Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Участие эпифиза в генезе гипногенного эффекта нейротропных средств

\]. 5. Э й :

ШНИСТЕРСГВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЮСГОВСКИЙ ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ МЕДИЦИНСКИЙ

ИНСТИТУТ

/

На правах рукописи

О Р X И Й БОТВЕВ ПАУЛЬ

УЧАСТИЕ ЭПИФИЗА В ГЕНЕЗЕ ГИПНОГЕННОГО ЭФФЕКТА НЕЙРОТРОПНЫХ СРЕДСТВ

14. 00. 25 - фармакология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Ростов-на-Дону - 1992

Работа выполнена в Ставропольском государственном медицинском институте.

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

4

Э. Б. Арушанян

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

И. Д. Гаеиый

доктор медицинских наук, профессор Н. Н. Козловская

Ведущая организация - Московская медицинская акдемия им. И.11,Сеченова.

Защдта состоится -^^^т^Г___________ 1992 года

в __"часов на заседании специализированного Совета

К 084.53.03 при Ростовском ордена Дружбы народов медицинском институте /344700, г.Ростов-на-Дону, пер.Нахичеваньский, 29/.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке медицинского института.

Автореферат разослан года.

Ученый секретарь специализированного Совета

доцент ГС.М.Борщев

■V. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

V .ТЧПЛ I

хсГ'Аку'аАьность работы. Хронофармакология, выделившаяся за последние годы в самостоятельную область знания, представляется одним из наиболее перспективных прикладных разделов современной биоритмологии. Ее успешное развитие среди прочего должно способствовать разработке оптимальных схем применения и рационального дозирования лекарственных веществ /Э.Б.Арушанян,1989; Ьешпег ,1987; Rei.ii-1976/.

Несомненно, главным объектом изучения в хронобиологии, а потому ■ и в хронофармакологий, служат околосуточные или циркадианные колебания физиологических функций. Циркадианный биоритм относят к числу основополагающих колебательных пропессов, в значительной мере определяющих и флюктуации фармакологической активности /Ю.Д.Романов,1980; На1Ъв^ et а1 ,1977; Ьеттег ,1987/. Последнее убедительно показано на примере разных групп центрально действующих нейротропных средств /Э.Б. Арушанян, 1984; Лч,Г.Березовская,1977/.Разумеется, проблема циркадианности в первую очередь должна иметь самое непосредственное отношение к фармакодинамике веществ с гип-ногенными свойствами, поскольку они прямо вмешиваются в базальный биоритм сон-бодрствование. Это подтверждается немногочисленными сведениями, посвященными оценке некоторых, снотворных и средств для наркоза /уйе1пЪегв ,1981; ЗсйвуЛпз «1; а1 ,1968/. Как очевидно .расшифровка природы такого рода нестационарности фармакологического ответа приобретаем принципиально важное значение, поскольку откры-. вает пути управления его выраженностью.

В этой связи особый интерес представляет выяснение роли структур головного мозга, обладающих ритмзадающими и ритморганизующими свойствами в отношении циркадианной ритмики. Среди них заметное место принадлежит эпифизу. К изучению этого, ранее считавшегося

рудиментарным мозгового придатка привлечено сейчас повышенное внимание исследователей самых различных специальностей от хронобиологов до клиницистов. Причиной служит уникальная способность железы контролировать гормональное обеспечение циркадианных колебаний физиологических функшш /Э.Б.Арушанян и др. ,1988; Е.И.Чазов, В.А. Исаченков,1974; Reiter ,1981,1989; z*tz , 1981/. Однако вклад эпифиза в действие лекарственных, в том числе нейротропных средств во-многом остается не выясненным. Между тем есть все основания априори предполагать его вовлечение в становлении, прежде всего, фарма-когенного сна, как способа регуляции базального ритма сон-бодрство-ваниэ.

Учитывая изложенные моменты, в настоящей работе изучена суточная динамика гипногенного эффекта барбитурата гексекала и бензодиазе-пинового транквилизатора диазепама, а также участие в их действии эпи1иза.

Исследование выполнено в рамках государственной проблемы "Фар-мокплогия нервной системы" 10.43 /приказ МЗ СССР № 400 от 30.04.82/. Тема работы является составной частью НИР кафедры фармакологии Ставропольского медицинского института /номер Государственной регистрации 01.890079027/ и утверждена на заседании Совета Ставропольского медицинского института /протокол № 6 от 28 февраля 1990 года/.

Цель и основные задачи исследования. Целью данного исследования явилось изучение особенности шркадианных колебаний фармакогеиного сна и вклада мозговой железы эпифиза в его формирование. При этом было необходимо решить следующие конкретные задачи:

1. Определять колебания продолжительности гипногенного эффекта гексенала и диазепама на протяжении полного суточного цикла.

2. Провести спектральный анализ ЭЭГ коррелятов фармакогенного

- 5 -

сна в переходное время суток.

3. Изучить влияние удаления эпифиза и его фармакологической денервации на суточные флюктуации гипногенного действия гексенала и диазепама, а также его ЭЭГ аккомпанемента.

4. Оценить способность основного эпиЗмзарного гормона мелатони-на в зависимости от дозы и схемы введения модифицировать фармако-генный сон в различное время суток.

Научная новизна. Впервые показано, что гипногенный эффект гексенала и диазепама обнаруживает суточные колебания, причем независимо от сезона года для действия барбитурата типична тенденция к усилению в темную, а для бензодиазепина - в светлую фаЗу суток. Как установлено,в переходное время суток от света к темноте и обратно меняются спектральные характеристики электрической активности в сенсо-моторной зоне коры больших полушарий и дорсальном гиппокам-пе. По ЭЭГ данным оба исследованных вещества обладают более высокой эффективностью в утренние часы, когда отмечается естественное ограничение спонтанной локомоции животных.

Впервые представлены доказательства заинтересованности мозговой железы эпифиза в организации фармакогенного сна и его суточных колебаний. Хирургическая экстирпация железы приводит к усилению гип-ногенного действия как гексенала, так и диазепама. В целом эффект барбитурата меняется сильнее, чем диазепама. Этому соответствует и более выраженная перестройка спектра ЭЭГ при переходе от темноты к свету под влиянием гексенала. Фармакологическая денервация эпифиза посредством бета-адреноблокатора анаприлина также отражается на суточной динамике гбармакогенного сна с ослаблением действия гексенала и извращением ответа на диазепам. При однократном введении мела-тонин потенцирует длительность сна, вызываемого обоими гипнотиками, независимо от времени суток. Днем низкая доза гормона, напротив по-

нижает эффективность гексенала и менее определенно сказывается на активности диазепама.

Положения, выносимые на защиту.

1. Выраженность гипногенного эффекта гексенала и диазепама нестационарна на протяжении суток. Максимум активности барбитурата приходится на темную, а бензодиазепина - на светлую фазу суток.

2. В утренние часы, по сравнению с вечерними, гипнотики более резко меняют спектральные характеристики электрической активности в неокортексе и гиппокампе.

3. Эффективность гексенала в большей степени зависит от функционального состояния эпифиза, который играет менее определенную роль в ответе на диазепам. Удаление железы значительнее потенцирует гипногенное действие барбитурата и сопровождающий его ЭЗГ аккомпанемент. .

4. Эпифизарный гормон мелатонин, судя по электрографическим и поведенческим сдвигам, в зависимости от дозы и схемы введения может ослаблять либо потенцировать активность гексенала и диазепама.

Практическая ценность. На основе учета суточной динамики фармако-генного Ъна правомерно разработать рациональные схемы применения как наркозных, так и снотворных средств, понижая их дозировку в одни часы суток, и, напротив, увеличивая в другие. Представлены поведенческие и электрографические доказательства того, что эпифизарная активность может отражаться на выраженности гипногенного эффекта и его суточных колебаний. Обнаруженная способность основного гормона эпифиза мелатонина при одно!фатном введении потенцировать фармако-генный сон может быть использована в качестве безопасного метода пролонгации наркоза или медикаментозного сна. Вместе с тем, вмешательство в эпифизарную функцию возможно рекомендовать после клинических испытаний о целью управления устойчивостью ответа на различ-

ные, в том числе гипногенные препараты.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Ш всесоюзной конференции по хронобиологии и хрономедицине /Ташкент,1990/, ]/ -ом коллоквууме Европейского Общества до изучению эпифиза /Гюильдфорд Англия,1990/, Международном симпозиуме по эпифизарнам гормонам /Боурал,Австралия,1991/, Ш-международном конгрессе по сравнительной физиологии и биохимии /Токио.Япония,1991/, Всесоюзной молодежной конференции "Многоуровневая организация церебральных функций" /Москва,1991/.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ /из них 6 - в центральных журналах/.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов и библиографического указателя, включающего в себя 43 советских и Ю8 иностранных источника. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста и иллюстрирована 37 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты выполнены на 260 белых нелинейных крысах-самцах и 680 мышах. Животные содержались в условиях вивария при стандартной температуре и свободном доступе к пище и воде. Условия освещения изменяли в зависимости от задач исследования в каждом конкретном случае. В большинстве случаев использован фиксирован световой режим /свет-темнота 12:12 с включением света в 8 ч. и выключением в 20 ч./.

Латентный период и продолжительность гипногенного эффекта определяли по наступлению бокового положения у животных, помещенных в изолированные боксы.

Регистрацию суммарной биоэлектрической активности мозговых струк-

тур проводили по методике, описанной Т.А.Ворониной и соавт./1987/. С этой целью за 5-6 дней до эксперимента наркотизированным крысам нихромовые электроды стереотактически вживляли в сенсо-моторные зоны коры и дорсальный гиппокамп. Для отведения потенциалов от коры использовали биполярные электроды. Исследования вели в звукоизолированной камере. Запись электрической активности производили с помощью специального компыотезированного комплекса аппаратуры для нейрофизиологических опытов /фирма "О.Т.Б. Биомедика, Италия/, включающего в себя 18-канальный электроэнцефалограф /"Нейрограф-18"/ и 16-канальный магнитограф. Спектральный анализ ЭЗГ производился компьютерным анализатором "Berg Fourier Analyzer", использующим преобразование по Фурье. Эпоха спектрального анализа составляла 4 мин. 8 с.х

Динамику суточной подвижности оценивали в оригинальном актогра-фе /В»А.Батурин/, состоящем из жилой клетки /размером 25x10x10 см/, соединенной с движущимся /скорость 10 мм/час/ барабаном. Переходы крысы из одного конца клетки в другой регистрировались на ленте, а затем после подсчета их числа за равные 3-х часовые отрезки времени строили хронограммы суточного ритма локомоторной активности животных.

Все оперативные вмешательства производили под нембуталовым /40 мг/кг/ наркозом. Лдя удаления эпифиза использовали модификацию хирургического подхода, предложенную в нашей лаборатории /К.Б. Ованесов,1987/. Метод позволяет производить экстирпацию железы без перевязки синуса и нарушения мозговой гемодинамики. В качестве контроля для этой серии экспериментов служила ложная операция с

* Автор благодарит проф.Т.А.Воронит и старш. научн. сотрудника Л.Н. Неробкову /Институт фармакологии РАМН,Москва/ за консультативную помощь и благожелательную поддержку при выполнении этого раздела работы.

обязательным широким разрезом твердой мозговой оболочки.

Исследуемые вещества вводили внутрибрюшинно в следующих дозировках /мг/кг/: гексенал однократно /для крыс - 60 и мышей - 75/, а также хронически /10 дней по 25 ежедневно/, диазепам /50/, мела-тонин применяли в широком диапазоне доз /от 0,01 до 10/ как остро, так и хронически /10 дней, 0,1/, анаприлин /5/ использовали однократно за 15 мин. до гипнотаков.

Сопоставление полученных результатов с данными контрольных определений, а также в зависимости от времени суток проводили посредством статистических методов Стьюдента и Вилкоксона-Манна-Уитни для попарно связанных величин /Гублер,1978/. С целью одновременного анализа вариащй средних значений для множественных параметров применяли АНОТА - тест / Harnett and Soni Д991/.

РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ

1. Циркадианные колебания гипногенного эффекта и его ЭЭГ корреляты

Для определения диркадианных колебаний фармакогенного сна выполнены круглосуточные эксперименты в различные сезоны года /зима и весна/ на мышах. С этой целью на отдельных группах мышей /по 6 животных в каждой/ через каждые два часа на протяжении полного суточного цикла регистрировали скорость наступления и длительность гипногенного эффекта, вызываемого гексеналом или диазепамом.

Как свидетельствуют результаты зимних /февраль/ экспериментов, действие гексенала имеет заметные флюктуации на протяжении суток. В светлую фазу /18 ч./ отмечен первый, а ночью /22-02 ч./ - второй, более значительный подъем активности вещества. И хотя за дневной и ночной периоды усрэдненныэ значения гипногенного эффекта довольно близки, тем не менее можно констатировать тенденцию к его преобладала в темную фазу суток.

Результаты круглосуточного эксперимента, проведенного в весеннее. время /апрель/, в целом совпадают с данными, которые получены зимой. При этом, с одной стороны, установлены две, более четко выраженные акрофазы в активности гексенала, зарегистрированные в середине световой и темновой фазы суток, а с другой, суточная кривая гипногенного эффекта отличалась большей нестабильностью. Чаще, чем зимой, приходилось констатировать в соседних по времени определения группах опытов различия в длительности сна у животных. Признавая более существенную вариативность фармакологического ответа весной, следует, однако, подчеркнуть, что и в данной серии средняя продолжительность ночного сна оказывалась выше, чем в дневные часы.

При изучении свойств диазепама, как и в случае с гексеналом, проведено две серии круглосуточных экспериментов в зимний и весенний месяцы. После введения стандартной дозы вещества мыши гораздо быстрее /с латентным периодом 1-3 мин./ принимали боковое положение, Индивидуальная продолжительность фармакогенного сна в пределах каждой группы заметно вариировала. Максимум длительности эффекта показан в утренние /06-10/ часы и в середине световой фазы суток /14ч./, а минимум активности диазепама - в темноте /20.00 - 04.00 ч./. В итоге, в противоположность гексеналу, общее время сна в дневные часы оказывалось гораздо больше, чем ночью. Подобная тенденция обнаружена в разные сезоны года, что лишний раз подтверждает ее достоверный характер.

Для более тщательного выявления нюансов гипногенного эффекта препаратов у крыс регистрировали электрическую активность сенсо-мо-торной зоны коры и дорсального гиппокампа в переходное время суток, когда особенно важной представляется модуляторная роль эпифиза,учитывающаяся в последующем. Как установлено, при визуальном анализе ЭЭГ указанных структур мозга каких-либо существенных различий в утренние и вечерние часы определить не удавалось. Однако анализ спектральных характеристик ЭЭГ по Фурье позволил выявить некоторые тен-

деншга. В частности, к моменту окончания световой фазы суток мощность колебаний частотой 8-10 гц, а также в высокочастотном отрезке спектра /16 гц и выше/ была значимо /при Р-г0,05/ больше, чем утром, указывая.,, вероятно, на более высокий уровень бодрствования животных / ТгаоЬзе1 et аХ, 1988 /.

После введения гексенала у большинства крыс отмечена выраженная синхронизация электрической активности мозга и увеличение амплитуды потенциалов. Согласно результатам спектрального анализа этому обычно сопутствовало изменение ритмических характеристик ЭЗГ. Практически во всем регистрируемом диапазоне, кроме самых низких частот /2-4 гц/ отмечено возрастание мощности колебаний. Интересно, что утром чаще, чем в вечерние часы, для отдельных ритмических слагаемых этот сдвиг носил статистический достоверный характер.

В отличив от гексенала диазепам не менял исходных ЭЗГ характеристик мозга. Визуально можно было констатировать лишь незначительную синхронизацию ритмической активности в исследованных структурах. Спектральный анализ свидетельствовал, что только утром происходило статистически значимое /Р£0,05/ увеличение мощности ритма в диапазоне 8-10 гц и в высокочастотном отрезке спектра /14-20 гц/. В целом бензоди&зепин вызывает менее существенную перестройку ЭЭГ, чем барбитурат.

. Определяя длительность фармакогенного сна в разное время суток, мы столкнулись с тем, что величина этого показателя у отдельных животных может значительно вариировать.Одной из причин подобных различий могут быть вариации в индивидуальном рисунке циркадианного ритма4локомоторной активности животных. Поэтому представлялось заманчивым выявить зависимость между паттерном ритма и чувствительностью к веществам.

В соответствии о эгохогическгын особенностями крыс, ведущих ночной образ жизни, в светлую и теиную фазу суток отмечены естествен-

ных колебаний в их спонтанной локомоции. Как правило, максимум двигательной активности в виде прогрессирующего увеличения числа переходов по жилой клетке, приходился на средние ночные /24.00 -03.00/ часы, после чего происходил ее постепенный спад. Минимум подвижности в таких случаях наблюдали в середине светового периода. В то же время у отдельных особей /на их долю приходилось до 30$ крыс/ уровень двигательной активности оказывался примерно равным в ночные и дневные часы.

Полученные результаты целиком подтвердили значимость исходного рисунка циркадианного ритма для выраженности ответа на вещества. Установлено, что при четком ритме с хорошей суточной амплитудой в виде естественного подъема активности ночью те же крысы чаще однотипно реагировали на гексенал, независимо от фазы суточного цикла. Длительность фармакогеиного сна была достаточно высокой как при ночных /24.00 - 03.00 ч./, так и дневные /13.00 - 15.00 ч./ определениях. Зато в случае сглаженной кривой суточной локомоции обнаруживались заметные различия между данными, полученными в светлую и темную Фазу суток. Для действия диазепама показана сходная, но гораздо менее выраженная тенденция.

2. Влияние эписбизарной недостаточности на длительность гепногенного эффекта в разное время суток

Функциональную недостаточность эпифиза создавали двумя путями: хирургической экстирпацией железы /эпифизэктомия/ либо за счет ее фармакологической денервации.

Первоначально в трех сериях параллельных экспериментов на интакт-ных, ложнооперированных /те и другие служили контролем/ и эпифизэк-томированных крысах определялись суточные колебания чувствительности животных к гипногенным дозам гексенала и диазепама. После удаление эпифиза наблюдали резкое и статистическое достоверное /при Р ¿.0,05/

усиление действия гексенала и укорочение его латентности. Близкий результат зарегистрирован как в дневные, так и ночные часы. В то же время необходимо отметить, что на фоне. эпифизэктомии продолжительность эффекта вещества ночью в среднем был выше, чем днем, хотя это различие между группами и не носило значимого характера.

Для ложнооперированных животных также было характерно некоторое, статистически недостоверное, по сравнению с интактнкм контролем, усиление гипногенного эффекта. По своей фармакологической чувствительности они занимали промежуточное положение между двумя другими группами крыс. Это обстоятельство дает основание предполагать, что и у них имеет место нарушение эпифизарной функции, хотя, разумется, в меньшей степени, чем при непосредственном удалении железы.

Сходные результаты были получены при оценке гипногенного эффекта диазепама. На фоне эпифизэктомии его действие также усиливалось, правда, слабее, чем при исследовании гексенала, и вне прямой зависимости от времени суток. И в этом случае по своей фармакологической чувствительности ложнооперированные особи отлич&тись, как от интактных, так и эпифизэктомированных животных.

Анализ электрической активности мозга подтверждает выше приведенные данные, свидетельствуя в пользу того, что эпифиз может служить источником биологически активных соединений, способных, видимо, ограничивать выраженность фармакогенного сна.

ЭЭГ, регистрируемая в неокортексе и гиппокампе эпифизэктомированных 1фыс, внешне существенно не отличалась от таковой у неопери-рованных животных. Отсутствовали заметные различия и в разное время суток. Единственным, обращающим на себя внимание признаком, служила более четкая выраженность веретен в паттерне ЭЭГ. Вместе с тем, как свидетельствовали результаты спектрального анализа, экстирпация железы все-таки вызывала определенную перестройку в ритмической структуре ЭЭГ, причем преимущественно в утренние часы. По сравнению с

интактными овобями значительнее была мощность колебаний в среднем /8-12 гц/ и высокочастотном /14-22 та/ диапазонах.

Введение гексенала крысам с удаленной железой, подобно изолиро-. ванным эффектам барбитурата и эпифизэктомии, видимым образом не сказывалось на картине электрической активности. В динамике же суммарной спектрограммы обнаружено отчетливое потенцирование действия вещества, правда, выраженное лишь в конце темновой фазы су- -точного цикла. При этом в гшшокампв такой сдвиг проявлялся сильнее, чем в коре. Вместе с тем, в вечерние часы эпифизэктомия не толь ко не потенцировала, но скорее ослабляла способность наркотика увеличивать мощность колебательного процесса, особенно в высокочастотном участке спектра.

Таким образом, элифизарная недостаточность,возникающая при хирургическом удалении железы, заметно сказывается на выраженности фармакогенного сна и его вдркадианных колебаниях. Об этом свидетельствуют как поведенческие, так и электрографические данные. При сравнительной оценке тех и других в случав использования гексенала и диазепама можно отметить, что эффективность первого меняется гораздо сильнее.

Вместе с тем, опыты на эпифизэктомированных животных при изучении гексеналовой анестезии позволяют придти к еще одному, практически важному выводу. В частности, эпифиз может вовлекаться в организацию лекарственной толерантности.

Как известно, проблема устойчивости к фармакологическим препаратам служит одной из узловых проблем с«временной клинической ыедици-И если предполагать хронобиологическую природу подобной толерантности /Э.Б.Арушанян,1988/, то априори следует ожидать участие рит-могенных и ритморганизующих структур мозга, в том числе и эпифиза, в ее формировании. На такую мысль наводят факты, полученные в следующей серии экспериментов.

В трех группах опытов эпифизэктомированныа, интахтные и ложно-оперированнкэ крысы регулярно в течение двух недель.получали, под-пороговую для сна дозу гексенала /24 мг/кг/. При использовании на подобном фоне барбитурата в гипногенной дозе у интактных и ложно-оперированных крыс наблюдали развитие толерантности и заметное падение ответа на вещество по сравнению с его длительностью до начала хронической затравки. Однако эпифизэктомированные особи продолжали давать усиленную реакцию на гексенал. Появление более продолжительного она служило показателем ослабления толерантности. Следовательно, изначально какие-то факторы железы должны благоприятствовать адаптации к лекарственному веществу.

Чтобы определить влияние эпифизарного дефицита на динамику фар-макогенного сна, проведена также серия экспериментов на мышах, у которых пытались блокировать симпатическую иннервацию железы с помощью анапрялина. Такого рода вмешательство приводит к нарушению се}феторных процессов в эпифизе. Бета-адреноблокатор сочетали с введением одного из гипногенных препар«тов в рамках круглосуточного эксперимента /через каждые 2 часа две параллельные серии опытов -контрольное введение одного гипнотика и его комбинации с анаприли-ном/.

Согласно полученным результатам, на фоне предварительной инъекции последнего длительность барбитурового сна чаще ослабевала. Сглаживались типичные для контрольных определений подъемы активности гексенала в обе фазы суток, правда, только в дневные часы /14.00 ч./ и в переходный момент от света к темноте /20.00 ч./ эти сдвиги носили статистически значимый /Р^ 0,05/ характер. Точно также в сочетании с анаприлином менялась, но весьма своеобразно суточная денами-ка гипногенкого эффекта диазепама. Правомерно было говорить о ее ■ полной инверсии, поскольку в противоположность данным контрольной группы опытов наиболеа длительный сон отмечен в темноте, тогда как

на свету он укорачивался. Ночью обнаружены две а]фофазы продолжительности сна, приходившиеся на 24 и 04 ч. Различия между дневными и ночными определениями в контрольной и опытной сериях оказывались статистически достоверными.

3. Влияние мелатонина на поведенческие и ЭЭГ проявления фармакологического сна

Эффекты однократного и хронического сочетания различных доз эпифизарного гормона мелатонина и гипнотиков изучены в опытах на мышах. В случае острой комбинации гормона и гексенала в дневные часы действие последнего доза-зависимо усиливалось. Сдвиг оказывался статистически значимым уже на 0,1 мг/кг мелатонина /при Р ¿0,05/ и достигал максимума от 10 мг/кг /при Р^-0,01/. В случае комбинированного применения веществ в ночные часы, хотя и отмечен аналогичный синергизм, но прямая доза-зависимая реакция отсутствовала. После введения 0,1 мг/кг мелатонина, дозы, по некоторым сведениям / Reiter ,1982/, адекватнее других физиологическому подъему его секреции у грызунов, отмечена тенденция к более слабому усилению эффекта гексенала по сравнению с дозой .0,01 или 1 кг/мг гормона. Правда, по мере дальнейшего наращивания дозировки берет верх описанный синергизм, и после введения дозы гормона в 10 мг/кг обнаружен максимум пролонгации действия барбитурата с выраженным укорочением латентностк.

Опыты с хроническим сочетанием препаратов выполнены на тех же мытах после двухнедельного введения в каждой группе экспериментов одной из исследованных доз мелатонина с последующим повторным определением в конце затравки эффекта гексенала. В контрольной группе /регулярные инъекции физиологического раствора/ его величина как в дневные, так к ночные часы оставалась на прежнем уровне. Однако динамика сдвига под влиянием гормона днем претерпевала существенные

изменения. От большинства использованных доз мелатонина /кроме 10 мг/кг/ наблюдали не усиление, а, напротив, укорочение действия барбитурата. Кривая доза-эффект имела и-образную форму с достоверным ослаблением фармакогенного сна на фоне 0,01 и 0,01 мг/кг гормона.

Вместе с тем, характер взаимодействия эффектов гексенала и мелатонина при его хроническом введении в ночные часы существенно не отличался от того, что обнаружено при однократном совместном использовании. Это касалось также динамики латентного периода и числа уснувших мышей в группе.

В связи с тем, что после 0,1 мг/кг гормона днем получено особенно четкое ослабление активности гексенала, было изучено взаимодействие данной дозы мелатонина и барбитурата в круглосуточном эксперименте. С этой целью через каждые два часа на протяжении полного суточного цикла проводили по две группы наблюдений - контрольную с введением одного гексенала и опытную, когда его применяли на фоне 0,1 мг/кг гормона. Согласно полученным результатам, при такой программе исследования, как и в аналогичных, ранее описанных экспериментах, эффект барбитурата обнаруживал характерные•циркадианные флюктуации с наиболее стабильным подъемом ночью /22,00 - 02.00 ч./.

Если гексенал использовали в комбинации о мелатонином, возрастали различия между суммарными показателями дневной и ночной активности гипнотика /53,5 £ 11,6 мин. в темную фазу суток по-сравнению с 41 * 6 мин. днем/. Это происходило за счет некоторого ограничения в целом дневногсгвовдействия гексенала и возрастания эффекта в ночные часы. Однако детальный анализ всей суточной кривой позволил выявить в ее структуре моменты резкого снижения и подъема активности гексенала. Интересно, что они оказались в контрафазных отношениях с результатами контрольных определений: минимум продолжительности гексенало-вого сна установлен в 16-18 ч., а максимум - перед включением света /6-8 ч./.

При сочетании эпифизарного гормона и диазепаыа обнаружены несколько иные закономерности. Одшнфатная комбинация веществ в светлую фазу суток, в отличие от результатов опытов с гексеналом, способствовала лишь статистически недостоверной тенденции к удлинению продолжительности сна" даже при сочетании с наибольшей дозой гормона /10 мг/кг/. Какой-либо однонаправленности сдвигов в ночные часы найти вообще не удавалось. Латентный период ответа на диазепам также существенно не менялся во всех экспериментальных группах.

Опыты с определением эффекта диазепама на фоне хронических введений мелатонина принесли неожиданные результаты, заметно различавшихся с данными, которые получены при изучении в тех же условиях гексенала. Как установлено, в дозе 0,1 мг/кг, в отличие от других малоэффективных дозировок, мелатонин в дневные часы значимо удлинял, а ночью столь же достоверно укорачивал продолжительность фармако-генного сна. Подобного рода контрафазный сдвиг позволяет предполагать, что в низких, физиологических концентрациях эндогенный мелатонин вносит определенный вклад в организацию специфической активное- I та бензодиазепина.

Поскольку естественная секреция мелатонина в эпифизе нарастает с переходом к темноте, особый интерес представляло влияние гормона на электрическую активность мозга в вечерние часы. Как оказалось, экзогенный гормон /0,1; 1,0 и 10 мг/кг/ регулярно вызывал перестройку ЭЭГ в виде снижения ее мощности по всему спектру, как в неокортексе, так и гшшокампе. Полиморфные разряды заменялись на более монотонную! ритмику. В результате на таком фоне если не исчезали, то гораздо ' труднее вычленялись веретенообразные потенциалы. Следует также отметить заметные вариации в индивидуальной чувствительности 1фыс к ме-латонину, особенно после введения 10 мг/кг вещества.

Спектральный анализ подтверждал направленность указанных сдвигов и позволял обнаружить наиболее значимые изменения в частотной дина-

мике ЭЭГ. Меньшая доза /0,1 мг/кг/ мелатонина способствовала ограничению тета-ритма. Наблюдали также явное снижение бета-активности в высокочастотном участке спектра. С увеличением дозировки, после 1 и особенно 10 мг/кг гормона депрессия медленной ритмики несколько ослабевала, хотя ее мощность и была ниже контрольных значений.

Применение гексенала на фоне снижения мощности спектра ЭЗГ мела-тонином вызывало резкое возрастание амплитуды ритма и синхронизацию электрической активности неокортекса и дорсального гиппокампа как в утренние, так и вечерние часы. Согласно спектральному, анализу полученных результатов, утром такой эффект отчетливо проявлялся на Фоне самой низкой /0,1 мг/кг/ из использовашых в этой серии доз гормона. При этом отмечали усиление мощности потенциалов в пределах 8-12 гц и заметное повышение бета-активности во всем диапазоне исследованных частот /12-14 гц/. Хотя и слабее, но аналогичная картина наблюдалась и при использовании более высоких доз мелатонина.

В вечерние часы мелатонин, напротив, доза-зависимым образом потенцировал синхронизирующий эффект гексенала. Наиболее отчетливый результат зафиксирован после введения самой высокой из исследованных доз гормона /10 мг/кг/. Тем самым и по электрографическим данным между з^ектами гексенала и мелатонина существует определенный анто-гонизм, который отчетливее выражен при переходе от темноты к светлому времени суток.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Согласно результатам настоящего исследования, гипногенный эффект, вызываемый гбармакологическимл веществами различных классов /барбитураты и бензодиазепины/, обнаруживает отчетливые суточные вариации, характер которых зависит не столько от сезона года, сколько от индивидуальных особенностей препарата. Длительность действия гексенала и диазепама оказывается неодинаково выражена в светлую и темную фазу

суток. Средняя продолжительность сна после введения гексенала несколько выше ночью, а диазепама - в дневные часы. Это обстоятельство, по-видимому, важно учитывать при подборе адекватных дозировок веивотв того и другого класса. Поскольку объектом изучения в нашей работе служили ведущие ночной образ жизни грызуны, экстраполируя полученные сведения на человека, правомерно считать, что эффективная доза наркозных барбитуратов может быть снижена в светлую-, тогда как бензодиазепиновых снотворных - в темную фазу суток.

Циркадианные колебания фармакогенного сна могут, разумеется, быть обусловлены целым комплексом факторов, включаемых в хронофар-макологические категории "хронестезии" и "хронокинетики". Однако, учитывая ведущую роль церебральных, аппаратов управления суточным биоритмом, естественно предполагать, что изменение их работы под влиянием фармакологических средств при оценке медикаментозного сна необходимо принимать в расчет в первую очередь. Между тем эта проблема до сих пор во-многом оставалась вне поля зрения исследователей. Полученные нами факты при изучении вклада ритморганизующей мозговой железы эпифиза в формировании гипногенного эффекта заставляют обратить на данную проблему самое серьезное внимание.

Опыты с удалением эпифиза и введением его основного гормона ме-латонина дают основания утверждать прямую зависимость активности гексенала от функционального состояния железы. Усиление поведенческих и электрографических проявлений ответа на вещество после эпифи-зэктомии наводило на мысль, что какие-то эпифизарные факторы изначально способны ограничивать чрезмерность гексеналовой анестезии и такое сдерживание сильнее выражено в ночные часы.

Результаты экспериментов по сочетанному применению гексенала и мелатонина, на первый взгляд, не соответствуют подобному взгляду, коль скоро однократная комбинация веществ в разное время суток неизменно потенцирует фармакогенный сон. Само по себэ данное обстоя-

тельство, на наш взгляд, весьма интересно и заслуживает более пристального изучения. Такого рода находки благоприятствуют поиску путей усиления наркозного эффекта /а значит и снижению дозировок веществ/ за счет комбинирования опасных для жизни барбитуратов с низкотоксичными средствами, к. которым, безусловно, откосится мела-тонин. Обнаруженный синергизм может иметь неспецифическую природу, поскольку сами по себе высокие /фармакологические/ дозы мелатонина либо низкие дозировки вещества, наслаиваемые на естественный гормональный фон, способы провоцировать неспецифические реакции. На это указывают снотворная; анальгетическая и противосудорожная активноси описанные после введения больших доз гормона.

Указанное же выше противоречие удается снять при более тщательном анализе результатов взаимодействия мелатонина и гексенала, объяснить, в частности, причину потенциации активности последнего у эпифизэктомированных крыс. Максимум естественной секреции гормона в эпифизе, как известно, приходится на середину темной фазы суток, независимо от этологических особенностей животных разных видов. И если у дневных животных это должно способствовать спаду активности в ночные часы, то у ночных, напротив, поведенческой активации. В самом деле, оказалось, что хроническое введение низкой дозы мелатонина в сочетании о гексеналом в дневные часы сопровождается ограничением длительности вызываемого им сна, а также сдвигов на ЭЭГ в утренние часы.

Взаимодействий" биологически активных соединений эпифиза и активности диазепама, очевидно, носит более сложный и менее определенный характер, хотя игнорировать вовлечение железы в данный процесс нельзя.

Анализ такого рода сведений позволяет заключить, что дальнейшая расшифровка места ритмогенных и, подобных эпифизу, ритморганизующих структур головного мозга в формировании лекарственного ответа /видимо, не только на гипнотики/ может оказаться одним из наиболее пер-

- 22 -

спективных направлений в современной хронофармакологии.

ВЫВОДЫ:

1. Гипногенный эффект гексенала и диазепама, определяемый каждые два часа на протяжении полного суточного цикла в зимние и весенние месяцы, обнаруживает отчетливые флюктуации в дневное и ночное время. Независимо от сезона года для действия барбитурата типична тенденция' к его усилению в темную, а для бензодиазешша - в светлую фазу суток.

2. Спектральный анализ электрической активности сенсо-моторной зоны коры и дорсального гиппокампа в переходное время суток выявляет увеличение мощности колебаний частотой 8-10 гц, а также в высокочастотном отрезке спектра по сравнению с результатами вечерних определений. Более характерное для гексенала возрастание мощности практически всего спектра ЭЭГ отмечено в утренние, но не вечерние часы.

3. Хирургическое удаление эпифиза приводит к увеличению продол- ; жительности гипногенного эффекта гексенала, особенно выраженному в темное время суток. Активность диазепама также потенцируется на фоне эпифизэктомии, но менее зачетно. Наличие такого рода синергизма показано и при спектральном анализе ЭЭГ в переходное время суток.

4. Бета-адреноблокатор аналрилин, вызывающий фармакологическую денервацию эпифиза, меняет длительность фармакогенного сна и его суточную динамику. По данным круглосуточного эксперимента, он в целом, ослабляет действие гексенала, извращая на протяжении суток гипногенную активность диазепама.

5. Эпифизарный гормон мелатонин в зависимости от дозы и времени суток по-разному вмешивается в динамику фармакогенного сна. Дейст-

вив гексенала на фоне хронического введения низкой /0,1 мг/кг/ дозы мелатонина в дневные часы выражено значительно слабее. Независимо от схемы применения гормона ночью и при его однократном использовании днем отмечается доза-зависимое усиление фармакогенного сна.

6. Мелатонин вызывает реорганизацию спектральных характеристик ЭЭГ в переходное время суток. Более выраженные сдвиги в электрической активности неокортекса и гиппокамда показаны в вечерние часы с ограничением мощности колебаний в различных участках спектра. По ЭЭГ данным в переходный промежуток времени от темноты к свету между эффектами мелатонина и гексенала обнаруживает антагонизм. И, напротив, синергизм в первую половину дня.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Влияние удаления верхних шейных ганглиев на временную динамику плавания и его чувствительность к антидепрессанту у крыс /Э.Б. Арушанян/. - //Физиол.журн.СССР им.И.М,Сеченова,- 1990,- 76 № 6,-с. 720-725.

2. Изменение гипногенных свойств гексенала при остром и хроническом введении мелатонина в разное время суток.- //Тез.Ш Всесоюзн. конф. по хронобиологии и хрономед., Ташкент,- 1990,- с. 60.

3. Влияние мелатонина и эпифизэктомии на Суточные колебания гипногенного эффекта гексенала /Э.Б.Арушанян/. - //Проблет хронобиологии.- 1990.- № 3-4. - с.144-149. •

4. Влияние удаления эпифиза на гипногенное действие гексенала у

крыс /Э.Б.Арушанян/.- //Вол.экспврим.биол.и мед.- 1991,- Я 8.-с. 155-156.

5. Неодинаковое влияние однократного и длительного введения мелатонина на гипногенное действие гексенала у мышей в зависимости от

дозы и времени суток /Э.Б.Арушанян/.- //Фармакол.и токсикол.- 1991. № 5,- 0.7-1D.

6. Участие ритмзадающих структур мозга в организации гипногенно-го эффекта гексенала /А.В.Полов/.- //Тез.Всесоюзн.конф. "Многоуровневая организация церебральных функций",- Москва, 1991,- с.15.

7. Зависимость антидепрессивной активности от состояния эпифиза

и его симпатической иннервации /К.Б.Ованесов/.- //Тез.Всесоюзн.конф. "Многоуровневая организация церебральных функций".- Москва.: 1991,-с.43.

8. Влияние пропранолола на суточные колебания длительности гип-ногенного эффекта диазепама и гексенала /Э.Б.Арушанян/.- //Вол. эксперим.биол.и мед.- 1992,- № 7,- с.15-16.

9. Влияние мелатонина и эпифизэктомии на электрическую активность мозга крыс в различное время суток /Л.Н.Неробкова, Т.А.Воронина, Э.Б.Арушанян/.- //Бюл.эксперим.биол. и мед.- 1992.- № 4.- с.25-27.

10. Unequal influence of acute and chronic administration of melatonin on the hypnogenic effect of hexobarbital sodium in mice depending on dosage and time of the day/E.B.Arushanian/.-//Abstracts, Vth Colloquium of the European Pineal Study Group, Guildford,England, 1990.-N.170.

11. Attenuation of tolerance development to hexobarbital sodium by pinealectomy/S.B.Arushanian/.-//Abstracts, International Symposium on Pineal Hormones, Bowral,Australia, 1991.-p.25.

12. The role of the mammalian pineal gland in aaaptation/E.B.Aru-shanian/.-//Abstracts, 3rd International Congress of Comparative Physiol. & Biochem..Tokyo,Japan, 1991.-N.2044.-p. 119.

Зак. № 431 20/04-1992 г. Тираж 100 экз.

отпечатано в отделе оперативное печати Ставропольского краевого управления статистихк г. Ставрополь, ул. Пушкина, 4