Автореферат и диссертация по медицине (14.03.06) на тему:Цереброваскулярные эффекты мелатонина и производных адамантана

На правах рукописи

МАСЛЕННИКОВ ДЕНИС ВАДИМОВИЧ

ЦЕРЕБРОВАСКУЛЯРНЫЕ ЭФФЕКТЫ МЕЛАТОНИНА И ПРОИЗВОДНЫХ АДАМАНТАНА

14.03.06 — фармакология, клиническая фармакология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

6 МАР 2013

Москва-2013

005050310

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научно-исследовательском институте фармакологии имени В.В.Закусова» Российской академии медицинских наук (ФГБУ «НИИ фармакологии имени В.В.Закусова» РАМН)

Научный руководитель:

доктор медицинских наук,

профессор Мирзоян Рубен Симонович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор,

зав. кафедрой физиологии и общей патологии Факультета фундаментальной медицины МГУ им. М.В. Ломоносова

Кошелев Владимир Борисович

доктор биологических наук ведущий научный сотрудник лаборатории психофармакологии ФГБУ «НИИ фармакологии имени В.В.Закусова» РАМН

Калинина Татьяна Сергеевна

Ведущая организация:

ГБОУ ВПО Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова Минздрава России

Защита состоится « » 2013 года в « » часов на заседании

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

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

Автореферат разослан «_» 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

Вальдман Елена Артуровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Мелатонин - основной гормон эпифиза, который обеспечивает суточные и сезонные биоритмы и обладает способностью оптимизировать функцию разных органов и систем, следовательно, адаптировать организм к агрессивным факторам внутренней и внешней среды [Zawilska J.B. et al., 2009; Арушанян Э.Б., 2010]. Установлено, что мелатонин оказывает положительное влияние при различных сердечно-сосудистых расстройствах и потенцирует активность фармакологических средств [Арушанян Э.Б. и соавт., 2006, 2008]. Полагают, что эффект эпифизарного гормона связан с ресинхронизацией биоритмических процессов и обусловлен его способностью ограничивать оксидативный стресс, включая вызываемый окисью азота (NO), оказывать антиапопгозное действие, проявлять иммуномодулирующие свойства и влиять на энергетический обмен и функцию нейромедиаторов. Литературные данные, посвященные изучению влияния мелатонина на мозговое кровообращение, не отличаются однородностью. Так, мелатонин повышает тонус изолированных сосудов мозга крыс [Geary G.G. et al., 1998] и усиливает вазоконстрикцию, вызванную норадреналином [Zabramski J.M. et al., 1999; Reiter R.J. et al., 2005]. Вместе с тем, показано, что препарат ослабляет сосудосуживающие реакции базилярной артерии кроликов, вызванные хлоридом калия, норадреналином, серотонином и ангиотензином-1 [Shibata S. et al., 1989; Torii К. et al, 2004]. В условиях гиперкапнии мелатонин вызывает дозозависимое уменьшение кровотока во фронтальной коре крыс [Regrigny О. et al., 1999], а согласно данным Cook J.S. et al. [2011] не вызывает изменений мозгового кровотока при использовании методики транскраниалыюй допплерографии у здоровых испытуемых.

Многочисленные данные указывают на то, что мелатонин обладает выраженной нейропротекгорной активностью при экспериментальных цсреброваскулярных расстройствах [Satake N. et al., 1986; Zawilska J.B. et al., 2009; Nopparat C. et al., 2010]. Препарат уменьшает зону инфаркта и способствует сохранности нейронов и глиальных клеток в области пенумбры после перевязки средней мозговой артерии у крыс [Borlongan C.V. et al., 2000], увеличивает выживаемость и уменьшает

3

гиперактивность, вызванную преходящей окклюзией сонных артерий у монгольских песчанок [Guerrero J.M. et al., 1997]. Мелатонин препятствует развитию некроза, вызванного глутаматом или свободными радикалами, в культурах нейронов мозга крыс [Harms С. et al., 2000]. Нейропротекторные свойства мелатонина объясняют его способностью связывать кальмодулин и ограничивать функцию NMDA-рецепторов, а также снижать уровень NO путем ингибирования NO-синтазы, и тем самым ограничивать масштабы апоптоза, который развивается при ишемии мозга [Lapin I.P. et al., 1998; Shaida A.A. et al., 2004].

Производные адамангана обладают способностью блокировать NMDA-рецепторы и используются при лечении нейродегенеративных расстройств. Так, при лечении болезни Паркинсона применяется препарат амантадин [Kraus M.F. et al., 1997; Kalia L.V. et al, 2008], в ФГБУ «НИИ фармакологии имени В.В.Закусова» РАМН разрабатывается новое противопаркинсоническое средство — гимантан [Вальдман Е. А., 2001]. При цереброваскулярных расстройствах с целью улучшения когнитивных функций назначается мемантин [Heim С. et al.,1995; Parsons C.G. et al, 2007; Kalia L.V. et al, 2008]. Особый интерес среди производных адамантана представляет соединение - 5-гидроксиадамантан-2-он, которое обладает иммуномодулирующим действием и улучшает кровоснабжение нижних конечностей у больных с хроническим окклюзивным (облитерирующим) заболеванием артерий [Арцимович Н.Г. и соавт., 1990; Ковалев И.Е. и соавт., 2004].

Учитывая противоречивые результаты изучения мозгового кровообращения и тонуса сосудов мозга под влиянием мелатонина, а также наличие у гормона нейропротекгорной активности, представляло шггерес изучить влияние мелатонина на кровоснабжение мозга крыс в условиях экспериментальных ишемических расстройств мозга и сердца. Как известно, производные адамантана так же, как и мелатонин, обладают нейропротекгорной активностью и проявляют антагонистические свойства по отношению к NMDA-рецепторам. Однако, цереброваскулярные свойства этих веществ практически не изучены. Поэтому важно было исследовать влияние производных адамантана - мемантина, гимантана и 5-гидроксиадамантан-2-он на мозговое кровообращение крыс в условиях раздельной или сочетапной сосудистой

патологии мозга и сердца Провести сравнительный анализ цереброваскуяярного эффекта изученных соединений с последующим исследованием механизма их действия.

Цель исследования

Сравнительное изучение влияния мелатонина и производных адамантам на мозговое кровообращение в условиях раздельной или сочетагаюй сосудистой патологии мозга и сердца с анализом механизма их цереброваскуяярного эффекта.

Задачи исследования

1. Изучить влияние мелатонина на кровоснабжение мозга крыс интактных, после глобальной преходящей ишемии мозга, сочетагаюй сосудистой патологии мозга и сердца, а также на выживаемость животных при гравитационной ишемии мозга

2. Исследовать роль ГАМКд - рецепторов сосудов мозга в реализации цереброваскулярного эффекта мелатонина.

3. Изучить влияние мемантина на кровоснабжение мозга крыс интактных и в условиях ишемического поражения мозга.

4. Исследовать цереброваскулярный эффект гимантана и провести анализ механизма его действия.

5. Изучить влияние 5-гидроксиадамантан-2-она на локальный мозговой кровоток у крыс интактных, после глобальной преходящей ишемии мозга, экспериментального инфаркта миокарда, сочетанной сосудистой патологии мозга и сердца, а также на выживаемость при гравитационной ишемии мозга.

6. Провести анализ цереброваскулярного эффекта 5-гидроксиадамантан-2-она.

Научная новизна работы

Впервые показано, что мелатонин увеличивает локальный мозговой кровоток у животных в условиях глобальной преходящей ишемии головного мозга и не влияет на кровоснабжение мозга гаггактных крыс. Цереброваскулярный эффект препарата не проявляется на фоне блокады ГАМКд- рецепторов бикукуллином, что свидетельствует о ГАМК-ергическом механизме его действия. Увеличение мозгового кровотока под влиянием мелатонина более выражено у крыс, перенесших глобальную преходящую ишемию мозга на фоне экспериментального инфаркта миокарда. Мелатонин существенно повышает выживаемость крыс в условиях гравитационной глобальной ишемии мозга.

Выявлено, что антагонист ЫМОА-реценторов мемантин не оказывает влияние на кровоснабжение мозга как интактных животных, так и крыс после глобальной преходящей ишемии. Обнаружено, что препарат гимантан на протяжении всего опыта увеличивает кровоток в коре мозга крыс, подвергнутых ишемическому воздействию, и этот эффект частично устраняется антагонистом ГАМКд - рецепторов бикукуллином.

Впервые выявлена способность производного адамантана - 5-гидроксиадамантан-2-она значительно расширять сосуды мозга, подвергнутого ишемическому воздействию. Этот эффект не проявляется на фоне действия бикукуллина, что свидетельствует о ГАМК-ергическом механизме его цереброваскулярного действия. 5-гидроксиадама1гтан-2-он существенно повышает выживаемость крыс в условиях глобальной ишемии мозга, вызванной гравитационными перегрузками. При экспериментальном инфаркте миокарда и при сочетанной сосудистой патологии мозга и сердца 5-гидроксиадамантан-2-оп не проявляет сосудорасширяющего действия.

Научно-практическое значение работы

Полученные в работе данные о способности мелатонина увеличивать мозговое кровообращение в условиях ишемии мозга и при сочетанной сосудистой патологии мозга и сердца необходимо иметь в виду при назначении и применении препарата в медицинской практике.

При проведении клинических исследований противопарюшсонического препарата гимантан следует учитывать его цереброваскулярную активность. Материалы включены в заявку на патент № 2012155756 от 21.12.2012 /Крайнева В.А., Вальдман Е.А., Котельникова С.О., Масленников Д.В. и др./.

Данные, указывающие на способность производного адамантаиа - 5-гидроксиадамантан-2-она значительно расширять сосуды ишемизировапного мозга, создают основу для дальнейшего углубленного доклинического его изучения в качестве потенциального средства для лечения больных с цереброваскулярпыми расстройствами. Материалы включены в заявку на патент № 2012135596 от 20.08.2012 / Середенин С.Б., Пятин Б.М., Авдюнина Н.И., Масленников Д.В. и др./.

Положения, выносимые иа защиту:

1. Мелатонин усиливает кровоснабжение мозга крыс в условиях глобальной преходящей ишемии и при сочетанной сосудистой патологии мозга и сердца и повышает выживаемость животных при ишемии мозга, вызванной гравитационными перегрузками.

2. Мемангин - антагонист NMDA-рецепторов не улучшает кровоснабжение мозга крыс интактных и в условиях глобальной преходящей ишемии.

3. Противопаркинсонический препарат - гимантан усиливает мозговое кровообращение крыс, подвергнутых ишемическому воздействию, этот эффект менее выражен на фоне действия антагониста ГАМКд - рецепторов бикукуллина.

4. Производное адамантаиа - 5-гидроксиадамантан-2-она значительно усиливает кровообращение ишемизировашюго мозга крыс, пе оказывая подобного эффекта у животных интактных, с экспериментальным инфарктом миокарда и при сочетанной сосудистой патологии мозга и сердца Сосудорасширяющий

7

эффект 5-гидроксиадамантан-2-она не проявляется на фоне действия бикукуллина. Соединение существенно повышает выживаемость крыс в условиях глобальной ишемии мозга, вызванной гравитационными перегрузками.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены на: 5-ой Международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам», 1-4 июня 2010г. Москва; на 11-ой Международной конференции ENCP Regional Meeting, 14-16 April 2011г., St.Peterburg, Russia; на 3-ем Всероссийском научно-практическом семинаре для молодых ученых «Методологические аспекты экспериментальной и клинической фармакологии», 19-22 сентября 2011г., Волгоград; на 4-ом съезде фармакологов России «Инновации в современной фармакологии», 1821 сентября 2012г., Казань; на межлабораторной конференции ФГБУ "НИИ фармакологии имени В.В.Закусова" РАМН, 12 февраля 2013г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из них: 3 статьи, в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, 5 тезисов, опубликованных в материалах российских и международных конференций.

Личный вклад автора.

Автором самостоятельно выполнены все эксперименты, проведен анализ литературы по теме исследования, проанализированы результаты и проведена статистическая обработка и описание полученных данных, сформулированы выводы. При активном участии автора подготовлены публикации по результатам работы.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 140 страницах компьютерного текста и содержит следующие разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, 3 главы результатов собственных исследований и их обсуждения, заключение, выводы, список литературы, включающий 42 отечественных и 242 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 27 таблицами и 19 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Исследование выполнено па 253 нелинейных крысах-самцах массой 250-400г, наркотизированных уретаном (1300 мг/кг, внутрибрюшинно).

Регистрацию локального мозгового кровотока в теменной области коры головного мозга крыс проводили с помощью лазерного допплеровского флоуметра «МР 100» фирмы ВЮРАК (США). Для этой цели игольчатый датчик флоуметра диаметром 0,8 мм устанавливали на теменной области коры головного мозга с помощью микроманипулятора и коромысла. Одновременно регистрировали изменения уровня артериального давления в бедренной артерии. Для регистрации артериального давления в бедренную артерию вводили силиконовый катетер до уровня наружной подвздошной артерии. Запись показателей кровотока и артериального давления производили на полиграфе фирмы «ВЮРАК» (США), соединенным с персональным компьютером. Исследуемые вещества вводили через полиэтиленовый катетер в бедренную вену животных.

В работе была использована модель глобальной преходящей ишемии мозга. Глобальную преходящую ишемию у крыс вызывали окклюзией с помощью зажимов обеих общих сонных артерий в течение 10 минут. Одновременно методом кровопускания снижали уровень артериального давления до 40-50 мм рт. ст. Снижение артериального давления было необходимо для нарушения функционирования вертебробазилярной системы, которая обеспечивает кровоснабжение жизнешю важных центров, расположенных в стволовой области мозга. Спустя 10 минут удаляли зажимы и кровь реинфузировали. Вещества вводили

9

через 40-45 минут после глобальной преходящей ишемии мозга после стабилизации гемодинамических показателей.

Экспериментальный инфаркт миокарда вызывали у крыс перевязкой нисходящей ветви левой коронарной артерии [Seropian I.M., Gonzales G.E., 2009]. Через 3-е суток после операции животных наркотизировали (уретан 1200 мг/кг, внутрибрюшинно) и с помощью компьютерного электрокардиографа «Полиспектр-8ЛЗ» регистрировали ЭКГ. В эксперименты по изучению влияния препаратов на мозговое кровообращение отбирали только тех крыс, у которых во II стандартном отведении ЭКГ наблюдался глубокий зубец Q или комплекс QS. После проведения экспериментов у животных проводили вскрытие и констатировали структурные изменения сердечной мышцы, характерные для инфаркта миокарда.

В работе также изучали влияние соединений на выживаемость животных в условиях гравитационных перегрузок. Для этого бодрствующих крыс помещали в специальные контейнеры центрифуги в краниокаудальном направлении относительно вектора ускорений. Скорость нарастания перегрузок составляла 40-50с. При краниокаудальном векторе ускорений (9g в течение 12 мин) происходит перемещение крови в каудальном направлении и в результате резкого и значительного сниже1шя перфузионного давления во всех сосудах головы до нулевого уровня развивается ишемия мозга [Гаевый М.Д. и соавт., 2000].

В исследовании были использованы следующие вещества: мелатошш (1мг/кг) и мемантин (5 мг/кг) фирмы «Sigma-AIdrich» (США), гимантан (10 мг/кг) и 5-гидроксиадамантаион-2-он (100 мг/кг) синтезированы в опытно-технологическом отделе ФГБУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» РАМН под руководством Пятина Б.М. Структурные формулы соединений представлены на рис. 1.

СНз

Рис. 1 - Структурные формулы исследованных соединений: a) N-[2-(5-метокси-1Н-индол-3-ил)этил]ацетамид (мелатонин); б) 3,5-диметил-1-адамантанамин (мемантин); в) N-2-адамантил-гексаметиленимина (гимантан); г) 5-гидр0ксиадамантан0н-2-011

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета программ Stastistika 8,0 (Statistika Inc., США). Нормальность распределения определяли с помощью критерия Шапиро-Уилка. Для статистической обработки данных использовали непараметрический двухвыборочный знаково-ранговый критерий Вилкоксона.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Влияние мелатонина на мозговое кровообращение

Проведенные опыты показали, что мелатонин в дозе 1мг/кг при внутривенном введении интактным животным вызывает первоначальное, незначительное уменьшение локального мозгового кровотока в течение 40 минут. Далее в большинстве опытов наблюдается медленно развивающееся восстановление исходного уровня кровотока, а затем имеет место его повышение, которое к 70 минуте после введения составляет 15% от исходного уровня (р<0,05). В этих же опытах отмечается некоторое повышение артериальное давления, однако, статистически значимая разница отсутствует.

В следующей серии опытов изучали влияние мелатонина на локальный мозговой кровоток в коре головного мозга крыс после глобальной преходящей ишемии. Опыты показали, что в этих условиях препарат в большинстве случаев (10 из 16) сразу после введения вызывает увеличение кровотока в коре головного мозга крыс, которое постепенно нарастает и к 70-й минуте составляет 56% от исходного уровня (рис. 2, 4). В остальных экспериментах мелатонин пе оказывал существенного влияния на кровоснабжение мозга. Уровень артериального давления в этой серии опытов после введения препарата постепенно снижается в среднем на 21% от фоновых значений. Разнонаправленные изменения кровотока и артериального давления под влиянием мелатонина указывают на его способность оказывать непосредственное влияние на сосуды мозга.

Далее мелатонин исследовали в условиях сочетанных нарушений коронарного и мозгового кровообращения. Для этой цели животных через трое суток после перевязки левой коронарной артерии, подвергали глобальной преходящей ишемии мозга и затем изучали цереброваскулярную активность мелатонина. Оказалось, что в этих условиях мелатонин в дозе 1,0 мг/кг вызывает медленно нарастающее увеличение кровотока, которое к 90 минуте составляет 81,0% (рис. 4). Следует отметить, что в этих условиях наблюдается тенденция к усилению цереброваскулярного эффекта мелатонина. Статистически значимой разницы мы не обнаружили.

К ; А ».о г

ЗОЯ

><|П11|Ш1 Г 1

Рис. 2 - Влияние мелатонина (1 мг/кг, в/в) на локальный мозговой кровоток (ЛМК в у.е.) и артериальное давление (АД в ми рг.ст.) у крысы после глобальной преходящей ишемии

В соответствии с полученными данными, указывающими на способность мелатошша усиливать в большинстве опытов кровоснабжение ишемизированного мозга, представлялось важным выявить механизм этого действия препарата. Можно полагать, что обнаруженный цереброваскулярный эффект обусловлен непосредственным влиянием гормона на расположенные в сосудах мозга Mi рецепторы и второе - что это действие реализуется через ГАМКа - рецепторы, которые также присутствуют в сосудах мозга. Следует отметить, что ранее в лаборатории были получены убедительные результаты, указывающие на способность препаратов с ГАМК-ергическим компонентом в механизме действия усиливать кровоснабжение ишемизированного мозга [Луньшина Е.В. и соавт., 2003; Силкипа И.В. и соавт., 2005; Курдюмов И.Н. и соавт., 2008; Гнездилова A.B. и соавт., 2010; Мирзоян P.C. и соавт., 2010].

В связи с этим, исследование было начато с анализа роли ГАМК-ергического механизма в действии мелатонина. Поэтому влияние гормона на кровоснабжение ишемизированного мозга изучали в условиях блокады ГАМК-рецепторов сосудов мозга бикукуллином. Учитывая то обстоятельство, что мелатонин не во всех опытах усиливает мозговое кровообращение крыс, перенесших глобальную преходящую ишемию, прежде чем проводить аналнз, необходимо было убедиться в способности гормона расширять сосуды мозга. Поэтому животным через 30 минут после глобальной преходящей ишемии головного мозга вводили мелатонин в дозе 1 мг/кг. В тех случаях, когда наблюдалось выраженное увеличение мозгового кровотока, на 30-ой минуте после мелатошша вводили бикукулшш в дозе 0,5мг/кг. Через 30 минут после бикукуллина повторно вводили мелатонин в той же дозе. Оказалось, что повторное введение гормона не вызывало увеличения мозгового кровотока (рис. 3,4). Следовательно, бикукуллин блокирует действие мелатошша, что указывает на ГАМК-ергический механизм цереброваскулярного эффекта мелатошша В отдельной серии опытов изучали влияние мелатонина при предварительном внутрибрюшинном введении в дозах 0,1-0,5-1,0-5,0 мг/кг на выживаемость бодрствующих крыс в условиях гравитационных перегрузок. Опыты показали, что в контроле от гравитационных перегрузок погибает 80% животных. При применении мелатонина в

дозе 0,5 мг/кг выживаемость животных составила 50%. При увеличении дозы до 1,0, а затем и 5,0 мг/кг выживаемость крыс повысилась до 80%. Разница статистически значима при р<0,05 (табл.1). Таким образом, мелатонин и при ишемическом поражении мозга, вызванном гравитационными перегрузками, проявляет свои противоишемические свойства в той же дозе, что и при глобальной преходящей ишемии.

Таблица 1. Влияние мелатонина на выживаемость крыс в условиях ишемического поражения мозга, вызванного гравитационным« перегрузками (140 об/мин)

контроль 0,1 мг/мл 0,5 мг/мл 1,0 мг/мл 5,0 мг/мл

Кол-во % Кол-во % Кол-во % Кол-во % Кол-во %

Кол-во выживших животных 2 20 2 20 5 50 8* 80 8* 80

Кол-во погибших животных 8 80 8 80 5 50 2 20 2 20

*-р<0,05

Рис. 3 - Влияние мелатонина (X мг/кг, в/в) на локальный мозговой кровоток (ЛМК в у.е.) и артериальное давление (АД в мм рт.ст.) до и на фоне введения бикукуллина (0,5 мг/кг, в/в) после глобальной преходящей ишемии

14

Рис. 4 - Изменения локального мозгового кровотока (в %) под влиянием мелатонина у крыс в контроле, в условиях ишемии головного мозга, сочетаиной сосудистой патологии мозга и сердца и при ишемии мозга на фоне действия бикукуллина

Влияние производных адамантана - мемантина и гимантана на кровоснабжение мозга

Изучение цереброваскулярной активности производных адамантана показало, что мемантин в дозе 5 мг/кг через 10 минут после внутривенного введения у интактных наркотизированных крыс вызывает снижение локального мозгового кровотока, не оказывая влияние на уровень артериального давления. При изучении влияния мемантина в той же дозе на кровоснабжение коры головного мозга крыс в условиях глобальной преходящей ишемии, оказалось, что и в этих условиях мемантин также снижал уровень локального мозгового кровотока Уровень артериального давления после введения мемантина в этих условиях статистически значимо понижается.

Далее было исследовано другое производное адамантана - гимантан. В опытах на интактных наркотизированных крысах установлено, что гимантан в дозе 10 мг/кг сразу после внутривенного введения вызывает увеличение локального мозгового

кровотока в коре мозга крыс в среднем на 30%. Продолжительность этого эффекта составляет 20 минут. У животных в условиях ишемического поражения мозга гимантан в той же дозе вызывает увеличение локального мозгового кровотока в коре головного мозга также в среднем на 30% от исходного уровня. Однако, в этой серии опытов эффект препарата сохраняется иа протяжении всего эксперимента. Следует отметить, что уровень артериального давления под влиянием гимантана в этих опытах практически не изменяется (рис. 5).

В соответствии с полученными данными представляло интерес провести анализ механизма цереброваскулярного эффекта гимантана с помощью блокатора ГАМКд-рецептров бикукуллина у крыс в условиях ишемического поражения мозга. Опыты показали, что в этих условиях в течение первых 20 минут после введения гимантана наблюдается увеличение мозгового кровотока, но далее мозговой кровоток, в отличие от контрольных опытов, снижается до исходного уровня. Таким образом, можно предположить, что церсброваскулярный эффект гимантана частично связан с ГАМК-ергическими механизмами регуляции тонуса сосудов мозга.

Рис. 5 - Влияние гимантана (10мг/кг, внутривенно) па локальный мозговой кровоток (ЛМК в у.е.) и артериальное давление (АД в мм рт. ст.) и расчетное сопротивление сосудов (СС) у крысы после глобальной преходящей ишемии

Влияние 5-гидроксиадамантап-2она на мозговое кровообращение

Изучение влияния 5-гидроксиадамантан-2-она в дозе 100 мг/кг при внутривенном введении на локальный мозговой кровоток в коре головного мозга интактных крыс показало отсутствие значимых изменений, сопровождаемое небольшим снижением уровня артериального давления (рис. 7 А).

Затем было изучено влияние 5-гидроксиадамантан-2-она на кровоснабжение мозга крыс после глобальной преходящей ишемии мозга. Оказалось, что 5-гидроксиадамантан-2-он в той же дозе вызывает медленно развивающееся увеличение локального мозгового кровотока, которое к 60 минуте достигает максимальных значений, составляет 76,5% и сохраняется до конца эксперимента (90 минут) (рис. 6 и 7Б). Уровень артериального давления под влишшем 5-гидроксиадамантан-2-она у крыс в условиях ишемического поражения мозга снижается в среднем на 11%.

Рис. 6 - Влияние 5-гидроксиадамантан-2-оиа(5-ГА-2-он) (100 мг/кг, в/в) на локальный мозговой кровоток (ЛМК в у.е.), артериальное давление (АД в мм рт. ст.) и расчетное сопротивление сосудов (СС) у крысы после глобальной преходящей ишемии мозга

Таким образом, проведенное исследование позволило установить, что цереброваскулярный эффект 5-гидроксиадамантан-2-она проявляется в условиях ишемического поражения мозга и отсутствует у интактных животных. Представляло интерес изучить механизм цереброваскулярного эффекта 5-гидроксиадамантан-2-она. Поэтому было изучено влияние 5-гидроксиадамантан-2-она на локальный мозговой кровоток в условиях блокады ГАМКа-рецепторов бикукуллином. Бикукуллин в дозе 0,5мг/кг вводили после ишемического поражения мозга, а через 30 минут вводили 5-гидроксиадамантан-2-он.

Рнс. 7 - Влияние 5-гидроксиадамантан-2-она (100 мг/кг, в/в) на локальный мозговой кровоток в условных единицах (у.е.) у интактных крыс (А) и крыс после глобальной преходящей ишемии мозга (Б). *-р<0,05

Опыты показали, что в условиях блокады ГАМКд- рецепторов под влиянием 5-гидроксиадамантан-2-она локальный мозговой кровоток не повышается, а даже несколько снижается (рис. 8). Полученные данные указывают на роль ГАМКа -

рецепторов в реализации цереброваскулярного эффекта 5-гидроксиадамантан-2-опа у крыс после ишемии мозга.

Противошпемические свойства 5-гидрокснадамантан-2-она были изучены и в опытах на бодрствующих крысах в условиях ишемии мозга, вызванной гравитационными перегрузками. 5-гидроксиадамантаи-2-он изучали в дозах 50-100150-200 от/кг при внутрибрюшинном введении. Опыты показали, что в контроле от гравитационных перегрузок погибает 80% животных, т.е. выживает 20%. После введения 5-гидроксиадамантан-2-она в дозе 100 мг/кг выживаемость возрастает до 80% (табл.2). Следовательно, 5-гидроксиадамантан-2-он и при ишемическом поражении мозга вследствие гравитационных перегрузок также проявляет свои противоишемические свойства.

Таблица 2 - Влияние 5-гидрокснадамантан-2-она на выживаемость крыс в условиях гравитационных перегрузок

контроль 50 мг/кг 100 мг/кг* 150 мг/кг 200 мг/мл

Кол-во % Кол-во % Кол-во % Кол-во % Кол-во %

Кол-во выживших животных 2 20 2 20 8* 80 6 60 6 60

Кол-во погибших животных 8 80 8 80 2 20 4 40 4 40

В отдельной серии экспериментов было изучено влияние 5-гидроксиадамантан-2-она на кровоток в коре головного мозга крыс через трое суток после перевязки коронарной артерии. Опыты показали, что в этих опытах соединение через 10 минут после введения вызывает снижение локального мозгового кровотока в среднем на 15%, наряду с гипотензивным эффектом (рис.7). Цереброваскулярная активность соединения изучалась также в условиях сочетанной сосудистой патологии мозга и сердца. Оказалось, что в условиях глобальной преходящей ишемии на фоне инфаркта миокарда 5-гидроксиадамантан-2-он также ухудшает кровоснабжение мозга (рис.8).

лмк%

контроль ишемия инфаркт ишемия из фоне

бнхукуллина

Рис.8. Влияние 5-гидроксиадамантан-2-она (100 мг/кг, в/в) на локальный мозговой кровоток (ЛМК в % к контролю) у крыс интактных, в условиях преходящей ишемии головного мозга, модели инфаркта миокарда, сочетанной сосудистой патологии мозга и сердца, на фоне действия бнкукуллина. *-р<0,05

Заключение

Таким образом, мелатоиин усиливает кровоснабжение мозга крыс в условиях глобальной преходящей ишемии. Следует отметить, что цереброваскулярный эффект мелатонина усиливается у животных при сочетанной сосудистой патологии мозга и сердца. Препарат также повышает выживаемость животных при ишемии мозга, вызванной гравитационными перегрузками. Исследование производных адамантана, антагонистов ЫМЛА-рецепторов, позволило установить, что мемантин не улучшает кровоснабжение мозга как у интактных крыс, так и животных в условиях глобальной преходящей ишемии. Вместе с тем, противопаркинсонический препарат гимантан, усиливает мозговое кровообращение мозга крыс интактных и более продолжительно у животных, подвергнутых ишемическому воздействию, и этот эффект ослабляется на фоне действия антагониста ГАМКа- рецепторов бикукуллина. Первоначальное увеличение мозгового кровотока, по-видимому, обусловлено дофаминергическим механизмом действия гимантана. Другое производное адамантана 5-гидроксиадамантан-2-она значительно усиливает мозговое кровообращение в условиях ишемии мозга, в отличие от крыс интактных, а также с экспериментальным инфарктом миокарда и сочетанной сосудистой патологией мозга и сердца.

Сосудорасширяющий эффект 5-гидроксиадамантан-2-она не проявляется на фоне действия бикукуллина. Соединение существенно повышает выживаемость крыс в условиях глобальной ишемии мозга, вызванной гравитационными перегрузками.

Таким образом, 5-гидроксиадамантан-2-он в условиях ишемии мозга по силе сосудорасширяющей активности превосходит и мелатонин и шмантан, тогда как антагонист NMDA-рецепторов мемантин не улучшает кровоснабжение мозга в условиях ишемического поражения мозга (рис. 9). Сосудорасширяющий эффект мелатонина, гимантана и 5-гидроксиадамантан-2-она в условиях ишемии мозга реализуется через ГАМК-ергическую систему регуляции тонуса сосудов мозга. Проведенное исследование не выявило взаимосвязи между способностью веществ воздействовать на NMDA-рецепторы мозга и на церебральные сосуды. Вместе с тем, полученные результаты еще раз подтверждают разрабатываемую в лаборатории концепцию о важной роли ГАМК-ергической системы в фармакологической коррекции цереброваскулярных расстройств ишемической природы [Мирзоян P.C., Ганьшина Т.С., 1989; Мирзоян P.C., 2003; Ganshina T.S. etal, 2010].

лмк % 90

80

70

во

50 40 30 20 10 0 -10 •20

Рис. 9 - Влияние мелатоннна (1 мг/кг в/в), мемантин а (5 мг/кг в/в), гимантана (10 мг/кг в/в) и 5-гндроксиадамантап-2-она (100 мг/кг в/в) на локальный мозговой кровоток (в % к исходному уровню) в коре головного мозга крыс, перенесших глобальную преходящую ишемию. *- р<0,05

*

Щшшш ШШт

1

!

SS.-'."1!

■ ■. : !

, iL

мелатонин мемантин гимаи»;- 5-f А~2он

выводы

1. Мелатонин в дозе 1 мг/кг (в/в) увеличивает мозговое кровообращение крыс в условиях глобальной преходящей ишемии и при сочетшшой сосудистой патологии мозга и сердца. Препарат повышает выживаемость животных при ишемии мозга, вызванной гравитационными перегрузками.

2. Цереброваскулярный эффект мелатонина на фоне действия бикукуллина при сосудистой патологии не проявляется, что указывает на участие ГАМК-ергического механизма в реализации его сосудорасширяющего действия.

3. Установлено, что мемантин (5 мг/кг в/в) не улучшает кровоснабжение мозга у крыс ингактных и в условиях глобальной преходящей ишемии.

4. Выявлена способность противопаркинсонического препарата - гимантана (10 мг/кг, в/в) усиливать мозговое кровообращение крыс в условиях глобальной преходящей ишемии. Цереброваскулярный эффект гимантана частично обусловлен ГАМК-ергическим механизмом регуляции тонуса сосудов мозга.

5. 5-гидроксиадамантан-2-он в дозе 100 мг/кг (в/в) значительно увеличивает локальный мозговой кровоток у крыс с ишемичсским поражением мозга и по силе цереброваскулярного эффекта превосходит мелатонин и гимантан. Сосудорасширяющая активность соедипения не проявляется у животных интактных, с экспериментальным инфарктом миокарда и сочетшшой сосудистой патологией мозга и сердца.

6. Цереброваскулярный эффект 5-гидроксиадаманган-2-она не проявляется на фоне действия бикукуллина, что указывает на ГАМК-ергический механизм его сосудорасширяющего действия. 5-гидроксиадамантан-2-он существенно повышает выживаемость крыс в условиях ишемии мозга, вызванной гравитационными перегрузками.

Практические рекомендации

1. Учитывая выраженное влияние мелатонина на мозговое кровообращение, рекомендуем изучение с целью применения его в клинической практике у больных с цереброваскулярными расстройствами и сочетанной сосудистой патологией сердца и мозга.

2. Предлагаем углубленное доклиническое изучение противопаркинсонического препарата гимантан с целью расширения его показаний при последующем применении препарата в клинике.

3. Рекомендуем доклиническое изучение 5-гидроксиадамантан-2-она в качестве средства коррекции мозгового кровообращения.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Гнездилова, А.В. Влияние мексидола на мозговое кровообращение в условиях сосудистой патологии мозга и сердца [Текст] / А.В. Гнездилова, М.А. Лебедева, Д.В. Масленников, Р.С. Мирзоян // Экспериментальная и клиническая фармакология. Приложение. 5-я Международная конференция «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам». Москва, 1-4 июня 2010. -М.:изд-во Фолиум, 2010.-С.35.

2. Maslennikov, D. Influence of melatonin on blood flow in cerebral cortex under conditions of global transient ischemia [Текст] / D. Maslennikov, T.S. Ganshina, R.S. Mirzoyan / 11th ECPN Regional Meeting 14-16 April 2011, St Peterburg, Russia .// Journal of the European College of Neuropsychopharmacol. - 2011. - V.21, suppl.2. -P. 127.

3. Гнездилова, А.В. Цереброваскулярные эффекты конъюгата ГАМК с арахидоновой кислотой в условиях раздельной и сочетанной патологии мозга и сердца [Текст] / А.В. Гнездилова, Т.С. Ганьшина, Д.В. Масленников, В.В. Безуглов, Н.М. Грецкая, Р.С. Мирзоян // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2011. - Т.74,№8. - С.28-31.

4. Масленников, Д. В. Влияние мелатонина на кровоснабжение мозга [текст] / Д. В. Маслетшков // Вестник Волгоградского Государствешюго Медицинского

23

Университета. Приложение. Материалы III Всероссийского научно-практического семинара для молодых ученых «Методологические аспекты экспериментальной и клинической фармакологии». Волгоград, 19-22 сентября 2011 г. - Волгоград: изд-во ВОЛГГМУ, 2011. - С.53.

5. Масленников, Д.В. ГАМК-ергический механизм цереброваскулярного эффекта мелатонина [Текст] / Д.В.Масленников, Т.С. Ганьшина, О.Н. Олейникова, И.Н. Курдюмов, P.C. Мирзоян // Экспериментальная и клиническая фармакология. — 2012. - Т.75,№4. - С.13 — 16.

6. Мирзоян, P.C. Производное адамантана усиливает кровоснабжение ишемизированного мозга [Текст] / P.C. Мирзоян, Т.С. Ганьшина, Д.В. Масленников, А.И. Турилова, Н.И. Авдонина, Б.М. Пятин // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2012. - Т.75, №6. - С.27-30.

7. Масленников, Д.В. Влияние кемангана на кровоснабжение ишемизированного мозга [Текст] / Д.В. Масленников, Н.И. Авдюнина, Б.М. Пятин // 4-й съезд фармакологов России «Инновации в современной фармакологии». Казань, 18-21 сентября 2012. - М.: изд-во Фолиум, 2012. - С.35.

8. Масленников, Д.В. Влияние производного адамантана (5-гидроксиадамантан-2-он) на мозговое кровообращение [Текст] / Д.В. Масленников // Вестник Волгоградского Государственного Медицинского Университета. Приложение. Материалы IV Всероссийского научно-практического семинара молодых ученых с международным участием «Современные проблемы медицинской химии. Направленный поиск новых лекарственных средств». Волгоград, сентябрь 2012.-Волгоград: изд-во ВОЛГГМУ, 2012. - С.120-121.

Подписано в печать:

14.02.2013

Заказ № 8178 Тираж - 100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru