Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Влияние веществ с ноотропной активностью на метаболические процессы в мозговой ткани в динамике черепно-мозговой травмы

РГ8 ОД - 9 ИЮЛ 1Я97

На правах рукописи

КОВАЛЕВА ЛЮБОВЬ АНАТОЛЬЕВНА

ВЛИЯНИЕ ВЕЩЕСТВ С НООТРОПНОЙ АКТИВНОСТЬЮ НА МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МОЗГОВОЙ ТКАНИ В ДИНАМИКЕ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЫ

14.00.25 - фармакология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Смоленск - 1997

Работа выполнена в Смоленской государственной медицинской академии

4

Научный руководитель - доктор медицинских наук профессор В.Е. Новиков

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор медицинских наук профессор В.В. Яснецов

кандидат биологических наук доцент Т.Г. Макаренко

Ведущая организация - Российский государственный медицинский Университет.

Защита состоится 1997 г. в час. на заседании

диссертационного совета К 084.34.01 Смоленской государственной медицинской академии (214019, г. Смоленск, ул. Крупской, 28).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Смоленской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан " " 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук профессор

Н.Ф. ФАРАЩУК

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Черепно-мозговая травма (ЧМТ) является мультидисциплинарной патологией, находящейся на стыке многих клинических, медико-биологических и социально-гигиенических дисциплин и имеющей в силу своей распространенности и тяжести последствий большое социальное значение (А.Н. Коновалов, 1988, 1994). Черепно-мозговая травма по отношению к общему травматизму в настоящее время составляет, как свидетельствуют литературные данные, 30,1%-40,7%, причем, на долю тяжелой приходится 20%. По данным ВОЗ, ЧМТ как причина смертности занимает третье место после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний (Г.Ф. Рыбаков, 1992). ЧМТ относится к числу приоритетных исследований в современной медицине, что обусловлено неуклонным ростом ее частоты, высокой летальностью и инвалидизацией пострадавших (М.Г. Григорьев, А.Г. Фраерман, 1983; А.Г. Королев, 1991). Острота проблемы усугубляется длительностью реабилитации больных в лосткоммоционном периоде, а также высоким процентом развития отдаленных последствий (Т.А. Доброхотова, Ф.С. Насруллаев, 1990).

В последние годы большое внимание уделяется возрастным аспектам ЧМТ (Л.О. Бадалян, 1984; Л.Б. Лихтерман, 1995; С. Prigatano et al., 1984; Luerssen T.et al., 1988). У детей ЧМТ составляет до 80% от всех случаев детской травмы. Особенно остро встает проблема ЧМТ у детей грудного и раннего возраста, у которых травматическое повреждение еще незрелого мозга нарушает возможности психофизического развития, является главной причиной тяжелых неврологических нарушений, приводящих к детской инвалидности (A.A. Артарян с соавт., 1990, А.Г. Королев, 1991).

Отсюда становится понятным настойчивый интерес ученых к разработке наиболее адекватных способов лечения ЧМТ. Однако до настоящего времени фармакотерапия ЧМТ остается по-прежнему сложной медицинской проблемой,

еще далекой от окончательного решения (В.В'. Яснецов, В Е. Новиков, 1994; А.Н. Коновалов, 1994, Я.Б. Юдельсон, К.А. Якунин, 1997;). Важным моментом в улучшении результатов лечения ЧМТ безусловно является всестороннее раскрытие основ патогенеза, включая исследование патогенетических механизмов посттравматических расстройств в возрастном аспекте. Особый интерес представляет изучение биоэнергетической активности и других метаболических изменений в мозговой ткани в динамике ЧМТ, поскольку именно они рассматриваются в качестве одних из ведущих факторов в биохимическом и патофизиологическом механизмах развития посттравматических нарушений (В.Е. Новиков, 1993).

В последние годы в лечении ЧМТ все чаще используют ноотропы, отмечая высокую их эффективность в процессе нормализации энергетического обмена, повышения толерантности мозга к различным повреждающим воздействиям (И.Я. Усватова с соавт., 1981). Ноотропы представляют собой новый перспективный класс веществ, которые находят широкое применение в различных областях медицины. Их с успехом применяют при различных нарушениях функций мозга, так как они обладают способностью активизировать пластические процессы в ЦНС, положительно влияют на энергетику нервной ткани (Сшгдеа С., 1972; Г.В. Ковалев, 1990; Т.Д. Воронина, 1991).

В настоящее время в клиническую практику внедрено довольно много препаратов разного химического строения, в спектре фармакологической активности которых присутствует ноотропный компонент. Синтезирован и проходит экспериментальные исследования ряд новых веществ, включая нейропептиды, обладающие ноотропной активностью (С.Б. Середенин, Т.Д. Воронина, 1992). Тем не менее, до сих пор пирацетам остается одним из основных ноотропов, используемых в медицинской практике. Необходимо проведение сравнительных исследований по установлению эффективности влияния ноотропов разного химического строения на метаболические процессы в

мозговой ткани, в частности, для выявления высокоэффективных средств для фармакологической коррекции метаболических изменений в мозге в динамике ЧМТ.

Цель работы. Целью настоящей работы является изыскание эффективных средств фармакологической коррекции метаболических изменений в мозговой ткани в посттравматический период среди веществ разного химического строения, обладающих ноотропной активностью.

Основные задачи исследования. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить влияние ряда веществ с ноотропной активностью на водный баланс в мозговой ткани и компонентах крови крыс разного возраста в динамике черепно-мозговой травмы.

2. Исследовать состояние окислительного фосфорилирования в митохондриях мозга неполовозрелых и взрослых крыс в динамике черепно-мозговой травмы и ее коррекции ноотропами.

3. Исследовать Мд-АТФазы и К-АТФазы в мозговой ткани неполовозрелых и взрослых крыс в динамике ЧМТ и при ее фармакотерапии ноотропами.

4. Провести сравнительный анализ эффективности фармакологической коррекции метаболических изменений в посттравцатическом периоде различными веществами с ноотропной активностью в возрастном аспекте.

Научная новизна исследования. Впервые проведено сравнительное изучение влияния большой группы препаратов с ноотропной активностью на метаболические процессы в мозговой ткани в динамике ЧМТ в возрастном аспекте. Наряду с известными ноотропами исследован ряд новых веществ с ноотропной активностью: нооглютил, ГВС-111, АКТГ(5-ю)-

Впервые проведен комплексный анализ состояния биоэнергетических процессов в мозговой ткани и водного баланса в мозге и компонентах крови

взрослых и неполовозрелых животных в разные сроки посттравматического периода. Выявлены изменения функциональной активности митохондрий, фермента АТФазы, нарушения водного метаболизма и проведено исследование зависимости этих изменений от длительности посттравматического периода и возраста животных.

Показана способность ноотропов существенно улучшать процессы биоэнергетики и водный баланс в мозге и крови как взрослых, так и неполовозрелых животных, перенесших ЧМТ. Среди изученных препаратов наиболее выраженный эффект был выявлен у нооглютила, который улучшал метаболические процессы в различные сроки после ЧМТ и был одинаково эффективен у взрослых и неполовозрелых животных.

Практическая ценность работы. Результаты проведенной работы позволяют рекомендовать для клинического испытания в качестве эффективного средства фармакологической коррекции метаболических расстройств в динамике ЧМТ у взрослых и детей новый отечественный ноотроп - нооглютил. Менее выраженный эффект обнаружен у другого отечественного соединения - ГВС-111. Показана эффективность ноотропов в предупреждении нарушений метаболизма в острый и отдаленный периоды ЧМТ.

Установленные в работе изменения водного баланса компонентов крови, отражающие метаболические нарушения в мозговой ткани, могут служить прогностическими показателями для определения степени тяжести процесса, его динамики и эффективности фармакотерапии пострадавших в посттравматическом периоде.

Основные положения, выносимые на защиту 1. В динамике ЧМТ происходят выраженные изменения водного баланса не только в мозговой ткани, но и в компонентах крови. В эритроцитах и плазме крови взрослых и неполовозрелых животных, перенесших ЧМТ, нарушается соотношение

(

свободной и связанной воды. Водный баланс не восстанавливается даже через месяц после ЧМТ.

2. В посттравматическом периоде в головном мозге снижается функциональная активность митохондрий, Мд-АТФазы и К-АТФазы, что проявляется угнетением процессов окисления, фосфорилирования, нарушением утилизации энергии АТФ и способствует развитию энергетического дефицита в мозговой ткани. Изменения биоэнергетики наиболее выражены в 1-4 сутки после травмы. У неполовозрелых животных энергетический обмен остается нарушенным в отдаленный период ЧМТ.

3. Вещества с ноотропной активностью уменьшают выраженность метаболических изменений в мозге и компонентах крови в динамике ЧМТ как у взрослых животных, так и неполовозрелых. Эффект препаратов проявляется к 4-7 суткам посттравматического периода.

4. Среди изученных соединений наибольшей активностью в отношении предупреждения посттравматических нарушений метаболизма обладает новый отечественный ноотроп - нооглютил. Он оказывает действие как в острый период ЧМТ (1-4 сутки), так и в отдаленный - через месяц.

Апробация работы. Материалы данного исследования доложены на научной конференции молодых ученых (1996) и проблемной комиссии по неврологии и психиатрии (1994,1997) Смоленской медицинской академии, Всероссийской научной конференции «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической фармакологии» (Смоленск, 1994), Всероссийской научной конференции «Антигипоксанты и актопротекторы: итоги и перспективы» (С. Петербург, 1994), а также на совместном заседании кафедр фармакологии, нормальной физиологии, патологической физиологии, биохимии, бионеорганической химии и ЦНИЛ СГМА (1997).

По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на )ЗР страницах машинописи и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов

исследования, трех глав с описанием собственных исследований, обсуждения, выводов и научно-практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 23 таблицами и 2 рисунками. Список литературы состоит из 250 источников, в том числе 224 на русском языке и 26 на иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Эксперименты выполнены на 1073 белых крысах линии Вистар обоего пола. Все животные были разделены на 3 возрастные группы: месячные (масса 40-60 г); 2-х месячные (масса 90-120 г); взрослые (3-4 месячные, масса 150-200 г).

Черепно-мозговую травму моделировали путем уколов иглой в мозговую ткань (В.Е. Новиков, 1993). Проводили ее под эфирным наркозом. Наблюдение за взрослыми крысами вели в течение недели, забивая через 1, 4, 7 суток после травмы. Неполовозрелым крысам ЧМТ наносили в месячном возрасте. Наблюдение за ними вели в течение месяца посттравматического периода, декагштируя разные группы через 1, 4, 7, и 30 суток (т.е. в 2-х месячном возрасте) от начала опыта. Забой животных осуществляли путем декапитации через 30 минут после последнего введения лекарственных препаратов.

Изучение водного баланса проводили в мозговой ткани и компонентах крови. Содержание общей воды в мозговой ткани, плазме и эритроцитах определяли по сухому остатку, высушивая ткань до постоянной массы при 110° С (П.И. Середа, 1989; A.B. Евсеев, 1991). Для количественного определения структурных фракций воды в плазме и эритроцитах крови (свободной и связанной), использовали дилатометрический метод1, который разработал Н.Ф. Фаращук (1988).

1 Автор благодарит зав. каф. бионеорганической химии, д.м.н. проф. Н.Ф. Фаращука за помощь в освоенш метода vi предоставленную возможность выполнять эксперименты по определению фракций воды i лаборатории кафедры.

Состояние окислительного фосфорилирования в митохондриях мозга в динамике ЧМТ определяли по методу, подробно описанному в литературе А.Н. Шаровым (1984). Из мозга методом дифференциального центрифугирования выделяли митохондрии, в которых полярографически, используя закрытый электрод Кларка, регистрировали скорости дыхания и фосфорилирования митохондрий в различных метаболических состояниях. По записи полярограммы на ленте самописца рассчитывали дыхательные контроли, коэффициент ДДФ/О и скорость фосфорилирования добавки АДФ (АДФД).

В мозговой ткани крыс определяется активность общей, Мд-АТФазы и Ма, К-АТФазы, используя общепринятый в литературе метод, принцип которого заключается в измерении количества неорганического фосфора, высвобождаемого из АТФ ферментом АТФазой за единицу времени (й. Kovach¡ch, О. мгэЬга, 1981). Определение содержания неорганического фосфора в безбелковом фильтрате проводили по методу I. ЭсЬйиуа е1 а1. (1967). Показатели экстинции биохимических проб регистрировали на фотоэлектроколориметре КФК-2 при длине волны 750 нм. Активность ферментов и показатели окислительного фосфорилирования выражали в расчете на белок, который определяли по методу О.Н. 1_о\чгу еХ а1. (1951).

В работе использованы следующие фармакологические вещества: новые соединения с ноотропным действием - нооглютил (Ы-5-(оксиникотиноил) - I,-глутаминовая кислота) в дозах 25 и 50 мг/кг; ГВС-111 (пептидный аналог пирацетама) в дозе 0,5 мг/кг и синтетический аналог фрагмента адренокортикотропного гормона АКТГ(5-ю) в дозе 0,1 мг/кг. Нооглютил и ГВС-111 разработаны в НИИ фармакологии РАМН г. Москва. В качестве препаратов сравнения изучены также разнообразные по химическому строению известные ноотропные соединения: пирацетам (1000 мг/кг), пиридитол (100 мг/кг), пантогам (160 мг/кг), пикамилон (500 мг/кг). Дозы лекарственных веществ взяты в соответствии с данными литературы (В.Е. Новиков, 1983; Т.А. Воронина, 1992).

Все препараты вводили животным внутрибрюшинно за 30 мин. до нанесения травмы (ГВС-111 и АКТГ(5_ю) - за 15 мин.), а затем ежедневно, однократно в течение всего опыта (1, 4, 7 суток и 1 месяц). Интактным животным вводили аналогичные объемы изотонического раствора ЫаС1.

Полученный экспериментальный материал подвергнут статистическому анализу с использованием критерия Стьюдента (В.А. Кокунин, 1975).

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты опытов показали, что у интактных животных с возрастом уровень воды в мозговой ткани уменьшается. Эти данные согласуются с литературными (Г.С. Лемешенко, 1981; В.Е. Новиков, 1983). Через 1 сутки после нанесения ЧМТ как у неполовозрелых крыс, так и у взрослых повышался уровень общей воды в мозге, что может свидетельствовать о развитии отека-набухания (Ю.Н. Квитницкий-Рыжов, 1989). Однако, у 1 месячных крыс уровень воды в мозге повышался менее выраженно. Возможно, это обусловлено высокой гидрофильностью мозговой ткани и пониженным содержанием в ней гидратированных ионов натрия (И.В. Маркова, 1981).

Кроме повышения уровня общей воды в мозге после ЧМТ нарушался водный баланс в компонентах крови, а именно: нарастало количество свободной воды и снижалось содержание связанной в эритроцитах и плазме крови. Максимальное изменение показателей воды зарегистрировано на 4 сутки после травмы, а затем отмечена обратная положительная динамика. Но, даже спустя 1 месяц после нанесения ЧМТ, водный баланс в мозге и компонентах крови неполовозрелых крыс оставался нарушенным.

Изучение эффективности фармакологических средств в динамике ЧМТ показало, что ноотропы снижают или полностью нормализуют уровень общей водь в мозговой ткани. На фоне их действия отмечалось изменение в содержание

фракции воды в плазме, и еще больше в эритроцитах, где увеличилось количество связанной воды и снизилось количество свободной воды. У неполовозрелых крыс более активными были нооглютил, пикамилон, пирацетам и пиридитол (Таблица 1). Длительное применение нооглютила (в течение 1 месяца) полностью нормализовало показатели водного баланса у неполовозрелых крыс.

У взрослых крыс положительное действие в отношении содержания воды проявили нооглютил (50 мг/кг), пиридитол, ГВС-111 (Таблица 2). Следует отметить, что у животных всех возрастов в динамике ЧМТ на водный баланс эффективнее действовал нооглютил.

Полученные результаты подтверждают данные литературы о наличии у ноотропов мембранопротективных свойств, реализующихся как в мембранных структурах головного мозга, так и в эритроцитах (В.И. Кресюн, 1990). Стабилизируется проницаемость мембраны эритроцитов, нормализуется их функциональная активность. С этим, вероятно, связано положительное действие ноотропов на водный баланс (Н. НегБсЬай, 1988).

Выявленные в работе изменения показателей водного баланса плазмы и эритроцитов, объективно отражающие процессы гидратации в мозговой ткани (Н.Ф. Фаращук, 1994), могут служить прогностическими критериями в определении динамики процесса при ЧМТ и эффективности его фармакологической коррекции.

Известно, что в патогенезе посттравматических расстройств одно из ведущих мест принадлежит метаболическим изменениям в тканях мозга, которые запускают каскад патофизиологических и нейрохимических реакций (М.Ш. Промыслов, 1984, 1991). Наиболее быстро и выраженно при ЧМТ изменяется энергетический обмен в головном мозге (В.В. Яснецов, В.Е. Новиков, 1994).

Нами были исследованы активность Мд-АТФазы, №, К-АТФазы и состояние окислительного фосфорилирования в митохондриях мозга. Изучение активности АТФаз в возрастном аспекте показало, что в динамике посттравматического

Таблица 1. Влияние ноотропов на содержание фракций воды в мозговой ткани и компонентах крови неполовозрелых крыс через 4 суток после ЧМТ

Группа животных Стат. показ Обшзя вода в мозге <%) Фракции волы, плазмы, (%) Фраоди воды, эритроцитов, (%)

Обшзя Свободная Связанная Общая Свободная Связанная

Контрольная, 1 месячные (п=10) М±т 79,17+0,23 91,63+0,28 78,45+0,26 13,18+0,15 68,94+0,17 47,46+0,18 21,48+0,14

Травма 4 сут. (п=10) М±т Р 80,04+0,24 <0,02 93,80+0,30 <0,001 84,15+0,24 <0,001 9,64+0,28 <0,001 67,75+0,19 <0,001 50,80+0,21 <0,001 16,95+0,41 <0,001

Нооглютол 25мг/кг + травма (п=8) М±т Р Р1 78,95±0.14 >0,05 <0,01 93,73+0,21 <0,001 >0,05 80,99±0,34 <0,001 <0,001 12,74+0,47 >0,05 <0,001 68,12+0,44 >0,05 >0,05 47,87+0,41 >0,05 <0,001 20,12+0.39 <0,01 <0,001

Пирацетам 1000мг/н-+травма (п=8) М+т Р Р1 79,62+0,20 >0,05 >0,05 92,91+0,23 <0,01 <0,05 79,83+0,35 <0,01 <0,001 13,08+0.27 >0,05 <0,001 69,04+0,49 >0,05 <0,05 50,06+0,44 <0,001 >0,05 19,37+0,40 <0,001 <0,001

Пириднтол 100 мг/кг +травма (п=8) М±т Р Р, 79,61±0,17 >0,05 >0,05 93,65+0,10 <0,001 >0,05 80,67+0,44 <0,001 <0,001 13,21+0,44 >0,05 <0,001 67,83+0,49 <0.05 >0,05 49,14+0,53 <0,01 <0,02 18,57+0,31 <0,001 <0,01

Пихамилон 500мг/кг +травма (п—10) М±т Р Р, 80,15+0,18 <0,01 >0,05 93,92±0,13 <0,001 >0,05 81,42+0,35 <0,001 <0,001 12,50+0,31 >0,05 <0,001 68,04+0,26 <0,02 >0,05 48,96±0,58 <0,05 <0,02 19,06+0,44 <0,001 <0,01

ГВС-111 0,5ыг/кг +траама (п=10) М+т Р Р, 79,95±0,12 <0,01 >0,05 93,92+0,21 <0,001 >0,05 81,85+0,35 <0,001 <0,001 12.07+0,22 <0,001 <0,001 68,20+0,40 >0,05 >0,05 48,65+0,45 <0,05 <0,02 19,55+0,45 <0,001 <0,001

Пантогам 160МГ/Ю- +травма (п=10) М+т Р Р( 79,63+0,22 >0,05 >0,05 93,76+0,27 <0,001 >0,05 80,73+0,51 <0,001 <0,001 13,03+0,27 >0,05 <0,001 68,48+0,19 >0,05 <0,02 49,05+0,50 <0,01 <0,01 19,39+0,57 <0,01 <0,01

АКТГ5.ГО 0.1мг/кг +травма (п=10) М+т Р Р1 79,63+0,2 4 >0,05 >0,05 93,47+0,14 <0,001 >0,05 81,81+0,3 2 <0,001 <0,001 11,65+0,2 7 <0,001 <0,001 68,24+0,6 1 >о,05 >0,05 49,47+0,5 5 <0,01 <0,05 18,78+0,4 3 <0,001 <0,01

Примечание: достоверность различий: Р - с контролем, Р1 - с травмой

Таблица 2. Влияние ноотропов на содержание фракций воды в мозговой ткани и компонентах крови взрослых крыс через 4 суток после ЧМТ

Группа животных Стат. показ Общая вода в мозге (%) Фракции воды, плазмы, (%) фракции воды, эритроцитов, (%)

Общая Свобод ная Г Связанная Общая Свободная Связанная

Контрольная, 1 месячные (п—10) М+т 77,23+0,15 91,01+0,28 77,33+0,46 13,68±0,31 66,50+0,32 43,74+0,44 22,76+0,26

Травма 4суг. (п=10) М+т Р 80,05+0,24 <0,001 92,53+0,04 <0,001 81,10+0,48 <0,001 11,42+0,46 <0,001 67,42+0,30 =0,05 49,1410,24 <0,001 18,18+0,32 <0,001

Нооглютл 25 мг/кг + травма (п=8) М+т Р р, 78,49+0,13 <0,001 <0,001 92,69+0,17 <0,001 >0,05 80,01+0,57 <0,01 >0,05 12,68+0,52 >0,05 >0,05 67,06+0,10 >0,05 >0,05 47,36+0,59 <0.001 <0.02 19,70+0,53 <0,001 <0,05

Нооглютил 50 мг/кг + травма (ч=8) М±т Р Р, 78,00±0,1б <0,01 <0,001 92,11+0,17 <0.01 <0,05 78,22+0,31 >0,05 <0,001 13,89+0,30 >0,05 <0,001 67,24+0,44 >0,05 >0,05 45,63+0,49 <0,02 <0,0001 21,61+0,39 <0,05 <0.001

Пирацетам ЮООмг/кг +травма (п=8) М+т Р Р, 79,04+0,09 <0,001 <0,001 92,45+0,17 <0,01 >0.05 В0,06±0,22 <0,001 >0,05 12,39±0.28 <0,01 >0,05 68,37+0,35 <0,001 >0,05 49,26+0,40 <0.001 >0,05 19,11+0,27 <0.001 >0,05

Пирущитол 100 мг/кг +травма (п=8) М+ш Р Р, 78,8б±0,17 <0,001 <0,001 92,14+0,23 <0,01 >0,05 78,57+0,44 >0,05 <0,05 13,58+0,33 >0,05 <0,01 68,70±0,31 <0,001 <0,01 47,65±0,38 <0,001 >0.02 20.8510,22 <0.001 <0,001

Пикамилон 500мг/кг +трзвма (п=10) М+т Р Р> 79,51±0,23 <0,001 >0,05 92,30+0,21 <0,01 >0,05 80,41+0,3' <0,001 >0,05 11,89+0,19 <0.001 >0,05 67,70+0,31 <0,02 >0,05 47.55Ю.63 <0,001 <0,05 20,15+0,40 <0,001 <0,01

ГВС-111 0,5мг/«-+травма (п=10) М+т Р Р, 79,12+0,24 <0,001 >0,02 92,70+0,21 <0,001 >0,05 79,71+0,26 <0,001 >0,05 13,00+0,24 >0,05 <0,01 66,83+0,29 >0,05 >0,05 47,50+0.58 <0,001 <0.02 19,33+0,41 <0,001 <0,05

Пантогам 160мг/кг +трзвма (п=10> М+т Р Р, 78,84+0,21 <0,001 <0,01 92,81+0,10 <0,001 >0,05 80,23±0,38 <0,01 >0,05 12,58+023 <0,02 <0,05 66,93+0,47 <0,001 <0,01 47,34+0,47 <0,001 <0,01 19,60+0,51 <0,001 >0,05

АКТГ5.,0 0,1мг/кг +травма (п = 10) М+т Р Р, 79,22+0,25 <0,001 <0,05 92,6310.14 <0,001 <0,05 60,52+«,21 <0,001 >0,05 12,11+0,27 <0,01 >0,05 67,35+0,39 >0,05 >0,05 48,76+0.49 <0,001 >0,05 18,59±0,24 <0,001 >0,05

Примечание: достоверность различий: Р - с контролем, Р1 - с травмой

периода в мозговой ткани угнетается активность как Mg-, так и Na, К-АТФазы. У взрослых крыс такое угнетение фермента наиболее выражено в 1 сутки, а у неполовозрелых - в 1-4 сутки посттравматического периода. Причем активность мембранной АТФазы снижается в большей степени за счет ее Na, К-субъединицы. Угнетение активности АТФазы в посттравматический период обусловлено, вероятно, изменениями в мембранах клеток мозга, наступающих в результате гипоксии и активизации свободно-радикального окисления (М.Ш. Промыслов, 1984, 1991; А.Е. Евсеев, 1991).

К 7 суткам активность фермента постепенно повышается, но полного восстановления не происходит даже в течение 1 месяца посттравматического периода.

На фоне действия изученных ноотропов в острый период ЧМТ не наблюдалось выраженных изменений активности АТФаз. Только начиная с 4-7 суток посттравматического периода отмечалась тенденция к возрастанию активности фермента. Такая тенденция была характерна, прежде всего, для нооглютила. На фоне его действия повышалась активность общей, Mg-и Na, К-АТФаз. Применение нооглютила у неполовозрелых крыс в течение месяца после ЧМТ дало значительное повышение активности АТФаз по сравнению с нелеченными животными (рисунок 1). Активность фермента в этом случае была несколько выше показателей интактных крыс. Полученные результаты согласуются с данными литературы, в которых сообщается о выраженном положительном эффекте ноотропов на биоэнергетику при длительном применении препаратов (Н.Х. Рахмакулова, 1985; C.B. Крапивин, 1993).

Результаты изучения окислительного фосфорилирования выявили, что у месячных и взрослых крыс после ЧМТ происходят серьезные нарушения функциональной активности митохондрий мозга. Эти изменения через 1 сутки после ЧМТ проявляются угнетением окисления и, что особенно важно, угне+ается фосфорилирующее окисление V3. Нарушается процесс сопряжения в дыхательной

Рис. 1. Влияние нооглютила на активность АТФаз мозговой ткани неполовозрелых крыс через 1 месяц после ЧМТ. (в % к норме)

140 !

120

г

^Травма 1 I мес

]Нооглютил !

, 25 мг/кг

(- ^ - -

достоверность: *-с контролем

II - с травмой

Общая

Мд-АТФаза

Ыа,К-АТФаза

цепи, что выражается в снижении скорости синтеза АТФ. У взрослых крыс после ЧМТ нарушаются, в основном, скорости дыхания митохондрий. Для неполовозрелых крыс характерны изменения процессов окисления и фосфорилирования. У таких животных даже по истечении 1 месяца после травмы остаются нарушенными дыхание и фосфорилирование в митохондриях мозга. Вероятно, в таких условиях мозговая ткань испытывает энергетический дефицит.

На фоне действия ноотропов уже в 1 сутки после ЧМТ возрастала функциональная способность митохондрий. Однако, не все препараты были одинаково эффективны. Самым активным у неполовозрелых крыс в этот и другие сроки посттравматического периода был нооглютил (таблица 3). Длительное егс применение полностью нормализовало функцию митохондрий мозга.

Нооглютил в дозе 50 мг/кг предупреждал нарушение окислительного фосфорилирования в митохондриях мозга взрослых крыс в острый период ЧМТ превосходя по эффективности другие препараты (рисунок 2).

Таким образом, в динамике ЧМТ наблюдаются серьезные изменени! процессов биоэнергетики в мозговой ткани как взрослых, так и неполовозрелы: животных. Эти изменения проявляются снижением функциональной активност! митохондрий и угнетением активности мембранной АТФазы. Важно отметить, чт нарушения энергетики в мозге наиболее выражены в 1 сутки после ЧМТ, в т время как водный баланс максимально изменяется к 4 суткам. Возможно, чт нарушение процессов биоэнергетики в острый период ЧМТ является пусковы моментом в развитии последующих патохимических и патофизических реакци (М.Ш. Промыслов, 1991; В.Е. Новиков, 1993). С 4-7 суток после ЧМТ отмечаете постепенное восстановление показателей биоэнергетики, но даже через 1 месяц неполовозрелых крыс они не достигают нормы.

Вещества разного химического строения, в спектре фармакологическс активности которых присутствует ноотропный компонент, уменьшак выраженность метаболических изменений в мозговой ткани и водного баланса

Таблица 3. Влияние ноотропов на окислительное фосфорилирование в митохондриях мозга месячных крыс при острой черепно-мозговой травме

Группа Стат. Vo v3 V. ЧЦНФ ДКл ДКч АДФ/О ДНФ АДФ/1

животных показ

Контроль, М 28,58 76,77 24,36 84,89 2.71 3,17 3,19 3.50 230.51

<п=10) ±т 0.63 ггэ 0,93 2.57 0,14 0,10 0,16 0,09 3,78

Травма М 2021 48,28 19,52 51,40 2,42 2,53 3,10 2,68 146,30

1 суг. +Ш 0,78 Z39 0,79 2,92 0,13 0,13 0,20 0,16 11,28

(п=10) Р <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 >0,05 <0,01 >0,05 <0.001 <0,001

Нооглютил М 25,61 70.23 26,В1 92,03 2,80 2,61 2,91 3.43 204,07

25 мг/кг +т 1.51 3,61 0,99 4,46 0,21 0,09 0,09 0,09 12,42

+травма Р >0,05 >0.05 >0.05 >0,05 <0,05 >0,01 >0,05 >0,05 <0,05

(п=15) Р, <0.01 <0.001 <0.001 <0,001 >0.05 >0,05 >0.05 <0,001 <0,

Пирацетзм М 24,24 64,79 25,62 78,39 2,71 2,53 2,98 3.05 189,47

1000 мг/кг +т 1.73 3,97 0,59 3,80 0,11 0,13 0,35 0,10 18,11

i-травма Р <0.05 <0,05 >0,05 >0,05 >0,05 <0,02 >0.05 <0,02 <0,05

<п=8) Р, =0,05 >0,05 <0,02 <0,001 >0,05 >0,05 >0.05 >0,05 >0,05

ПируЩИТОЛ М 22.63 58,86 23,23 66,52 2,58 2,52 2,79 2,85 168,23

tOOiír/B" ±т 0,87 4,48 0.66 5,20 0,14 0,16 0,21 0,20 18,47

+траама Р <0,001 <0,01 >0,05 <0,01 >0,05 <0,01 >0,05 <0,01 <0,01

(п=8) Р, >0,05 >0,05 <0,01 <0,05 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05

Пикамилон м 24,31 67,09 28,54 97,45 2,78 2,37 2.71 3,43 192,48

500м,-/кг +т 1,27 2,20 1,30 3,61 0,07 0,07 0,10 15,ев

-Ирэвма Р <0,05 <0,02 <0,05 <0,02 >0,05 <0,001 <0,05 >0,05 <0,05

(п=8) Р, <0,05 >0,05 >0,05 >0,05 <0,05 >0.05 >0,05 <0,05 >0.05

гее- П1 М 22,33 54,24 23,18 72,50 2,44 2,35 2,55 3,12 139,47

С\5мг/кг +т 1,01 3,23 1,08 5,12 0,14 0,14 0,09 0,15 8,43

+травма Р <0,001 <0.001 >0,05 <0,05 >0,05 <0,001 <0,01 <0,05 <0,001

(п=7) Р, >0,05 >0,05 <0,02 <0,01 >0,05 >0,05 <0,05 >0,05 >0,05

Пантогам м 28,28 62,45 30,87 83,84 2,20 2,03 2.74 2,72 163,56

160мг/кг +т 1,76 4,40 2,27 6,87 0,06 0,06 0.39 0,12 13,90

^тргзма Р >0,05 <0,02 <0,05 >0,05 <0,05 <0,001 >0,05 <0,001 <0,001

(п=10) Р, >0.05 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 <0,05 >0,05 >0,05 >0,05

АКТГ&,01 М 22,71 56,62 28,60 82,82 2,50 2,00 2,75 2,92 156,65

0,1 МГ/КГ 1,11 3,69 2,37 5,70 0.14 0,07 0,17 0,09 14,38

+траема Р <0,001 <0,001 >0,05 >0,05 >0,05 <0,001 >0.05 <0,001 <0,001

(п=8) Р, >0,05 >0,05 <0,01 <0,001 >0,05 <0,01 >0,05 >0,05 >0,05

Примечание: достоверность различий: Р - с контролем, Р1 - с травмой

Рис.2. Дыхание митохондрий мозга взрослых крыс при фармакотерапии ЧМТ ноотропами.(в % к норме)

100

Травма 1сут Нооглютил 25 мг/кг ¡ЗНооглютмл 50 мг/кг ^ГВС-111 05мг/кг

Пикамилон 500 мг/м [=]Г1иридитол 100 мг/м А1СГГ (5-10)0.1 мг/кг ЦПантогам 160 мг/кг [Д]Пирацетам 1 г/кг

Достоверность X -с контролем В -с травмой

компонентах крови взрослых и неполовозрелых животных. Эффект препаратов развивается к 4-7 суткам посттравматинеского периода, но неодинаково выражен у разных соединений. Наибольшая активность была отмечена у нового производного глутаминовой кислоты - нооглютила в дозе 25 мг/кг для неполовозрелых крыс и 50 мг/кг для взрослых. Препарат проявлял протективное действие в острый и отдаленный периоды ЧМТ и был одинаково эффективен у взрослых и неполовозрелых животных. На этом основании нооглютил можно рекомендовать для клинических испытаний в кафестве эффективного средства фармакологической коррекции метаболических изменений в мозге в динамике ЧМТ. Целесообразно дальнейший поиск средств, положительно влияющих на биоэнергетику и процессы метаболизма, вести среди производных глутаминовой кислоты.

Выводы

1. ЧМТ вызывает нарушение водного баланса в мозговой ткани, эритроцитах и плазме крови взрослых и неполовозрелых животных. В мозге повышается содержание общей воды, а в компонентах крови снижается уровень связанной воды и увеличивается содержание свободной.

2. В динамике посттравматического периода снижается активность мембранной АТФазы мозга. У неполовозрелых животных снижение активности фермента происходит, в основном, за счет уменьшения активности №, К-АТФазы.

3. Через 1 сутки после ЧМТ нарушается функциональная активность митохондрий мозга. У взрослых животных это проявляется угнетением окислительной функции митохондрий в различных метаболических состояниях, у неполовозрелых -нарушением процессов окисления и фосфорилирования.

4. Максимальные изменения метаболических процессов в мозге отмечаются через 1-4 суток после ЧМТ. С 7 суток наблюдается обратная положительная динамика,

но даже через 1 месяц, после ЧМТ не происходит полного восстановления водного баланса и энергетического обмена.

5. Вещества с ноотропной активностью уменьшают выраженность метаболических изменений в мозге и компонентах крови в динамике ЧМТ как у взрослых животных, так и неполовозрелых. Эффект препаратов развивается к 4-7 суткам посттравматического периода и проявляется повышением функциональной активности митохондрий(Мд- и К-АТФаз и улучшением водного баланса.

6. Среди изученных соединений наибольшей активностью в отношени! предупреждения посттравматических нарушений метаболизма обладает ново! производное глутаминовой кислоты - нооглютил в дозе 25 мг/кг дл: неполовозрелых животных и 50 мг/кг - для взрослых. Он проявляет эффект как острый период ЧМТ (1-4 сутки), так и в отдаленный - через 1 месяц.

7. Показатели содержания фракций воды в эритроцитах и плазме крови позволяю судить о выраженности метаболических изменений в мозге и эффективности с фармакологической коррекции в посттравматическом периоде.

Научно-практические рекомендации

1. При проведении комплексной терапии посттравматических расстройств любом возрасте обосновано назначение препаратов с ноотропной активностью.

2. Рекомендовать для клинического испытания в качестве эффективного средст фармакологической коррекции метаболических изменений в динамике ЧМТ взрослых и детей новый отечественный ноотроп - нооглютил.

3. Дальнейший поиск средств с ноотропными свойствами, способн предупреждать метаболические изменения при ЧМТ, целесообразно вести, частности, среди производных глутаминовой кислоты.

4. Уровень фракций воды и их соотношение в эритроцитах и плазме крс рекомендуется использовать в качестве прогностических показателей /

определения тяжести процесса при ЧМТ, его динамики и эффективности фармакотерапии.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Новиков В.Е., Ковалева /I.A. Фармакологическая коррекция посттравматически: изменений в мозговой ткани. // Антигипоксанты и актопротекторы: итоги i перспективы: Материалы Российской научн. конф. -С.-Пет., 1994. - Вып.1. - С. 73.

2. Ковалева Л.А., Новиков В.Е. Применение ноотропов при черепно-мозгово! травме в педиатрии. //Новые методы в диагностике, лечении, реабилитации i профилактике патологических состояний: Сб. научн. трудов /Под ред. B.F Костюченкова. - Смоленск: Изд. СГМИ, 1994. - С. 61.

3. Новиков В.Е., Ковалева Л.А. Оценка динамики черепно-мозговой травмы п гематологическим показателям. Там же. С. 95.

4. Новиков В.Е., Ковалева Л.А., Андреева Т.А. Фармакологическая коррекци активности процессов биоэнергетики в мозге при черепно-мозговой травм< //Актуальные вопросы экспериментальной и клинич. фармакологии : Сб. науч! работ /Под ред. д.м.н. В.Е. Новикова. - Смоленск: Изд. СГМИ, 1994. - С. 96-97.

5. Новиков В.Е., Козлов Н.Б., Ковалева Л.А. Состояние процессов биоэнергетики мозговой ткани в динамике острой черепно-мозговой травмы. //Вопр. мед. хими - 1995. - Т. 41. - № 5. - С. 26-28.

6. Ковалева Л.А. Влияние веществ с ноотропной активностью на содержат фракции воды в эритроцитах и плазме крови в динамике ЧМТ. //Актуальнь вопросы современной биологии и медицины : Сб. научн. трудов /Под ред. В. Правдивцева. - Смоленск: Изд. СГМА, 1996. - С. 65

7. Новиков В.Е., Ковалева Л.А. Влияние веществ с ноотропной активностью окислительное фосфорилирование е митохондриях мозга при острой черепн мозговой травме,//Экспер. и клин, фармакол. - 1997. - Т.60. - № 1. - С. 59-£