активность агонистов ц-опиоидных рецепторов, таких как морфин, реализуется посредством взаимодействия как с центральными, так и периферическими опиоидными рецепторами, что указывает на перспективы создания периферически активных опиатных аналгетиков.

4. Центральные, но не периферические NMDA-рецепторы участвуют в механизмах формирования острой формы толерантности к опиатной аналгезии.

5. Низкоаффинные канальные блокаторы NMDA-рецепторов меман-тин и нерамексан могут быть рекомендованы для клинических исследований в качестве адъювантных средств в комплексной терапии болевых синдромов.

Реализация результатов исследования. Результаты исследования внедрены в практику учебной и исследовательской работы кафедры фармакологии и НИЦ СП6ТМУ им. акад. И.П.Павлова.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на международной ежегодной конференции Общества Нейронаук (2002, Орландо, США; 2003, Новый Орлеан, США), на заседаниях отдела поведенческой фармакологии фармацевтической компании МЕРЦ (Франкфурт, Германия, 2000-2004), на Научной сессии Института фармакологии им. А В. Вальдмана СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова (Санкт-Петербург, 2004), на совместных заседаниях кафедры фармакологии и отдела психофармакологии Института фармакологии им. А.В. Вальдмана СП6ТМУ им. акад. ИЛЛавлова (2000-2004).

По результатам исследования опубликовано 4 работы. Структура работы. Диссертация изложена на 159 страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, главы с результатами собственных исследований и их обсуждением, заключения, выводов и библиографического указателя (275 источника, из них 269 зарубежных работ). Работа иллюстрирована 39 рисунками и 11 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Эксперименты выполнены на 2742 самцах крыс линии Спрег-Доули массой 180-350 г (питомник «Janvier», Франция) и 310 самцах крыс линии Вистар массой 180-350 г (питомник РАН «Рапполово», Лен.область). В работе использовали следующие вещества: сульфат морфина («Sigma», Германия), гидрохлорид лоперамида («Tocris», Англия), метиодид налоксона («Tocris», Англия) и лиганды NMDA-рецепторного комплекса. Так как потенциальную клиническую эффективность антагонистов NMDA-рецепторов в значительной мере определяют участки связывания в NMDA-рецепторном комплексе, в работе были использованы низкоаффинные канальные блокаторы NMDA-рецепторного комплекса (мемантин, нерамексан, производные аминоалкилциклогексана; см. таблицу 1), конкурентный антагонист (CGP 37849) и антагонисты глицинового участка (MRZ 2/576). Кроме того, для выявления вклада периферических NMDA-рецепторов были исследованы антагонисты глицинового участка NMDA-рецепторов, не проникающие через гематоэнцефалический барьер (MRZ 2/596, MDL 105,519). Все вещества за исключением лопера-мида растворяли в изотоническом растворе хлорида натрия. Лоперамид растворяли в 20% водном растворе циклодестрина («Fluka», Германия). Все растворы веществ вводили в объеме 1 мл/кг веса животного.

Таблица 1. Химическая структура производных аминоалкилциклогексана.

Вещество Ri «2 Кз R*

нерамексан СНз СНз СНз nh2

MRZ 2/600 СН3 СНз ад nh2

MRZ 2/601 СНз СНз С3Н7 nh2

MRZ 2/615 С2Н3(СН3) СН3(С2Н5) СНз nh2

MRZ 2/623 С2Н5 ад chj nh2

MRZ 2/632 ад3 Н СНз nh2

MRZ 2/633 Н ад СНз nh2

MRZ 2/640 СНз СНз СНз nhch3

В качестве модели тонической боли, сочетающей ноцицептивную стимуляцию и воспалительные процессы, была использована «формалиновая» модель. Подкожное введение формалина приводит к развитию болевой реакции, характеризующейся наличием двух четко очерченных фаз: ранней (соответствует острой болевой реакции) и поздней (отражает развитие периферической и центральной сенситизации, т.е. этап развития тонической боли). Эта модель позволяет оценить на каждом экспериментальном животном в течение одного теста влияние исследуемых фармакологических агентов как на острую, так и на тоническую боль.

Результаты экспериментов обрабатывали с помощью пакета статистических программ «SigmaStat» (версия 3; SPSS, США). Статистическую достоверность действия веществ и его дозозависимость оценивали с помощью одно-, двух- и многофакторного дисперсионного анализа (градуальный учет) и пробит-анализа (альтернативный учет), адаптированных

для ситуаций с повторными измерениями и с неодинаковым размером групп. Межгрупповые сравнения (тесты/критерии Тьюки, Дункана, Дан-нетта и Фишера) проводили только при условии, что достоверный эффект был выявлен процедурой дисперсионного анализа.

1. Аналгетнческая эффективность морфина на модели боли воспалительной природы

Морфин и другие агоиисты ц-опиоидных рецепторов проявляют высокую аналгетическую активность на различных моделях болевого реагирования, однако в условиях хронической боли эффективность наркотических аналгетиков снижается (Urban et al., 1986; Rowbotham et al., 1991). В настоящей работе морфин оказывал дозозависимое угнетающее действие на проявление как первой (острой), так и второй (тонической) фаз болевого поведения, вызванного инъекцией формалина. Достоверное угнетение второй (тонической) фазы наблюдали, начиная с дозы 6 мг/кг. В то же время меньшие дозы морфина эффективно подавляют болевое реагирование, вызванное острой ноцицептивной стимуляцией термической или механической природы (Advokat et al., 1995; Redwine et al., 2003). В данной серии опытов инъекция морфина в дозе 3 мг/кг незначительно влияла на болевое реагирование при введении за 15,30 или 60 минут до инъекции формалина (рис. 1, А), но полностью угнетала тоническую фазу реакции при введении сразу после первой фазы, т.е. после того, как был запущен каскад ноцицептивных процессов (рис. 1, Б).

На основании полученных результатов была выдвинута гипотеза о процессах, запускаемых во время первой фазы болевой реакции и маскирующих антиноцицептивные эффекты морфина во второй фазе. Известно, что вторая фаза «формалиновой» болевой реакции отражает сенситизацию периферических ноцицепторов и центральных ноцицептивных систем и возникает вторично по отношению к выбросу глутамата во время первой фазы. Активация NMDA-рецепторов во время первой фазы вследствие выброса глутамата может усиливаться за счет дополнительных механизмов. Например, агонисты опиоидных рецепторов, такие как морфин, действуя через протеинкиназу С, способны активировать NMDA-рецепторы и тем самым запускать каскад процессов, усиливающий ноцицепцию (Chen, Huang, 1991; Martin et al., 1997). Введение морфина после окончания первой фазы болевой реакции позволяет избежать такого нежелательного взаимодействия и развития избыточной активности NMDA-рецепторов.

Соответственно, блокада NMDA-зависимых процессов, препятствующих проявлению эффектов морфина, с помощью антагонистов NMDA-рецепторов может усиливать опиатную аналгезию.

Послвдомт»льиы« 6-т* имупш. икнрмлы Послед««.«««-, »-т. шум ии1»рв»ы

Рис. 1. Эффект морфина при введении его до (А) и после развития первой фазы болевого поведения (Б), вызванного инъекцией формалина.

А. За 15, 30 или 60 мин до инъекции формалина животным вводили подкожно морфин (3 мг/кг) или физиологический раствор.

Б. За 30 мин до или б мин после (по окончанию первой фазы) инъекции формалина животным вводили подкожно морфин (3 мг/кг) или физиологический раствор. Затем крысам подкожно в плантарную поверхность задней лапы вводили 50 мкл 5% раствора формалина. Сразу после инъекции за животным начинали наблюдение, которое длилось 60 мин. Данные представлены в виде суммарного времени (М±т) для каждого шестиминутного интервала, в течение которого крыса демонстрировала болевое поведение.

2. Собственная аналгетическая активность антагонистов NMDA-рецепторов

Все исследованные антагонисты NMDA-рецепторов дозозависимо подавляли поведение, вызванное введением формалина. Специфичность этих эффектов была подтверждена анализом электрофизиологических данных, выявившим прямую корреляцию между связыванием исследованных веществ с NMDA-рецепторами и значениями ЭД50 для влияния на позднюю фазу болевой реакции (рис. 2).

Сравнительный анализ аффинности к NMDA-рецепторам с различной субъединичной композицией показал, что субъединица NR2B играет наибольшую роль в реализации антиноцицептивных эффектов антагонистов NMDA-рецепторов. В то же время параметры взаимодействия с

NMDA-рецепторами не коррелировали с выраженностью угнетающего действия исследованных веществ на проявление острой фазы болевой реакции, вызванной инъекцией формалина, что указывает на неспецифический характер этих эффектов.

Рис. 2. Корреляционный анализ зависимости эффектов исследованных блокаторов канала, ассоциированного с NMDA-рецептором, на вторую (тоническую) фазу болевой реакции, вызванной инъекцией формалина, от сродства к общей популяции NMDA-рецепторов (А) и константы ингибирования NMDA-рецепторов, содержащих субъединицу NR2B (Б).

Действительно, эффекты антагонистов NMDA-рецепторов на острую фазу болевого поведения наблюдали только при введении этих веществ в высоких дозах, которые влияют и на другие функции (например, на моторное исполнение), что затрудняет анализ избирательности и специфичности действия исследованных веществ. Также необходимо отметить, что эффекты антагонистов NMDA-рецепторов во время острой фазы «формалиновой» реакции могут по крайней мере частично объясняться наличием воспалительного компонента, развивающегося в ответ на введение химического раздражителя, такого как формалин, и участием NMDA-рецепторов в местных воспалительных процессах (Davidson et al., 1997). Косвенным подтверждением такого предположения являются результаты опытов, в которых антагонисты NMDA-рецепторов не оказывали достоверного влияния на болевое реагирование в тесте Харгривса (модель острой термической боли), что полностью согласуется с данными других работ (Nishiyama et al., 1998; Lutfy et al., 1997).

Неэффективность airraromicTOB NMDA-рецепторов в отношении острой боли представляется вполне обоснованной с точки зрения проведения ноцицептивной информации. В основе острой боли лежит моноси-наптическое возбуждение нейронов спинного мозга, в то время как NMDA-рецепторы участвуют преимущественно в полисинаптическом проведении сигналов, расположены на интернейронах второго порядка и играют ключевую роль в спинномозговых механизмах формирования хронических болевых синдромов (Davies, Watkins, 1983).

Однако следует отметить, что, несмотря на то, что антагонисты NMDA-рецепторов не влияют на острое болевое реагирование, эти вещества значительно усиливают опиатную аналгезию и препятствуют развитию толерантности на тех же моделях острой боли (Tiseo, Intunisi, 1993; Grass etal., 1996).

3. Роль NMDA-рецепторов в аналгетических эффектах морфина на модели боли воспалительной природы

Результаты проведенных опытов показали, что сочетанное введение морфина и канальных блокаторов NMDA-рецепторов (мемантина и нерамексана) за 30 минут до инъекции формалина приводило к подавлению тонической (второй), но не острой (первой) фазы болевого поведения. Более того, аддитивное' взаимодействие морфина и блокаторов NMDA-рецепторов наблюдали и при введении последних после первой фазы (рис. 3). Исследования, проведенные с помощью теста «вращающийся стержень», показали, что такое взаимодействие не является следствием моторных нарушений, вызываемых комбинациями морфина и блокаторов NMDA-рецепторов. Полученные данные подтверждают роль NMDA-рецепторов в запуске и поддержании второй фазы болевого поведения, а также в механизмах, определяющих эффективность опиатной аналгезии при хронической боли, и находятся в соответствии с результатами предыдущих работ (Grass et al., 1996; Chapman et al., 1994; Nishiyama, 2000).

На основании полученных данных можно утверждать, что в основе механизмов кажущейся толерантности, препятствующих проявлению аналгетических эффектов морфина на «формалиновой» модели боли, лежат процессы, зависимые от активности NMDA-рецепторов.

Рис. 3. Эффект морфина при введении его в сочетании с антагонистами рецепторов с мемантином (А) или нерамексаном (Б) на болевое поведение, вызванное инъекцией формалина.

За 30 мин до инъекции формалина животным вводили подкожно морфин (3 мг/кг) или физиологический раствор. Мемантин 5 мг/кг (А), нерамексан 5 мг/кг (Б) или физиологический раствор вводили внугрибрюшинно вместе с морфином (за 30 мин) или после окончания первой фазы (6 мин после инъекции формалина). * р<О.05 (тест Даннетта) по отношению к группе животных, получивших инъекцию морфина. Данные представлены в виде суммарного времени (М±т) за первую (0-6 мин) и вторую фазы (12-60 мин), в течение которых крыса демонстрировала болевое поведение.

4. Роль КМВА-рецепторов в развитии острой толерантности к морфину на модели боли воспалительной природы

Предыдущие исследования показали, что продолжительность опиатной аналгезии значительно меньше, чем можно было бы предположить, исходя из кривой «время-концентрация» (Ккап й а1., 1991). В связи с этим была выдвинута гипотеза о развитии острой толерантности фарма-кодинамической природы к аналгетическому действию опиатов после однократного применения.

Как и в случае с кажущейся толерантностью к морфиновой анал-гезии на модели болевого поведения, вызванного введением формалина, толерантность вследствие повторных введений морфина может также зависеть от активности NMDA-рецепторов. Действительно, антагонисты NMDA-рецепторного комплекса эффективно. предотвращают развитие толерантности к опиатной аналгезии на моделях острой (Trujillo, 2000) и нейропатической боли (Ossipov et al., 1995). Однако следует заметить, что механизмы толерантности, вызванной острым или многократным введением опиатов, могут различаться (Borgland, 2001). Поэтому в настоящей работе для анализа роли NMDA-рецепторов в развитии острой толерантности к аналгетическому действию была разработана методика, основанная на введении двух инъекций морфина с интервалом в 4 часа. При введении морфина (10 мг/кг) за 4 часа до инъекции формалина выраженность обеих фаз болевого поведения была такой же, как и у животных контрольной группы, получавшей вместо морфина инъекции физиологического раствора. В то же время однократная инъекция морфина (6 мг/кг) за 30 минут до инъекции формалина приводила к значительному подавлению обеих фаз. Однако введение морфина (6 мг/кг) через 4 часа после первой инъекции (10 мг/кг) не оказывало никакого влияния на интенсивность болевого поведения, что свидетельствует о развитии острой толерантности (рис. 4, А).

Используя эту методику формирования острой толерантности, опыты с введением канальных блокаторов NMDA-рецепторного комплекса за 4 часа до повторной инъекции морфина показали, что и мемантин, и нерамексан эффективно предупреждали развитие острой толерантности к опиатной аналгезии.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что, как и для других форм толерантности, в основе острой формы толерантности к опи-атной аналгезии лежат механизмы, зависимые от активности NMDA-рецепторов.

5. Периферический компонент опиатной аналгезии

Антиноцицептивные эффекты опиатов имеют как центральные, так и периферические механизмы (Siuciak, Advokat, 1989). Результаты данной работы указывают на наличие аналгетических эффектов у агониста опиоидных рецепторов лоперамида, который в отличие от морфина не проникает через гематоэнцефалический барьер. Системное введение лопе-

рамида (1-10 мг/кг) дозозависимо угнетало обе фазы болевого поведения, вызванного инъекцией формалина. В условиях воспаления (например, после введения формалина) опиоидные рецепторы, присутствующие на периферических чувствительных нейронах, подвергаются «ир»-регуляции, и стимуляция опиоидных рецепторов чувствительного нейрона ведет к угнетению высвобождения медиаторов воспаления (Stein, 2003). Таким образом, лоперамид может проявлять противовоспалительное действие, тем самым предупреждая проноцицептивные эффекты местных медиаторов воспаления. В то же время в отличие от морфина лоперамид не влиял на болевое реагирование в тесте Харгривса. Так как угнетающее влияние опиатов на острые болевые реакции в ответ на стимулы термической и механической природы имеет центральные механизмы (Manning, Franklin 1998), отсутствие эффектов лоперамида в тесте Харгривса косвенно указывает на периферические механизмы эффектов лоперамида на модели боли воспалительного характера.

Селективный антагонист ц-опиоидных рецепторов периферического действия метиодид налоксона полностью предотвращал антиноци-цептивные эффекты лоперамида, что является прямым доказательством того, что эффекты лоперамида опосредованы периферическими опиоидными рецепторами.

Таким образом, проведенные опыты показали, что лоперамид подавляет болевое поведение, вызванное инъекцией формалина, за счет взаимодействия с периферическими опиоидными рецепторами. Однако эти данные не позволяют утверждать, что периферические механизмы вносят также существенный вклад в аналитические эффекты морфина. Для анализа периферических механизмов морфиновой аналгезии в настоящей работе была использована методика перекрестной толерантности, так как известно, что между агонистами одного подтипа опиоидных рецепторов может развиваться перекрестная толерантность (Pasternak, 2001).

Основываясь на методике формирования острой толерантности к морфину, в первой серии опытов была доказана возможность развития острой толерантности к аналгетическим эффектам лоперамида (рис. 4, Б). В этих экспериментах, учитывая разницу в значениях для эффектов лоперамида и морфина в отношении второй фазы болевого поведения, были выбраны дозы лоперамида, в два раза меньшие соответствующих доз морфина. Кроме того, в виду того, что период полувыведения лопера-мида дольше, чем у морфина, интервал между первой и второй инъекциями лоперамида был увеличен с 4 до 8 часов. В таких условиях введение лоперамида (5 мг/кг) за 8 часов до второй инъекции (3 мг/кг) сопровожда-

1 |«»»Хдв<!«М» 0 в 12 1& 24 30Э6424&54Ю

Поспадоввтвпьны» в-т* мииутньи интервалы Посяадм^ль«« ¡И* мик^ы. иктармл«

лось выраженным ослаблением аналгетическои активности второй инъекции лоперамида.

Рис. 4. Эффекты морфина (А) и лоперамида (Б), введенные однократно или двукратно с интервалом в 4 или 8 часов, соответственно, на болевое поведение, вызванное инъекцией формалина.

А. За41/2часа до инъекции формалина животным вводили подкожно морфин (10 мг/кг) или физиологический раствор. Второе подкожное введение морфина (6 мг/кг) или физиологического раствора производили за 30 мин до инъекции формалина.

Б. За 8/г часов до инъекции формалина животным вводили подкожно лоперамид (5 мг/кг) или его растворитель (20% водный раствор циклодекстрина). Второе подкожное введение лоперамида (3 мг/кг) или растворителя производили за 30 мин до инъекции формалина. Затем крысам подкожно в плантарную поверхность задней лапы вводили 50 мкл 2% раствора формалина. Сразу после инъекции за животным начинали наблюдение, которое длилось 60 мин. Данные представлены в виде суммарного времени (М±т) за каждый шестиминутный интервал, в течение которого крыса демонстрировала болевое поведение.

Во второй серии экспериментов после однократного введения лоперамида (5 мг/кг) развивалась толерантность к эффектам морфина (6 мг/кг), который вводили через 8 часов после лоперамида (рис. 5). Таким образом, вызванная лоперамидом толерантность к морфину доказывает роль периферических механизмов в эффектах морфина.

О е 12 18 24 30 36 42 48 54 60

Последовательные 6-ти минутные интервалы

Рис 5 Перекрестная толерантность между морфином и лоперамидом. За 814 часов до инъекции формалина животным вводили подкожно лоперамид (5 мг/кг) или его растворитель (20% водный раствор циклодекстрина). Второе подкожное введение морфина (6 мг/кг) или физиологического раствора производили за 30 мин до инъекции формалина. Затем крысам подкожно в плантарную поверхность задней лапы вводили 50 мкл 2% раствора формалина. Сразу после инъекции за животным начинали наблюдение, которое длилось 60 мин. Данные представлены в виде суммарного времени (М±т) за каждый шестиминутный интервал, в течение которого крыса демонстрировала болевое поведение

6. Роль NMDA-рецепторов в периферических механизмах опиатной аналгезии

Полученные результаты о периферическом компоненте опиатной аналгезии послужили основанием для дальнейшего изучения наличия взаимодействия между периферическими опиоидными и КМОА-рецепторами. В ходе этих экспериментов лоперамид вводили в комбинации с различными антагонистами КМОА-рецепторов за 30 минут

до инъекции формалина. Результаты этих опытов показали, что канальный блокатор мемантин (3 мг/кг) и конкурентный антагонист CGP 37849 (3 мг/кг) значительно потенцировали действие лоперамида на «формалиновой» модели боли, что полностью соответствует данным, полученным в ходе аналогичных опытов с морфином. Однако конкурентные антагонисты глицинового участка (MDL 105,519 и MRZ 2/596), не проникающие через гематоэнцефалический барьер, были неэффективны. Следовательно, синергичное взаимодействие опиоидных и NMDA-рецепторов не носит локальный характер и требует вовлечения центральных NMDA-рецепторов для усиления аналгетической активности как центральных, так и периферических агонистов опиоидных рецепторов. Иными словами, агонисты опиоидных рецепторов и антагонисты NMDA-рецепторов влияют на сопряженные, но пространственно разобщенные механизмы ноци-цептивной системы.

В то же время ни один из исследованных антагонистов NMDA-рецепторов не оказывал какого-либо значимого влияния на развитие острой толерантности к эффектам лоперамида, а антагонист периферических NMDA-рецепторов MRZ 2/596 не влиял на развитие острой толерантности к эффектам морфина. Эти данные указывают на существование центральных NMDA-зависимых и периферических NMDA-нечувствительных механизмов острой опиатной толерантности.

Способность антагонистов NMDA-рецепторов усиливать острую опиатную аналгезию можно рассматривать как ограничение развития острой толерантности, процессы которой запускаются сразу же после введения опиатного аналгетика и которые ограничивают амплитуду и продолжительность аналгезии. Однако полученные в данной работе результаты позволяют утверждать, что механизмы усиления острых эффектов агонистов опиоидных рецепторов и предотвращения развития острой толерантности различны.

ВЫВОДЫ

1. Антагонисты NMDA-рецепторов эффективно подавляют тоническую боль воспалительной природы, что доказывается способностью всех исследованных соединений (высокоаффинный канальный блокатор дизоцилпин и низкоаффинные канальные блокаторы мемантин и нерамек-сан, а также серия производных аминоалкилциклогексана) подавлять вторую (тоническую) фазу поведенческой реакции, развивающуюся в ответ на введение раздражающего агента (формалина) в вибриссную подушку крыс.

2. Антагонисты NMDA-рецепторов потенцируют эффекты агони-стов ц-опиовдных рецепторов на модели боли воспалительной природы. Низкоаффинные канальные блокаторы мемантин и нерамексан усиливали подавляющее действие морфина на тоническую болевую реакцию при введении как вместе с морфином (до нанесения болевого стимула), так и отсроченно (после нанесения болевого стимула).

3. Синергизм агонистов центральных и периферических опиоид-ных и антагонистов NMDA рецепторов имеет центральную природу, так как только антагонисты центральных (мемантин, нерамексан, CGP 37849), но не периферических (MDL 105,519 и MRZ 2/596) NMDA-рецепторов усиливают аналгетическое действие как морфина, так и лоперамида.

4. Антагонисты центральных, но не периферических NMDA-рецепторов предотвращают развитие острой толерантности к эффектам морфина. В то же время ни один из антагонистов NMDA-рецепторов не влияет на развитие острой толерантности к лоперамиду. Таким образом, центральные, но не периферические механизмы опиатной толерантности зависят от активности NMDA-рецепторов.

5. Периферические опиоидные рецепторы задействованы в механизмах запуска и поддержания тонической боли воспалительного характера, но не участвуют в процессах, опосредующих острую боль. Лоперамид обладает аналгетической активностью на модели боли воспалительной природы и может служить прототипом для разработки аналгетиков на основе агонистов периферических опиоидных рецепторов.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Рекомендуется исследование глутаматергических механизмов хронической боли с целью выявления эффективных в отношении купирования хронических болевых синдромов средств фармакотерапии болевых синдромов, резистентных к опиатным аналгетикам. Результаты работы целесообразно использовать для клинического изучения комплексной терапии хронических болевых синдромов комбинациями опиатных аналге-тиков центрального действия и блокаторов глутаматергической передачи. Рекомендуется дальнейшее исследование возможности создания эффективных аналгетических препаратов на основе периферически активных агонистов опиоидных рецепторов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Effects of morphine on formalin-induced nociception in rats // Eur. J. Pharmacol. - 2003. - Vol. 462. - P. 109-113. (Co-workers: Zvartau E., Bespalov A., Danysz W.).

2. Effects of low-affinity NMD A receptor channel blockers in two rat models of chronic pain // Neuropharmacology. - 2004. - Vol. 47. - P. 1-9. (Coworkers: Medvedev I., Malyshkin A., Belozertseva I., Sukhotina I, Aliev K., Zvartau E., Parsons C.G., Danysz W., Bespalov A).

3. NMD A receptor antagonists prevent the development of acute tolerance to the effects of morphine in the rat formalin test // Soc. Neurosci. Abst. - 2002. -Vol. 32. - 656.11. (Co-workers: Bespalov A., Danysz W.).

4. Effects of peripherally acting opioid receptor agonist loperamide in formalin pain model in rats // Soc. Neurosci. Abst. - 2003. - Vol. 33. - 480.3. (Coworkers: Danysz W., Bespalov A.).

Подписано в печать 17.05.2004. Формат 60x84/16. Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ЗАО «КопиСервис» Печать ризографическая. Заказ № 1/1705. П. л. 1.0. Уч.-изд. 1.0. Тираж 100 экз.

ЗАО «КопиСервис», 194017, Санкт-Петербург, Скобелевский пр., д. 16 тел.: (812) 234 4333

»110 10