Автореферат диссертации по медицине на тему Ноотропное действие растительного средства "Ноофит"
На правах рукописи
005057389
БАЗАРОВА НАДЕЖДА ЦЫРЕНОВНА
НООТРОПНОЕ ДЕЙСТВИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СРЕДСТВА «НООФИТ»
14.03.06 - фармакология, клиническая фармакология
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
18 АПР М13
Улан-Удэ - 2013
005057389
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки «Институт общей и экспериментальной биологии» Сибирского отделения Российской академии наук
Научный руководитель:
Николаев Сергей Матвеевич - доктор медицинских наук, профессор Официальные оппоненты:
Маланов Ким Жапович — доктор медицинских наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Бурятский государственный университет» Министерства образования и науки РФ / кафедра фармакологии, клинической фармакологии и фитотерапии, и.о. профессора
Гунзынов Галан Дамбиевич - доктор медицинских наук, Государственное бюджетное учреждение здравоохранения «Республиканская клиническая больница имени H.A. Семашко» Министерства здравоохранения Республики Бурятия / нейрохирургическое отделение, заведующий
Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ
Защита состоится «18» апреля 2013 года в 12°° часов на заседании диссертационного совета ДМ 003.028.02 при Институте общей и экспериментальной биологии Сибирского Отделения РАН по адресу: 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахья-новой, 6.
С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке Бурятского научного центра СО РАН.
Автореферат разослан «16» марта 2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент
В.Б. Хобракова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. По данным Всемирной организации здравоохранения, в настоящее время около 450 миллионов человек в мире страдают от психических и неврологических расстройств, среди которых наиболее распространенными являются когнитивные нарушения (Яхно Н.Н., 2006; Боголепова А.Н., 2009; Захаров В.В., 2012; Luyckx К. et al., 2011). Поскольку когнитивные функции связаны с интегративной деятельностью центральной нервной системы (ЦНС), то когнитивная недостаточность (КН) закономерно развивается при самых разнообразных очаговых и диффузных поражениях головного мозга (Ар-сеньева К.Е., 2007; Бугреева С.Г., 2008). Основными причинами когнитивной дисфункции (КД) являются дегенеративные и сосудистые заболевания и их сочетания (Захаров В.В., Вахнина Н.В., 2011; Камчатнов П.Р. и др., 2010; Старчи-на Ю.А., 2012; Poletti M. et al., 2012; Suttanon P. et al., 2012). Так, ежегодно регистрируются около 7 млн. случаев мозговых инсультов (Хеннерици М.Г. и др., 2008) и 1,4 млн. случаев черепно-мозговых травм (ЧМТ) (Яхно Н.Н., 2006; Шабанов П.Д., 2008); в связи с увеличением продолжительности жизни населения, резко возрос процент (до 5,8%) лиц с нейродегенеративными заболеваниями (Камчатнов П.Р. и др., 2010; Старчина Ю.Л., 2012; Smith R.A. et al., 2006; Poletti M. et al., 2012). Помимо этого, причинами КД могут быть нейроинфекции, опухоли головного мозга, демиелинизирующие заболевания и другие органические поражения головного мозга. Нередко КН имеют дисметаболическую природу, связанную с различными соматическими, эндокринными заболеваниями или интоксикациями (Воронина Т.А., 2007; Боголепова А.Н., 2009; Копчак О.О., 2011; Li H. et al., 2011). При этом до 5% случаев КН на стадии деменции и существенно больший процент на стадии недементных (легких и умеренных когнитивных расстройств) являются полностью обратимыми (Яхно Н.Н., 2007; Боголепова А.Н., 2009; Liang P. et al., 2012). В связи с этим является актуальным поиск лекарственных средств, направленных на профилактику и лечение как легких и умеренных когнитивных нарушений, так и деменции.
Особый интерес в лечении данных патологических состояний представляют лекарственные препараты растительного происхождения, обладающие выраженным фармакотерапевтическим влиянием, широким спектром фармакологической активности и низкой токсичностью (Ушкалова А.В., Илларионова Т.С., 2008; Убеева И.П., 2012). Так, в народной и традиционной медицине для лечения заболеваний нервной системы издавна применяются такие растения как валериана лекарственная, пион уклоняющийся, женьшень, аралия маньчжурская, лимонник китайский и созданные на их основе фитосборы (Барнаулов О.Д., 2010; Венгеровский А.И. и др., 2011; Арушанян Э.Б., 2008, 2012). Преимущество комплексных средств перед монопрепаратами обусловлено синергизмом действия лекарственных растений в сборах, позволяющим усилить полезные свойства компонентов, входящих в их состав (Николаев С.М., 2008).
В соответствии с этим разработано новое лекарственное средство (жидкий полиэкстракт), условно названное «Ноофит», полученный из следующих видов-
и'
растений: Scutellaria baicalensis Georgi, Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin, Valeriana officinalis L., Mentha piperita L., Polygonum aviculare L., Urtica dioica L. и Achillea millefolium L.
Целью работы явилось определение ноотропных свойств и оценка фарма-котерапевтической эффективности растительного средства «Ноофит» при экспериментальных нарушениях когнитивных функций.
Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:
1) изучить специфическую ноотропную активность и определить спектр ней-ротропного действия полиэкстракта «Ноофит»;
2) определить фармакотерапевтическую эффективность «Ноофита» при ней-родегенеративных состояниях;
3) выявить основные механизмы нейропротективного влияния «Ноофита».
Научная новизна. В данной работе впервые изучены нооотропные свойства
и нейропротективное влияние растительного средства «Ноофит» при экспериментальных нейродегенеративных состояниях. Установлено, что «Ноофит» оказывает ноотропное действие, ускоряя выработку условных рефлексов с активным и пассивным избеганием, положительным и отрицательным подкреплением, улучшая сохранность памятного следа в отдаленные после обучения сроки у интактных животных, а также устраняя амнестическое влияние скополамина и гипоксии. Установлено, что исследуемое средство обладает анксиолитическим, антидепрессивным, антиагрессивным и умеренным седативным действием. «Ноофит» обеспечивает выраженную фармакотерапевтическую эффективность при нейродегенеративных состояниях, нормализуя у животных поведенческие реакции, оказывая антиамнестическое влияние, подавляя свободнорадикальные процессы, активируя антиоксидантную систему организма, а также уменьшая количество регрессивных форм нейронов в структурах головного мозга. Основными механизмами, определяющими ноотропное действие и нейропротективное влияние «Ноофита», являются стимуляция ГАМК-ергической и катехола-минергической нейропередачи, нормализация энергетического обмена, а также его способность оказывать антиоксидантное, антирадикальное, мембраностаби-лизирующее, антигипоксическое и церебропротекторное действие.
Практическая значимость. Результаты проведенных фармакологических исследований позволяют рекомендовать «Ноофит» для клинических исследований с целью его применения в качестве эффективного и безопасного средства в неврологической практике для профилактики и лечения легких и умеренных когнитивных нарушений. Полученные в работе данные используются в учебном процессе на кафедре фармакологии, клинической фармакологии и фитотерапии медицинского факультета Бурятского государственного университета.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Растительное средство «Ноофит» оказывает ноотропное действие, ускоряя выработку условных рефлексов с активным и пассивным избеганием, положительным и отрицательным подкреплением, улучшая сохранность памятного
следа в отдаленные после обучения сроки у интактных животных, а также устраняя амнестическое влияние скополамина и гипоксии; обладает анксиолитиче-ской, антидепрессивной, антиагрессивной и умеренной седативной активностью.
2. «Ноофит» оказывает выраженное нейропротективное влияние на модели болезни Альцгеймера и у старых животных: снижает неврологический дефицит, чувство страха и тревоги, восстанавливает эмоциональный статус, способствует обучению и сохранению памятного следа, уменьшает количество дистрофически измененных нейронов в структурах головного мозга, подавляет свободноради-кальные процессы и активирует антиоксидантную систему организма.
3. Основными механизмами, определяющими ноотропное действие и нейропротективное влияние «Ноофита», являются стимуляция ГАМК-ергической и катехоламинергической нейропередачи, нормализация энергетического обмена, а также его способность оказывать антиоксидантное, антирадикальное, мембра-ностабилизирующее, антигипоксическое и церебропротекторное действие.
Апробация материалов диссертации. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: International scientific conference "Current Situation and future trends of drug research and development from natural sources" (Ulaanbaatar, 2010); Всероссийской конференции молодых ученых «Биоразнообразие: глобальные и региональные процессы» (Улан-Удэ, 2010); II Международной научной конференции «Разнообразие почв и биоты Северной и Центральной Азии», посвященной 30-летию ИОЭБ СО РАН (Улан-Удэ, 2011); 5ft International Symposium on Present Situation and Future Development of Mongolian Traditional Medicine (Ulaanbaatar, 2011); XIX Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2012); II Международной научно-практической конференции «Особенности формирования здорового образа жизни: факторы и условия» (Улан-Удэ, 2012).
Работа выполнена в Отделе биологически активных веществ ИОЭБ СО РАН в соответствии с проектом № 146 «Разработка лекарственных и профилактических препаратов для медицины. Фундаментальные основы и реализация», утвержденным Президиумом СО РАН.
Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 14 научных работ, из них 7 в периодических изданиях, рекомендованных ВАК МО и науки РФ.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 127 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 5 глав, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов, списка литературы, включающего 236 источников, из которых 96 - на иностранных языках. Работа иллюстрирована 19 таблицами, 15 рисунками и 12 микрофотографиями.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования выполнены на 450 белых крысах линии Wistar обоего пола с исходной массой 180-350 г. Животные содержались в соответствии с Правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей. Эвтаназию животных осуществляли методом мгновенной декапитации под легким эфирным наркозом. Протокол исследования согласован с этическим комитетом ИОЭБ СО РАН (протокол №4 от 03.02.2010).
«Ноофит» получен из корней S. baicalensis, коней R. carthamoides, корней V. officinalis, травы М. piperita, травы P. aviculare, листьев U. dioica и травы А. millefolium, взятые в соотношениях 5:2:3:2:3:3:2 в лаборатории химико-фармацевтических исследований ИОЭБ СО РАН. Перед экспериментами с целью исключения влияния этанола экстракт деалкоголизировали путем выпаривания на водяной бане до 1/10 от исходного объема. Полученный остаток доводили дистиллированной водой до заданного объема в соответствии с рекомендациями (Правила... 1992). «Ноофит» вводили крысам внутрижелудочно через зонд в объемах 2, 5 и 10 мл/кг массы животного в соответствии с задачами эксперимента. В качестве препарата сравнения ноотропный препарат - пирацетам в дозе 200 мг/кг. Во всех экспериментах животные контрольной и интактной групп получали воду очищенную в эквивалентном объеме по аналогичной схеме.
Определение острой токсичности «Ноофита» проводили согласно Методическим рекомендациям (Арзамасцев Е.В. и др., 2005).
Ноотропное действие «Ноофита» исследовали согласно Методическим рекомендациям (Воронина Т.А., Островская Р.У., 2005) по методам: условная реакция пассивного избегания (УРПИ), активного избегания (УРАИ), зрительной дифференцировки (УРЗД), а также условного рефлекса с положительным подкреплением в Т-образном лабиринте. Влияние «Ноофита» на когнитивные функции белых крыс изучали по сохранности УРПИ в условиях моделирования амнезии, вызванной острой нормобарической гипоксией с гиперкапнией и однократным введением скополамина в дозе 1,5 мг/кг.
Анксиолитическое и седативное действие «Ноофита» определяли согласно Методическим указаниям (Воронина Т.А., Середенин С.Б., 2005) в следующих тестах: конфликтная ситуация по Vogel, «приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ), «светло/темная» камера, «открытое поле», пролонгирование гек-сеналового (60 мг/кг) и кетаминового (2 мл/кг) сна. Антидепрессивное влияние исследовали в тесте «поведенческого отчаяния» по Порсолту, антиагрессивное - в тесте немотивированной агрессии. Миорелаксантное действие «Ноофита» оценивали в тестах «вращающийся горизонтальный стержень» и «горизонтальная перекладина» (Воронина Т.А., Середенин С.Б., 2005).
Антигипоксическое действие «Ноофита» исследовали с использованием трех моделей: острая нормобарическая, острая гемическая и острая гистотокси-ческая гипоксия (Лукьянова Л.Д., 1989). Церебропротекторное действие «Но-
офита» оценивали на модели острой ишемии головного мозга, которую вызывали путем билатеральной окклюзии обеих общих сонных артерий (фторотано-вый наркоз). Регистрировали количество выживших животных в течение 24 часов.
Мембраностабилизирующую активность «Ноофита» определяли in vitro по степени торможения перекисного и осмотического гемолиза эритроцитов донорской крови (Ковалев И.Е. и др., 1986); антирадикальную активность - с применением DPPH-метода (Seyoum A. et al., 2006). Влияние фитоэкстракта на связывание супероксидных анион-радикалов (02 ")изучали в неэнзиматической системе феназин метосульфат/НАДН (Chen A.-S. et al., 2003); Ре2+-хелатирующую активность - фенантролиновым методом (Оленников Д.Н. и др., 2008); связывание молекул оксида азота (NO) - согласно R. Govindarajan et al.(2003). Для оценки влияния экстракта на процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) использовали также модельную систему, состоящую из суспензии желточных ли-попротеидов (Клебанов Г.И. и др., 2003).
Болезнь Альцгеймера у крыс моделировали по методике Т.А. Ворониной (2005), основанной на воспроизведении холинергического дефицита: крысам ежедневно в течение 20 суток внутрибрюшинно вводили М-холиноблокатор -скополамин в дозе 1 мг/кг/сут. «Ноофит» вводили животным в дозе 5 мл/кг в течение двух недель до введения скополамина и параллельно с введением ско-поламина.
«Гериатрическую» модель ослабления обучения и памяти воспроизводили у старых крыс (20-24 месяца) с массой 300-350 г (Воронина Т.А., Островская Р.У., 2005).
Острую гипобарическую гипоксию моделировали путем «подъема» лабораторных животных в барокамерной установке на «высоту» 9000 м со средней скоростью 50 м/с, экспозицией их в этих условиях в течение 30 мин и последующей трехчасовой реоксигенацией (Березовский В.А. и др., 1985).
Водно-иммерсионный стресс воспроизводили помещением крыс в тесные пластиковые цилиндры с последующим погружением их в воду до уровня головы на 2 часа ежедневно в течение 4 суток (Захарова И.А. и др., 2009).
Для оценки влияния «Ноофита» на процессы ПОЛ определяли содержание малонового диальдегида (МДА) в гомогенате мозга (Владимиров Ю.В., Арча-ков А.И., 1972) и в сыворотке крови (Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г., 1977). Состояние эндогенной антиоксидантной системы организма оценивали по активности каталазы в гомогенате головного мозга и в сыворотке крови (Королюк М.А. и др., 1988), активности супероксиддисмутазы (СОД) в эритроцитах (Че-вари И. и др., 1985).
Для патоморфологических исследований парафиновые срезы головного мозга окрашивали гематоксилином и эозином, крезилвиолетом по Нисслю, по Шморлю для выявления липофусцина (Микроскопическая..., 1996). Для определения степени повреждения структур головного мозга проводили морфометри-
ческий анализ клеточного состава коры больших полушарий и гиппокампа (Артюхина Н.И., 2009).
Для оценки влияния «Ноофита» на энергетический потенциал клеток головного мозга определяли содержание АТФ, молочной и пировиноградной кислот в гомогенате головного мозга (Методы..., 1982).
Влияние «Ноофита» на состояние катехоламинергической системы при хроническом эмоциональном стрессе определяли с помощью набора реактивов «TriCatELISA»Ha иммуноанализаторе «Stat Fax 2100»; ГАМК-ергической системы - с помощью метода конфликтной ситуации по Vogel. С целью блокады ГАМКд-рецептора использовали бикукуллин (1 мг/кг), а для блокады хлорного канала - пикротоксин в дозе (1 мг/кг) (Воронина Т.А., 2003).
Результаты исследований статистически обработаны методами для малой выборки с определением средней величины (М) и средней ошибки (т). Степень достоверности результатов исследований (Р) оценивали с помощью параметрического критерия t Стьюдента для малой выборки. Различие между данными контроля и опыта считали значимыми при вероятности 95% (Р < 0,05) (Серги-енко В.И., Бондарева И.Б., 2006).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Изучение острой токсичности «Ноофита» проводили на крысах обоего пола линии Wistar при внутрибрюшинном и внутрижелудочном введении экстракта. Деалкоголизированный экстракт «Ноофит» вводили животным однократно в дозах от 2000 до 8000 мг/кг в пересчете на суховоздушное сырье. Результаты исследований показали, что при однократном внутрижелудочном введении «Ноофита» в диапазоне доз от 2000 мг/кг до 8000 мг/кг гибели животных в течение 14 суток наблюдения не отмечалось. Лишь при введении животным экстракта в высоких дозах в первые 2-6 часов отмечали ограничение движений, отказ от корма, а на второй день и последующие дни наблюдений крысы опытных групп не отличались от животных контрольной группы по внешнему виду и поведению. При однократном внутрибрюшинном введении «Ноофита» DLJ0 составляет 6300±100 мг/кг. Таким образом, полученные данные позволяют отнести экстракт «Ноофит» к группе малотоксичных веществ (Арзамасцев Е.В. и др., 2005).
Исследование специфической ноотропной активности и спектра нейротропного действия «Ноофита» Результаты исследований показали, что курсовое введение животным «Ноофита» в объемах 2, 5 и 10 мл/кг увеличивает латентный период (ЛП) через 1 час после выработки рефлекса в 2,0; 1,9 и 1,6 раза соответственно по сравнению с данными у крыс контрольной группы. У 85% животных опытных групп, получавших «Ноофит» в объемах 2 и 5 мл/кг, а также пирацетам в дозе 200 мг/кг, отмечается выработка рефлекса, тогда как у животных контрольной группы данный показатель составил 34 % (табл.1). При оценке рефлекса установлено,
что использование «Ноофита» в объемах 2 и 5 мл/кг вызывает более прочную тенденцию сохранности памятного следа по сравнению с показателями у крыс контрольной группы (табл. 1). Так, ЛГТ у животных указанных опытных групп через 24 часа был выше аналогичного показателя у крыс контрольной группы в 1,3 и 1,5 раза, а на 7 сутки наблюдений - в 1,9 и 2,7 раза соответственно. Наряду с этим, на 7 сутки эксперимента количество животных с сохранившимся рефлексом в опытных группах было в среднем в 2,0 раза выше такового показателя в контрольной группе.
Таблица 1
Влияние «Ноофита» и пирацетама на выработку и сохранность условного
рефлекса пассивного избегания у интактных крыс
Группы животных 1 час 24 часа 7 суток
Латентный период, с
Контрольная (Н20), п=12 89,2±21,7 107,3±18,6 43,2±19,1
Опытная («Ноофит», 2 мл/кг), п=12 180,0±11,8* 140,5±18,1 81,3±17,6
Опытная («Ноофит», 5 мл/кг), п=12 168,8±25,3* 162,2±19,3* 116,0±20,4*
Опытная («Ноофит», 10 мл/кг), п=10 141,0±26,7 124,0±14,6 89,6±12,1
Опытная (пирацетам, 200мг/кг), п=12 155,0±18,6 167,5±19,1 79,8±18,6
Количество животных с сохранившимся рефлексом, %
Контрольная (Н20), п=12 34% 51 % 17%
Опытная («Ноофит», 2 мл/кг), п=12 85% 68% 34%
Опытная («Ноофит», 5 мл/кг), п=12 85% 85% 42%
Опытная («Ноофит», 10 мл/кг), п=10 60% 60% 40%
Опытная (пирацетам, 200мг/кг), п=12 85% 85% 34%
Примечание: * - здесь и далее различия статистически значимы между данными контрольной и опытной групп при Р < 0,05; п - количество животных в группе.
Данные, представленные в таблице 2, показывают, что курсовое введение животным экстракта «Ноофит» в указанных объемах сопровождается улучшением выработки УРЗД. Так, у животных, получавших «Ноофит» в объемах 5 и 10 мл/кг, количество проб, затраченных до первого правильного ответа, было ниже в 1,5 раза, в объеме 2 мл/кг - в 1,2 раза; количество проб, затраченных на выработку обучения, уменьшалось в среднем на 22 % по сравнению с таковыми показателями у контрольных крыс (табл. 2). Введение животным «Ноофита» в указанных объемах снижает время поиска безопасного отсека в первой пробе в 2,2; 1,3 и 1,4 раза соответственно по сравнению с контролем.
Введение крысам «Ноофита» в объемах 2, 5 и 10 мл/кг сокращает общее количество проб, затраченных на выработку У РАИ, соответственно в 1,5; 2,0 и 1,8 раза и время выполнения реакции - в 1,7; 3,0 и 2,4 раза по сравнению с аналогичными показателями у животных контрольной группы. У животных, получавших пирацетам, время выполнения реакции и количество проб, затраченных
на обучение, снижается соответственно в 2,0 и 1,4 раза по сравнению с контролем (рис.1).
Наблюдение за животными в Т-образном лабиринте показало, что на 4 сутки тестирования ЛП у крыс, получавших «Ноофит» в объемах 5 и 10 мл/кг, был в 2,0 раза ниже такового у животных контрольной группы. Введение животным «Ноофита» в указанных объемах также вызывает снижение времени реакции с первого дня обучения и к 4 суткам наблюдений данный показатель у крыс, получавших исследуемый экстракт в дозе 10 мл/кг, был на 21 % ниже такового в контроле. Уменьшение ЛП и времени реакции у крыс, получавших экстракт «Ноофит» в объемах 5 и 10 мл/кг свидетельствует о снижении у животных реакции тревожности. В результате подавления оборонительной мотивации у животных начинает превалировать пищедобывательное поведение, что приводит к ускорению выработки навыка - увеличению числа выполненных реакций. Так, на третий день опыта 100 % животных, получавших «Ноофит» в объемах 5 и 10 мл/кг, выполняли заданную реакцию. На 4 сутки наблюдения у животных данных групп отсутствовали ошибки при выполнении рефлекса, что свидетельствует о выработке пищедобывательного навыка у 100 % животных, тогда как в группе крыс, получавших экстракт в объеме 2 мл/кг и пирацетам, на 4 сутки рефлекс выработался только у 80 %, а в контрольной группе - у 40 % животных.
Таблица 2
Влияние «Ноофита» и пирацетама на выработку условной реакции зритель-
ной дифференцировки у белых крыс
Группы животных Количество проб, затраченных на обучение Время поиска безопасного отсека в 1 пробе, с Время выполнения реакции, с
До первого правильного ответа До критерия обучения
Контрольная (Н20), п=12 30,3±2,4 64,0±5,6 25,0±1,9 6,0±0,5
Опытная («Ноофит», 2 мл/кг), п=12 24,8±1,6 50,1±6,3 11,3±1,4* 2,5±0,4*
Опытная («Ноофит», 5 мл/кг), п=12 19,6±1,1* 50,8±5,4* 19,1±1,6* 6,8±1,6
Опытная («Ноофит», 10 мл/кг), п=10 19,0±1,2* 51,0±4,5* 17,8±2,4* 5,5±0,8
Опытная (пирацетам, 200 мг/кг), п=12 27,0±2,7 4б,0±2,7* 10,3±0,9* 4,0±0,3
В специальной серии экспериментов установлено выраженное амнестиче-ское действие скополамина в тесте УРПИ (табл.3). Так, на фоне внутрибрю-шинного введения животным скополамина длительность ЛП через 1 час и 24 часа укорачивается в среднем в 1,3 раза, через 7 суток - в 1,5 раза по сравнению с данными у крыс интактной группы. Курсовое введение животным «Ноофита»
в исследуемых объемах оказывает антиамнестическое действие, увеличивая время ЛП во все сроки опыта. Наиболее выраженное антиамнестическое действие фитоэкстракт оказывает в объеме 5 мл/кг: латентный период был выше показателя у животных контрольной группы через 1 час и 24 часа в среднем в 1,5 раза, а на 7 сутки - в 2,4 раза.
14
90 80
-- --
-- ч
-- —і— —і— —і— —і— --
12
Контроль "Ноофит", "Ноофит", 2 мл/кг 5 мл/кг
"Ноофит" Пирацетам 10 мл/кг
3 Количество проб, затраченных на обучение - Время выполнения реакции, с
Рис.1. Влияние «Ноофита и пирацетама на выработку условного рефлекса активного избегания у белых крыс.
Таблица 3
Влияние «Ноофита» и пирацетама на процессы обучения и памяти у белых
Группы животных Латентный период, с
Через 1 ч Через 24 ч Через 7 суток
Интактная (Н20), п= 10 149,5±20,4 135,5±15,4 103,0±11,6
Контрольная(скополомин + Н20), п=9 118,6±17,8 106,2±18,0 67,6±10,2
Опытная (скополамин + «Ноофит», 2 мл/кг), п=10 132,8±17,0 130,5± 17,6 111,6±17,8
Опытная (скополамин + «Ноофит», 5 мл/кг). п=10 180,0±0.0* 163,5±17,0* 163,1±17,4*
Опытная (скополамин + пирацетам, 200 мг/кг), п=10 91,8±10,2 100,1±18,4 65,2±9,4
Известно, что гипоксия вызывает у крыс снижение процесса обучаемости и амнестический эффект, что проявляется в уменьшении ЛП во все сроки тестирования по сравнению с данными у крыс интактной группы. На фоне применения «Ноофита» в объемах 5 и 10 мл/кг, а также препарата сравнения, условный рефлекс вырабатывался у 100 % животных. При проверке сохранности памятного следа установлено, что у животных, получавших «Ноофит» в объемах 2 и 10 мл/кг, а также пирацетам, ЛП через 24 часа после гипоксического воздействия
11
был выше аналогичного показателя у контрольных животных в 2,0; 2,8 и 2,9 раза, а на 7 сутки - в 1,5; 2,7 и 2,9 раза соответственно. Наиболее выраженное антиамнестическое действие «Ноофит» оказывает в объеме 5 мл/кг, увеличивая ЛП через 24 часа и 7 суток в 3,5 раза по сравнению с данными у животных контрольной группы.
Обнаруженное ноотропное действие «Ноофита» в большей степени обусловлено входящим в его состав экстрактом S.baicalensis. Так, по данным многочисленных исследований установлено, что экстракты S.baicalensis обладают ноотропными свойствами (Дамдинова Г.Х., 2001; Першина О.В. и др., 2005; Нео Н. et al., 2009; Jeon J.O. et al., 2011). Комплексное воздействие на состояние нервной системы выявлено у М. piperita (Conforti F. et al., 2008) и V. officinalis (Del Valle-Mojica L.M. et al., 2011).
Результаты исследования животных в тесте «открытое поле» показали, что введение «Ноофита» в объемах 2, 5 и 10 мл/кг повышает общую двигательную активность крыс в 1,7; 2,5 и 3,1 раза соответственно по сравнению с показателем у крыс контрольной группы. На фоне введения исследуемого средства в указанных объемах и пирацетама у крыс увеличивается число пересеченных периферических квадратов в 1,3; 2,0; 2,7 и 1,4 раза соответственно по сравнению с данными у животных контрольной группы. При этом животные опытных групп, получавшие «Ноофит», посещали центральные квадраты установки, тогда как ни одно животное контрольной группы и, группы, получавшей пираце-там, не заходило в центральную часть поля. Использование «Ноофита» повышает ориентировочно-исследовательское поведение животных, о чем свидетельствует увеличение вертикальной активности (2 мл/кг - в 1,9 раза; 5 и 10 мл/кг - в 3,2 раза) и наличие норкового рефлекса у животных опытных групп по сравнению с показателями у крыс контрольной группы. «Ноофит» в объемах 5 и 10 мл/кг увеличивает количество заходов их в открытые рукава ПКЛ в 2,4 и 4,3 раза соответственно и, как следствие, время, проведенное в них, - в 2,8 и 4,1 раза по сравнению с аналогичными показателями у животных контрольной группы. Введение пирацетама в дозе 200 мг/кг не оказывало влияния на поведение животных в тестах «открытое поле» и ПКЛ. Полученные результаты согласуются с данными Т.А. Ворониной (2000), что пирацетам в дозе 200 мг/кг не оказывает выраженного анксиолитического действия. «Ноофит» в указанных объемах вызывает активацию общей двигательной активности и исследовательского поведения в тесте ПКЛ за счет увеличения числа заходов в закрытые рукава в 1,8 и 3,1 раза соответственно, количества вертикальных стоек в 2,1 и 2,9 раза и свешиваний в 5,0 раз по сравнению с данными показателями у животных контрольной группы, что согласуется с данными, полученными в тесте «открытое поле».
При исследовании поведения животных в «светлой/темной» установке выявлено, что «Ноофит» в объемах 2, 5 и 10 мл/кг увеличивает количество переходов между отсеками в 1,3; 1,8 и 2,7 раза, а также время пребывания животных
в светлом отсеке установки — в 1,8; 3,8 и 3,5 раза соответственно по сравнению с аналогичными показателями у животных контрольной группы.
В тесте наказуемого поведения по Vogel введение крысам «Ноофита» в объемах 2, 5 и 10 мл/кг устраняет чувство тревоги и страха, увеличивая количество наказуемых взятий воды в 2,1; 2,8 и 4,0 раза соответственно по сравнению с таковым показателем у контрольных животных. Анксиолитический эффект «Ноофита» в объеме 10 мл/кг в условиях наказуемого поведения в 2,0 раза превосходит таковой препарата сравнения - пирацетама. Полученные данные согласуются с результатами других авторов. Так, аналогичным эффектом обладают следующие компоненты «Ноофита»: экстракт Л. millefolium (Baretta I.P. et al., 2012), галеновые лекарственные формы V.officinalis (Andreatini R. et al., 2002; Occhiuto F. et al., 2009), экстракты и флавоноид вагонин S. baicalensis (Hui K.M. et al., 2002; Jeong J.O. et al., 2004). Такие растения как V.officinalis и M.piperita, входящие в состав «Ноофита», объясняют его умеренное седативное влияние (Воробьева О.В., Акарчакова Е.С., 2007; Andreatini R. et al., 2002). Так, экстракт «Ноофит» в объемах 5 и 10 мл/кг увеличивает длительность кетаминового сна на 26 и 30 % , а также удлиняет время гексеналового сна в среднем на 34 % по сравнению с таковыми показателями у животных контрольной группы.
В тесте «поведенческого отчаяния» по Порсолту установлено антидепрессивное действие «Ноофита». Использование фитоэкстракта в объемах 5 и 10 мл/кг снижает время иммобилизации животных на 23 и 31 % соответственно по сравнению с аналогичным показателем у животных контрольной группы. Введение животным «Ноофита» в указанных объемах увеличивает порог возникновения агрессивной реакции в 1,6 и 1,8 раза соответственно и снижает количество схваток между животными в среднем в 2,0 раза по сравнению с контролем. Экстракт «Ноофит» в исследуемых объемах не оказывает миорелаксантного действия.
Исследование фармакотерапевтической эффективности «Ноофита» в условиях экспериментальной болезни Альцгеймера
Болезнь Альцгеймера - это возрастное нейродегенеративное заболевание и наиболее часто встречающаяся форма деменции, характеризующееся грубыми нарушениями памяти и других когнитивных функций. Известно, что при развитии болезни Альцгеймера происходит утрата холинергических нейронов, при этом степень нарушения функции холинергической системы коррелирует с тяжестью когнитивного дефицита (Боголепова А.Н., 2011; Степаничев М.Ю., 2011). В связи с этим, для экспериментального моделирования холинергиче-ского дефицита использовали «хроническое» введение блокатора М-холинорецепторов - скополамина (Воронина Т.А., Островская Р.У., 2005).
Установлено, что введение скополамина вызывает у животных понижение мышечного тонуса и нарушение координации, на что указывает сокращение у крыс времени нахождения их на «горизонтальной перекладине» и «вращающемся горизонтальном стержне» по сравнению с таковым у животных интакт-
ной группы. Снижение количества заходов в открытые рукава ПКЛ и времени, проведенного в них, у крыс контрольной группы свидетельствует о повышении у животных чувство страха и тревоги на фоне инъекции скополамина (табл. 4).
Таблица 4
Влияние «Ноофита» и пирацетама на поведение белых крыс в приподнятом
крестообразном лабиринте при экспериментальной болезни Альцгеймера
Показатели Группы животных
Интактная (Н20), п=10 Контрольная (скополамин + Н20), п=10 Опытная 1 (скополамин + «Ноофит»), п= 10 Опытная 2 (скополамин +пирацетам), п=10
Количество заходов
Закрытый рукав 2,3±0,3 0,6±0,1 3,5±0,7* 2,8±0,6*
Открытый рукав 1,4±0,2 0,5±0,1 3,1±0,6* 2,7±0,3*
Время пребывания, сек
Закрытый рукав 518,8±40,3 443,4±33,5 510,7±31,9 516,1±31,6
Открытый рукав 57,1±8,2 29,3± 11,8 62,8±12,9 48,6±9,9
Центральная площадка 25,0±3,5 127,3±20,4 26,5±4,9* 35,3±4,5
На фоне курсового введения крысам экстракта «Ноофит» в объеме 5 мл/кг и пирацетама в дозе 200 мг/кг время нахождения животных на горизонтальной перекладине увеличивается на 39 и 13 % соответственно, на вращающемся горизонтальном стержне — в среднем в 15,0 раз по сравнению с таковыми показателями у животных контрольной группы. У животных опытных групп количество заходов в открытые рукава ПКЛ увеличивается в 7,2 и 5,4 раза и время, проведенное в них, - в 2,1 и 1,7 раза соответственно по сравнению с данными у крыс контрольной группы (табл. 4).
Данные, представленные на рисунке 2, показывают, что у животных, получавших скополамин, снижается способность к обучению. Так, на 5 сутки в контрольной группе рефлекс выработался у 30 % животных, при 100 % показателе у крыс интактной группы. Курсовое введение животным экстракта «Ноофит» способствует улучшению выработки УРАИ на фоне нарушения когнитивных функций, вызванных блокадой М-холинорецепторов. Так, в группе животных, получавших «Ноофит», рефлекс выработался у 80% крыс, при введении пирацетама - у 7 из 10 особей. Среднее количество выполненных реакций в группах животных, получавших «Ноофит» и пирацетам, было в 1,5 и 1,4 раза выше такового показателя в контроле.
Рис. 2. Влияние «Ноофита» и пирацетама на выработку условного рефлекса активного избегания у белых крыс при экспериментальной болезни Альцгеймера.
Длительное введение скополамина повышало содержание МДА в гомогенате мозга и сыворотке крови в 3,6 и 3,4 раза, подавляло активность каталазы в гомогенате мозга и сыворотке крови в 3,0 и 1,8 раза соответственно, а также активность СОД в эритроцитах - в 3,7 раза по сравнению с показателями у животных интактной группы. Введение животным «Ноофита» и пирацетама вызывало ин-гибирование ПОЛ и активацию эндогенной антиоксидантной системы организма. Так, у крыс опытных групп содержание МДА в сыворотке крови снижается в среднем в 1,8 раза, в гомогенате мозга - соответственно в 3,3 и 2,5 раза по сравнению с показателями у животных контрольной группы. Наряду с этим, активность каталазы в сыворотке крови животных данных групп увеличивается 1,6 и 1,3 раза и в гомогенате мозга - в 1,7 и 1,5 раза; активность СОД в эритроцитах - в 1,6 и 1,3 раза соответственно по сравнению с данными показателями у контрольных животных.
Патоморфологическими исследованиями показано, что на фоне длительного введения скополамина в наружном зернистом слое коры больших полушарий головного мозга (КБПГМ) наблюдается выраженное увеличение количества гиперхромных клеток. В третьем слое КБПГМ по направлению с поверхности в глубину отмечается снижение резко гиперхромных и увеличение клеток в состоянии хроматолиза, увеличение количества клеток с тотальным гипохромато-зом, «клеток-теней», явлений сателлитоза и нейронофагии, в результате чего образуются многочисленные очаги клеточного опустошения. Выявляется ин-терстициальный, периваскулярный и перицеллюлярный отек, а также стаз эритроцитов в капиллярах. В V слое КБПГМ на фоне повышения количества гипохромных клеток увеличивается количество пикнотических нейронов, образующих скопления. Это создает мозаичную картину с явлениями нейронофагии, сателлитоза и «выпадения» нейронов. В нейронах выявляются отложения липофусцина. Результаты морфометрических исследований показали, что у животных контрольной группы число нормохромных клеток снижается в 10,0 раз, умеренно гиперхромных нейронов - на 30 %, количество резко гипохромных нейронов возрастает в 2,5 раза, резко гиперхромных и «клеток-теней» - в сред-
Интакт Контроль Ноофиг Пирацетам
Число выполненых реакций —♦— Количество животных с выработанным рефлексом, %
ских изменений в гиппокампе, в результате чего количество регрессивных нейронов снижается в 1,5 и 1,4 раза по сравнению с контролем.
Изучение фармакотерапевтической эффективности «Ноофита» в условиях естественного старения
Холинергический дефицит в нейронах головного мозга наблюдается также и при естественном старении (Вознесенская Т.Г., 2010). Результаты исследований показали (табл. 5), что у старых крыс характерным является снижение общей двигательной, вертикальной и горизонтальной активности, а также норкового рефлекса, значимо ухудшаются показатели обучаемости и памяти. Так, ЛП у крыс этой группы через 1 час после выработки рефлекса был ниже на 26%, через 24 часа и 7 суток - в 1,7 и 3,3 раза соответственно по сравнению с данными у животных интактной группы (табл. 5).
Таблица 5
Влияние «Ноофита» и пирацетама на поведение белых крыс в тестах «открытое поле» и УРПИ при естественном старении_
Показатели Группы животных
Интактная (молодые животные +Н20), п = 10 Контрольная (старые животные + Н20), п= 12 Опытная I (старые животные + «Ноофит»), п = 12 Опытная I (старые животные + пирацетам), п = 12
«открытое поле»
Общая двигательная активность 26,1±2,0 8,4±1,2 17,8±1,3* 21,0±1,9*
Горизонтальная активность 18,3±2,1 6,3±0,7 12,4±2,1* 14,7±1,8*
Вертикальная активность 6,2±0,3 2,1±0,2 4,7±0,4* 5,3±0,2*
Норковый рефлекс 1,5±0,2 0 0,6±0,1* 1,0±0,2*
УРПИ (латентный период, с )
Через 1 час 149,5±20,4 111,2±23,6 143,4±12,6 167,2±12,5
Через 24 часа 135,5±25,4 81,2±16,6 129,8±16,3 134,1±15,3
Через 7 суток 103,0±21,6 29,4±2,6 78,4±8,6* 119,4±4,6*
Курсовое введение крысам экстракта «Ноофит» и пирацетама вызывало увеличение горизонтальной активности в 2,0 и 2,3 раза, вертикальной активности -в 2,2 и 2,5 раза и, как следствие, наблюдали повышение общей двигательной активности животных в 2,1 и 2,5 раза по сравнению с аналогичными показателями у контрольных животных. На фоне указанных средств у животных отмечалось появление норкового рефлекса, что свидетельствует о смене хаотичного движения на исследовательское поведение. Ведение животным «Ноофита» и
пирацетама увеличивало длительность ЛП в тесте УРПИ через 1 час - в 1,3 и 1,5 раза, через 24 часа - в среднем в 1,6 раза и на 7 сутки - в 2,7 и 4,1 раза соответственно по сравнению с данными у животных контрольной группы.
Установленная в ходе фармакологических исследований, фармакотерапев-тическая эффективность «Ноофита» при нейродегенеративных нарушениях, вероятней всего, обеспечивается нейропротективными и нейротропными эффектами экстрактов V. officinalis (Del Valle-Mojica L.M. et al., 2011), S. baicalen-sis (Yune T.Y. et al., 2009, Zhang X.W. et al., 2010) и M Piperita (Lim J.S. et al, 2010). Так же, по данным литературы (Роговский B.C. и др., 2012), известно, что рутин и кверцетин предотвращают амнезию, индуцированную введением ско-поламина. Данные флавоноиды являются биологически активными веществами компонентов «Ноофита»: рутин входит в состав М. piperita (Гелла Э.В., 1980), кверцетин - P. aviculare (Chen X., Cheng D., 2004).
К механизму ноотропного действия «Ноофита»
Нейробиологические исследования последних лет показывают, что в патогенезе как психических расстройств (тревожные и аддиктивные состояния, депрессии), так и неврологических заболеваний (инсульт, деменции различного происхождения), различных по клиническим проявлениям и течению, участвуют общие механизмы, в основе которых наблюдается торможение ГАМК-ергической передачи в ЦНС (Мартюшев-Поклад А.В., Воронина Т.А., 2003; Александровский Ю.А., 2007; Тюренков И.Н., Перфипова В.Н., 2011). Использование «Ноофита» в объеме 5 мл/кг на фоне введения пикротоксина и бику-куллина увеличивает количество наказуемых взятий воды в среднем в 1,9 раза по сравнению с данными у животных контрольной группы. Таким образом, снижение у животных на фоне введения «Ноофита» проконфликтного эффекта пикротоксина и бикукуллина свидетельствует о том, что в реализации нейро-протекторного действия исследуемого фитоэкстракта возможно участие ГАМК-ергической системы. Данные исследований показали, что хронический эмоциональный стресс вызывает у животных истощение запаса катехолйминов в головном мозге, что согласуется с данными других авторов (Белякова Е.И., 2006), которые отмечают дефицит катехоламинов в гомогенате головного мозга при болевом стрессе. По данным литературы, нарушение серотонин- и норадренер-гических систем наблюдается также при естественном старении, гипоксии, алкогольной и других интоксикациях (Титкова A.M., Эпштейн О.И., 2002; Леле-вич C.B. и др., 2010). Курсовое введение животным «Ноофита» повышает адаптивные процессы в головном мозге на фоне эмоционального стресса, в результате чего содержание адреналина, норадреналина и дофамина соответственно увеличивается в 42,8; 16,1 и 2,5 раза по сравнению с таковыми показателями у животных контрольной группы. Вероятно, «Ноофит» оказывает стимулирующее влияние на ГАМК-ергическую систему, которая, в свою очередь, повышает активность других нейромедиаторных систем. Также инициирующий эффект «Ноофита» на ГАМК-ергическую систему может быть обусловлен входящей в
его состав V. officinalis. Известно, что производные валериановой кислоты уменьшают распад ГАМК в головном мозге (Булаев В.М. и др., 2011; Helium B.N. et al., 2009), а также экспериментально подтверждено, что биологически активные вещества V. officinalis связываются с бензодиазепиновыми рецепторами головного мозга животных (Circosta С. et al., 2007; Zizovic I. et al., 2007).
Так как ГАМК-ергическая система участвует в регуляции кровотока в микрососудистом русле головного мозга, способствуя тонической вазодилятации (Galeffi F. et al., 2000), то восстановление ГАМК-ергической передачи при ише-мическом повреждении может способствовать восстановлению кровотока и улучшению кровоснабжения (Мартюшев-Поклад А.В., Воронина Т.А., 2003). В эксперименте на животных выявлен церебропротекторный эффект «Ноофита» на модели ишемического инсульта. Так, при оценке выживаемости животных за период наблюдения (24 часа) установлено, что в группе животных, получавших «Ноофит», гибель животных составляет 30 %, при 70 % - в контрольной группе.
Известно, что противогипоксические эффекты, присущие химическим соединениям, в полной мере выявляются и у растительных препаратов: S. baicalensis (Сайфутдинов P.P., Хазанов В.А., 1998; Хазанов В.А. и др., 1999; Lin X.J. et al., 2006), U. dioica (Пастушенков Л.В., Лесиовская Е.Е., 1991). Введение животным экстракта «Ноофит» в объемах 2 и 5 мл/кг увеличивает продолжительность жизни крыс, помещенных в герметичный сосуд, на 58 и 36 % соответственно, при развитии острой гемической гипоксии - в среднем в 1,7 раза, при гистотоксической гипоксии - на 24 % по сравнению таковыми показателями у животных контрольной группы.
Доказано, что на фоне гипоксии, лежащей в основе всех патологических процессов в ЦНС, отмечается уменьшение уровня внутриклеточного АТФ ниже физиологической нормы, а также повышение отношения лактат/пируват (Лукьянова Л. Д., 2011). Результаты исследований показали, что 30-минутная гипо-барическая гипоксия животных на «высоте» 9000 км приводит к снижению содержания АТФ в гомогенате головного мозга и повышению соотношения лактат/пируват у животных контрольной группы по сравнению с показателями у интактных животных (табл. 6).
Таблица 6
Влияние «Ноофита» на показатели энергетического статуса головного мозга
Показатели Интактная (Н20), п=6 Контрольная (гипоксия + Н20), п=8 Опытная (гипоксия + «Ноофит», 5 мл/кг), п=8
АТФ, мкм/г ткани 1,41±0,02 0,46±0,04 1,25±0,08*
ПВК, ммоль/г ткани 0,154±0,012 0,088 ±0,004 0,141±0,014*
МК, ммоль/г ткани 0,314±0,034 0,372±0,026 0,275 ±0,056*
Соотношение МК:ПК 2:1 4:1 2:1
Курсовое введение животным «Ноофита» нормализует энергетический обмен в головном мозге лабораторных животных: содержание АТФ повышается в 2,7 раза по сравнению с аналогичными показателями у животных контрольной группы. Соотношение МК:ПК у животных опытной группы соответствует показателю в интактной группе 2: 1. Вероятно, «Ноофит» в условиях гипоксии вызывает регуляторное репрограммирование функций дыхательной цепи в сторону компенсаторной активации митохондриального комплекса - сукцинатдегид-рогеназного пути окисления субстратов, благодаря чему предупреждаются или ослабляются нарушения синтеза АТФ (Лукьянова Л.Д., 2011).
In vitro на моделях перекисного и осмотического гемолиза выявлено мем-браностабилизирующее действие «Ноофит». Установлено, что экстракт «Ноофита» в концентрации 1,0 мг/мл проявляет выраженную мембраностабилизи-рующую активность, снижая степень перекисного и осмотического гемолиза на 74,7 и 87,8 % соответственно по сравнению с контролем. 1С 50 «Ноофита» для перекисного гемолиза составляет 23,7 мкг/мл, для осмотического гемолиза -9,33 мкг/мл.
В отдельных опытах in vitro «Ноофит» обладает выраженной антирадикальной активностью в отношении DPPH-радикала (1С50= 35,4 мкг/мл). Наибольший вклад в проявление данного вида активности вносит М. piperita (1С50 = 39,2 мкг/мл). Антирадикальная активность среди исследуемых экстрактов возрастает в ряду: V. officinalis (1С50= 126,6 мкг/мл) < U. dioica <. S. baicalensis < А. millefolium < P. aviculare < R. carthamoides < «Ноофит» < M. piperita (IC50 =39,2 мкг/мл). При изучении влияния «Ноофита» на ряд активных форм кислорода (02*"и NO) и ионы Fe2+ выявлено, что исследуемое средство обладает способностью к их инактивации. Fe2+-xeдатирующая способность «Ноофита» (IC50=660 мкг/мл) обусловлена присутствием A. millefolium (1С50=110 мкг/мл) за счет входящих в его состав эфирного масла и полифенольно-полисахаридного комплекса (Saluk-Juszczak J. et al., 2010; Vitalini S. et al., 2011). Активность в отношении связывания 02'" (1С5о=290 мкг/мл) обусловлена присутствием в его составе S. baicalensis (IC50 = 48 мкг/мл), V. officinalis (1С50=51 мкг/мл) и R. carthamoides (1С5о=59 мкг/мл). Связывание NO (1С5О=1540 мкг/мл), вероятно, происходит за счет биологически активных веществ, входящих в состав R. carthamoides (ICjO=210 мкг/мл), М. piperita (1С50=270 мкг/мл), V. officinalis (ICJO=460 мкг/мл). «Ноофит» снижает скорость накопления ТБК-активных продуктов в модельной системе (1С50=530 мкг/мл), при этом антиоксидантная активность исследуемых экстрактов возрастает в ряду: U. dioica (1С50=960 мкг/мл) < A. millefolium < V. officinalis < P. aviculare < R. carthamoides < «Ноофит» < S. baicalensis < M. piperita (IC50=146 мкг/мл). Таким образом, наиболее выраженный вклад в анти-оксидантный эффект исследуемого средства вносят М. piperita и S. baicalensis, эффективность которых также подтверждена данными других исследований (Huang W.H. et al., 2006; Shang Y.Z. et al., 2006; Liang R. et al., 2009; Zhang X.W. et al., 2011).
3. Основными механизмами, определяющими ноотропное действие и нейро-протективное влияние «Ноофита», являются стимуляция ГАМК-ергической и катехоламинергической нейропередачи, нормализация энергетического обмена, а также его способность оказывать антиоксидантное, антирадикальное, мембра-ностабилизирующее, антигипоксическое и церебропротекторное действие.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Bazarova N.Ts. The influence of polycomponent natural medicine «Noophyt» on behavior markers in test "Open field" / N.Ts. Bazarova, Ya.G. Razuvaeva, I.G. Nikolaeva // Abstracts of International scientific conference "Current situation and future trends of drug research and development from natural sources". - Ulaanbaatar, 2010.-P. 113.
2. Базарова Н.Ц. Влияние экстракта растительного средства «Ноофит» на течение экспериментальной гистотоксической гипоксии / Н.Ц. Базарова, Я.Г. Разуваева, С.М. Николаев, И.Г. Николаева // Мат-лы Всероссийской конференции молодых ученых «Биоразнообразие: глобальные и региональные процессы». - Улан-Удэ, 2010. - С.125-126.
3. Bazarova N.Ts. The influence of extract of plant «Noophyt» on the behavior of white rats in the dark/light camera / N.Ts. Bazarova, Ya.G. Razuvaeva, S.M. Ni-kolaev // Abstracts of the 5th international symposium on present situation and future development of Mongolian traditional medicine. - Ulaanbaatar, 2011- P. 83.
4. Bazarova N.Ts. Influence of extract of complex natural remedy «Noophyt» on the processes of educating and memory of intact rats /N.Ts. Bazarova, Ya.G. Razuvaeva, S.M. Nikolaev, I.G. Nikolaeva //Мэс Засал. - 2011. - № 13. - P.142.
5. Разуваева Я.Г. Влияние растительного средства «Ноофит» на выработку условных рефлексов активного и пассивного избегания у белых крыс /Я.Г. Разуваева, С.М. Николаев, Н.В. Верлан, Н.Ц. Базарова // Сибирский медицинский журнал. - 2011. - № 6. - С. 242-244.
6. Разуваева Я.Г. Влияние жидкого экстракта комплексного растительного средства «Ноофит» на выработку условной пищедобывательной реакции на место у белых крыс / Я.Г. Разуваева, С.М. Николаев, Н.Ц. Базарова, И.Г. Николаева // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2011. - № 1 (77), ч.2. - С. 171-173.
7. Базарова Н.Ц. Влияние «Ноофита» на выработку условной реакции зрительной дифференцировки у белых крыс / Н.Ц. Базарова, Я.Г. Разуваева, С.М. Николаев // Мат-лы II Международной научной конференции «Разнообразие почв и биоты Северной и Центральной Азии», посвященной 30-летию ИОЭБ СО РАН. - Улан-Удэ, 2011. - С.61 -62.
8. Базарова Н.Ц. Антиамнестическое действие комплексного растительного средства «Ноофит» / Н.Ц. Базарова, С.М. Николаев, Я.Г. Разуваева // Тез. докл. XIX Российского национального конгресса «Человек и лекарство». - М., 2012.-С. 353.
9. Базарова Н.Ц. Гипоксические состояния и их коррекция препаратами растительного происхождения / Н.Ц. Базарова, Э.Ч. Тумутова, Я.Г. Разуваева,
С.М. Николаев //Мат-лы II Международной научно-практической конференции «Особенности формирования здорового образа жизни: факторы и условия». -Улан-Удэ, 2012. - С. 22-24.
10. Разуваева Я.Г. Фармакотерапевтическая эффективность растительного средства «Ноофит» в условиях экспериментальной болезни Альцгеймера / Я.Г. Разуваева, Н.Ц. Базарова, Ч.Б. Кушеев // Вестник Бурятского государственного университета. - 2012. - Спецвыпуск С. - С. 134-137.
11. Разуваева Я.Г. Анксиолитическое действие растительного средства «Ноофит» / Я.Г. Разуваева, С.М. Николаев, Н.Ц. Базарова, И.Г. Николаева, О.Д-Д. Цыренжапова // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2012. - №4 (86), ч.1. - С. 221224.
12. Николаев С.М. Влияние растительного средства «Ноофит» на нарушения когнитивных функций у белых крыс при нейродегенеративных процессах /С.М. Николаев, Я.Г. Разуваева, Н.Ц. Базарова, Н.В. Верлан, И.Г. Николаева // Сибирский медицинский журнал. - 2012. - № 6. - С. 129-131.
13. Базарова Н.Ц. Ноотропное действие экстракта растительного средства «Ноофит» / Н.Ц. Базарова, Я.Г. Разуваева, С.М. Николаев, И.Г. Николаева, И.П. Убеева //Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2012. - № 6 (88). - С. 60-62.
14. Разуваева Я.Г. Фитокоррекция нарушений процессов обучения и памяти у белых крыс, вызванных гипоксическим состоянием / Я.Г. Разуваева. Э.Ч. Ту-мутова, Н.Ц. Базарова, С.М. Николаев, И.П. Убеева // Вестннк Бурятского государственного университета. - 2012. - Серия: медицина, фармация. - С. 3-6.
Список сокращений
АТФ - аденозинтрифосфат
ГАМК — 7-аминомасляная кислота
КД - когнитивная дисфункция
КН - когнитивные нарушения
ЛП - латентный период
МДА - малоновый диальдегид
ПКЛ - приподнятый крестообразный лабиринт
ПОЛ - перекисное окисление липидов
СОД - супероксиддисмутаза
УРАИ - условная реакция активного избегания
УРЗД - условный рефлекс зрительной дифференцировки
УРПИ - условная реакция пассивного избегания
ЦНС - центральная нервная система
Подписано в печать 14.03.2013 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Объем 1,4 печ. л. Тираж 100. Заказ №9.
Отпечатано в типографии Изд-ва Федерального государственного бюджетного учреждения науки БНЦ СО РАН 670047 г. Улан-Удэ ул. Сахьяновой, 6.
Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Базарова, Надежда Цыреновна
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ «ИНСТИТУТ ОБЩЕЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БИОЛОГИИ» СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
На правах рукописи
БАЗАРОВА НАДЕЖДА ЦЫРЕНОВНА
НООТРОПНОЕ ДЕЙСТВИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СРЕДСТВА «НООФИТ»
14.03.06 - фармакология, клиническая фармакология
Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Научный руководитель:
доктор медицинских наук, профессор
Николаев Сергей Матвеевич
Улан-Удэ-2013
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений.................................................. 5
Введение............................................................... 6
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.............................................. 11
1.1. Фармакология ноотропных препаратов.......................... 11
1.2. Лекарственные средства растительного происхождения, обладающие нейропротективным действием................... 18
1.2. Характеристика компонентов, входящих в состав «Ноофи-
та»...................................................................... 23
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ............... 32
2.1. Характеристика экстракта «Ноофит»............................ 32
2.2. Объекты исследования.............................................. 33
2.3. Модели патологических состояний.............................. 33
2.4. Методы исследования нейротропной активности, механизма действия и острой токсичности «Ноофита»............. 34
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕЦИФИЧЕСКОЙ НООТРОПНОЙ АКТИВНОСТИ И СПЕКТРА НЕЙРОТРОПНОГО ДЕЙСТВИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СРЕДСТВА «НООФИТ»....... 41
3.1. Определение острой токсичности растительного средства «Ноофит»................................................................ 41
3.2. Исследование ноотропной активности растительного средства «Ноофит»................................................... 42
3.2.1. Влияние растительного средства «Ноофит» на выработку условной реакции пассивного избегания у интакт-ных крыс................................................................ 43
3.2.2. Влияние растительного средства «Ноофит» на выработку условной реакции зрительной дифференцировки у интактных крыс....................................................... 44
3.2.3. Влияние растительного средства «Ноофита» на выработку условной реакции активного избегания у интактных крыс............................................................... 46
3.2.4. Влияние растительного средства «Ноофита» на выработку условного рефлекса с положительным подкреплением у интактных крыс в Т-образном лабиринте........... 48
3.2.5. Влияние растительного средства «Ноофит» на нарушение когнитивных функций, вызванных введением скополамина........................................................... 51
3.2.6. Влияние растительного средства «Ноофит» на нарушение когнитивных функций, вызванных гипоксиче-ским состоянием...................................................... 52
3.3. Влияние растительного средства «Ноофит» на поведение интактных крыс в тесте «открытое поле»....................... 54
3.4. Исследование анксиолитического действия растительного средства «Ноофит».................................................. 57
3.4.1. Влияние растительного средства «Ноофит» на поведение крыс в крестообразном лабиринте................... 57
3.4.2. Влияние растительного средства «Ноофит» на поведение белых крыс в «светлой/темной» камере............ 59
3.4.3. Влияние растительного средства «Ноофит» на поведение крыс в конфликтной ситуации по Vogel............... 60
3.5. Исследование седативного действия растительного средства «Ноофит»........................................................ 61
3.5.1. Влияние растительного средства «Ноофит» на снотворные эффекты наркотических средств............................. 61
3.5.2. Влияние растительного средства «Ноофит» на продолжительность наркотического сна................................... 62
3.6. Исследование антидепрессивного действия растительного средства «Ноофит» в тесте «поведенческое отчаяние» по Порсолту....................................................................... 64
3.7. Исследование антиагрессивного действия растительного средства «Ноофит»................................................... 65
3.8. Исследование миорелаксантного действия растительного средства «Ноофит»................................................... 66
ГЛАВА 4. ФАРМАКОТЕРАПЕВТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАСТИТЕЛЬНОГО СРЕДСТВА «НООФИТ» ПРИ НЕЙ-РОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ СОСТОЯНИЯХ...................... 68
4.1. Фармакотерапевтическая эффективность растительного средства «Ноофит» в условиях естественного старения..... 68
4.2. Фармакотерапевтическая эффективность растительного средства «Ноофит» в условиях экспериментальной болезни Альцгеймера....................................................... 70
ГЛАВА 5 К МЕХАНИЗМУ НЕЙРОПРОТЕКТИВНОГО ВЛИЯНИЯ
РАСТИТЕЛЬНОГО СРЕДСТВА «НООФИТ»................. 85
5.1. Изучение мембраностабилизирующего действия растительного средства «Ноофит»....................................... 85
5.2. Антиоксидантная активность растительного средства «Ноофит» и входящих в его состав компонентов в модельных систе- 86 мах................................................................
5.3. Антигипоксическое действие растительного средства «Ноофит».................................................................... 88
5.4. Влияние растительного средства «Ноофит» на энергетический потенциал головного мозга белых крыс при гипокси-ческом состоянии........................................................ 89
5.5. Церебропротекторное действие растительного средства «Ноофит» при острой ишемии головного мозга................ 90
5.6. Влияние растительного средства «Ноофит» на содержание
катехоламинов в головном мозгу белых крыс при хроническом эмоциональном стрессе......................................................................91
5.7. Изучение влияния растительного средства «Ноофит» на
ГАМК-ергическую систему..............................................................................92
ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ........................94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..............................................................................................................102
ВЫВОДЫ..............................................................................................................................103
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................................104
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АОС - антиоксидантная система
АТФ - аденозинтрифосфат
ВОЗ - Всемирная организация здравоохранения
ГАМК - у-аминомасляная кислота
ГАМКд- ионотропный рецептор у-аминомасляной кислоты
ГОМК - у - оксимасляная кислота
ГОПК - гомопантотеновая кислота
ГЭБ - гематоэнцефалический барьер
ЖКТ - желудочно-кишечный тракт
КБПГМ - кора больших полушарий головного мозга
КД - когнитивная дисфункция
КН - когнитивные нарушения
ЛП - латентный период
МДА - малоновый диальдегид
НДС - ноотропные лекарственные средства
ПКЛ - приподнятый крестообразный лабиринт
ПОЛ - перекисное окисление липидов
РНК - рибонуклеиновая кислота
СОД - супероксиддисмутаза
СРО - свободнорадикальное окисление
УРАИ - условная реакция активного избегания
УРЗД - условный рефлекс зрительной дифференцировки
УРПИ - условная реакция пассивного избегания
ЦНС - центральная нервная система
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в настоящее время около 450 миллионов человек в мире страдают от психических и неврологических расстройств, среди которых наиболее распространенными являются когнитивные нарушения (Яхно, 2006; Бо-голепова, 2009; Захаров, 2012; Luyckx et al., 2011). Поскольку когнитивные функции связаны с интегративной деятельностью центральной нервной системы (ЦНС), то когнитивная недостаточность (КН) закономерно развивается при самых разнообразных очаговых и диффузных поражениях головного мозга (Арсеньева, 2007; Бугреева, 2008). Основными причинами когнитивной дисфункции (КД) являются дегенеративные и сосудистые заболевания и их сочетания (Захаров, Вахнина, 2011; Камчатнов и др., 2010; Старчина, 2012; Poletti et al., 2012; Suttanon et al., 2012). Так, ежегодно регистрируются около 7 млн. случаев мозговых инсультов (Хеннерици и др., 2008) и 1,4 млн. случаев черепно-мозговых травм (ЧМТ) (Яхно, 2006; Шабанов, 2008); в связи с увеличением продолжительности жизни населения, резко возрос процент (до 5,8%) лиц с нейродегенеративными заболеваниями (Камчатнов и др., 2010; Старчина, 2012; Smith et al., 2006; Poletti et al., 2012). Помимо этого, причинами КД могут быть нейроинфекции, опухоли головного мозга, демиелини-зирующие заболевания и другие органические поражения головного мозга. Нередко КН имеют дисметаболическую природу, связанную с различными соматическими, эндокринными заболеваниями или интоксикациями (Воронина, 2007; Боголепова, 2009; Копчак, 2011; Li et al., 2011). При этом до 5% случаев КН на стадии деменции и существенно больший процент на стадии недементных (легких и умеренных когнитивных расстройств) являются полностью обратимыми (Яхно, 2007; Боголепова, 2009; Liang et al., 2012). В связи с этим является актуальным поиск лекарственных средств, направленных на профилактику и лечение как легких и умеренных когнитивных нарушений, так и деменции.
Особый интерес в лечении данных патологических состояний представляют лекарственные препараты растительного происхождения, обладающие выраженным фармакотерапевтическим влиянием, широким спектром фармакологической активности и низкой токсичностью (Ушкалова, Илларионова, 2008; Убеева, 2012). Так, в народной и традиционной медицине для лечения заболеваний нервной системы издавна применяются такие растения как валериана лекарственная, пион уклоняющийся, женьшень, аралия маньчжурская, лимонник китайский и созданные на их основе фитосборы (Барнаулов, 2010; Венгеровский и др., 2011; Арушанян, 2008, 2012). Преимущество комплексных средств перед монопрепаратами обусловлено синергизмом действия лекарственных растений в сборах, позволяющим усилить полезные свойства компонентов, входящих в их состав (Николаев, 2008).
В соответствии с этим разработано новое лекарственное средство (жидкий полиэкстракт), условно названное «Ноофит», полученный из следующих видов растений: Scutellaria baicalensis Georgi, Rhaponticum cartha-moides (Willd.) Iljin, Valeriana officinalis L., Mentha piperita L., Polygonum aviculare L., Urtica dioica L. и Achillea millefolium L.
Целью работы явилось определение ноотропных свойств и оценка фармакотерапевтической эффективности растительного средства «Ноофит» при экспериментальных нарушениях когнитивных функций.
Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:
1) изучить специфическую ноотропную активность и определить спектр нейротропного действия полиэкстракта «Ноофит»;
2) определить фармакотерапевтическую эффективность «Ноофита» при нейродегенеративных состояниях;
3) выявить основные механизмы нейропротективного влияния «Ноофита».
Научная новизна. В данной работе впервые изучены нооотропные свойства и нейропротективное влияние растительного средства «Ноофит» при экспериментальных нейродегенеративных состояниях. Установлено, что «Ноофит» оказывает ноотропное действие, ускоряя выработку условных рефлексов с активным и пассивным избеганием, положительным и отрицательным подкреплением, улучшая сохранность памятного следа в отдаленные после обучения сроки у интактных животных, а также устраняя амнести-ческое влияние скополамина и гипоксии. Установлено, что исследуемое средство обладает анксиолитическим, антидепрессивным, антиагрессивным и умеренным седативным действием. «Ноофит» обеспечивает выраженную фармакотерапевтическую эффективность при нейродегенеративных состояниях, нормализуя у животных поведенческие реакции, оказывая антиамне-стическое влияние, подавляя свободнорадикальные процессы, активируя ан-тиоксидантную систему организма, а также уменьшая количество регрессивных форм нейронов в структурах головного мозга. Основными механизмами, определяющими ноотропное действие и нейропротективное влияние «Но-офита», являются стимуляция ГАМК-ергической и катехоламинергической нейропередачи, нормализация энергетического обмена, а также его способность оказывать антиоксидантное, антирадикальное, мембраностабилизи-рующее, антигипоксическое и церебропротекторное действие.
Практическая значимость. Результаты проведенных фармакологических исследований позволяют рекомендовать «Ноофит» для клинических исследований с целью его применения в качестве эффективного и безопасного средства в неврологической практике для профилактики и лечения легких и умеренных когнитивных нарушений. Полученные в работе данные используются в учебном процессе на кафедре фармакологии, клинической фармакологии и фитотерапии медицинского факультета Бурятского государственного университета.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Растительное средство «Ноофит» оказывает ноотропное действие, ускоряя выработку условных рефлексов с активным и пассивным избеганием, положительным и отрицательным подкреплением, улучшая сохранность памятного следа в отдаленные после обучения сроки у интактных животных, а также устраняя амнестическое влияние скополамина и гипоксии; обладает анксиолитической, антидепрессивной, антиагрессивной и умеренной седа-тивной активностью.
2. «Ноофит» оказывает выраженное нейропротективное влияние на модели болезни Альцгеймера и у старых животных: снижает неврологический дефицит, чувство страха и тревоги, восстанавливает эмоциональный статус, способствует обучению и сохранению памятного следа, уменьшает количество дистрофически измененных нейронов в структурах головного мозга, подавляет свободнорадикальные процессы и активирует антиоксидантную систему организма.
3. Основными механизмами, определяющими ноотропное действие и нейропротективное влияние «Ноофита», являются стимуляция ГАМК-ергической и катехоламинергической нейропередачи, нормализация энергетического обмена, а также его способность оказывать антиоксидантное, антирадикальное, мембраностабилизирующее, антигипоксическое и церебро-протекторное действие.
Апробация материалов диссертации. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на:
• International scientific conference "Current Situation and future trends of drug research and development from natural sources" (Ulaanbaatar, 2010);
• Всероссийской конференции молодых ученых «Биоразнообразие: глобальные и региональные процессы» (Улан-Удэ, 2010);
• II Международной научной конференции «Разнообразие почв и био-ты Северной и Центральной Азии», посвященной 30-летию ИОЭБ СО РАН (Улан-Удэ, 2011);
• 5th International Symposium on Present Situation and Future Development of Mongolian Traditional Medicine (Ulaanbaatar, 2011);
• XIX Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2012);
• II Международной научно-практической конференции «Особенности формирования здорового образа жизни: факторы и условия» (Улан-Удэ, 2012).
Работа выполнена в Отделе биологически активных веществ ИОЭБ СО РАН в соответствии с проектом № 146 «Разработка лекарственных и профилактических препаратов для медицины. Фундаментальные основы и реализация», утвержденным Президиумом СО РАН.
Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 14 научных работ, из них 7 в периодических изданиях, рекомендованных ВАК МО и науки РФ.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 127 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 5 глав, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов, списка литературы, включающего 236 источников, из которых 96 - на иностранных языках. Работа иллюстрирована 19 таблицами, 15 рисунками и 12 микрофотографиями.
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Фармакология ноотропных препаратов
В нейрофармакологии применяется ряд препаратов, влияющих на пластические, нейромедиаторные, нейропротективные и интегративные процессы в мозге. Среди которых, одно из ведущих мест в терапии заболеваний головного мозга занимают ноотропные лекарственные средства (НДС) (Александровский, 2007; Воронина, Середенин, 2007; Фирстова и др., 2009; Carval-ho, 2009). НЛС представляют собой перспективный класс веществ, который находит широкое применение в различных областях медицины (Арушанян, 2004; Гусев и др., 2009; Chan, Yu, 2002). По определению ВОЗ, к группе ноотропных препаратов относят лекарственные средства, способные проявлять прямое активирующее влияние на процессы обучения, улучшать память и умственную деятельность, а также повышать устойчивость мозга к агрессивным воздействиям (Титова, 2007). Другое название этого класса препаратов -нейрометаболические церебропротекторы, или усилители когнитивных функций (cognitive enhancer - англ.) (Преображенская, 2007). Ноотропная концепция стала крупнейшим вкладом в развитие психофармакологии, как в прикладном, так и в фундаментальном отношении (Александровский, 2007).
НЛС с успехом применяют при различных нарушениях функции мозга, так как они обладают способностью активизировать пластические процессы в ЦНС, положительно влияют на метаболические процессы в нервной системе (Гуревич, 2006; Jellinger, 2008). По статистике от 3 до 20 % лиц старше 65 лет имеют тяжелые когнитивные нарушения в виде деменции (Захаров, 2012; Бобров, Царенко, 2012). Встречаемость более лёгких когнитивных расстройств у пожилых ещё более велика и колеблется, по некоторым данным, от 40 до 80 % в зависимости от возраста (Ганапольский и др., 2007; Захаров, 2012). НЛС используются при старении организма, психоорганических синдромах нейродегенеративного или сосудистого генеза (старческие деменции, в том числе болезнь Альцгеймера) (Захаров, 2006, 2009; Гаврило-ва, 2007), при острых и хронических нарушениях мозгового кровообращения,
в том числе при инсультах