Експериментално проучване на кетамин и габапентин върху ГАМК-ергични конвулсивни гърчове Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Научни трудове на Съюза на учените в България-Пловдив, серия Г.Медицина, фармация и дентална медицина т.ХУ. Научна сесия „Медицина и дентална медицина", 30 - 31 октомври 2013 Scientific researches of the Union of Scientists in Bulgaria-Plovdiv, series G. Medicine, Pharmacy and Dental medicine, Vol.XV,ISSN 1311-9427 Medicine and Stomatology Session, 30 - 31 October 2013

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНО ПРОУЧВАНЕ НА КЕТАМИН И ГАБАПЕНТИН ВЪРХУ ГАМК-ЕРГИЧНИ КОНВУЛСИВНИ

ГЪРЧОВЕ

Н. Дончева, Д. Гетова Катедра по фармакология, МУ - Пловдив

Резюме

Въведение: Кетаминът е интравенозен анестетик и NMDA-рецепторен антагонист, често използван за предизвикване на дисоциативна анестезия. Габапентинът е антиепилептичен медикамент, представляващ стуктурен аналог на ГАМК. Пентилентетразолът (PTZ) и пикротоксинът (PIC) са неконкурентни ГАМК-А рецепторни антагонисти, които предизвикват генерализирани гърчове и се прилагат като модел за експериментална епилепсия. Целта на нашето проучване беше да се изследват ефектите на кетамин и габапентин върху два гърчови модела на мишки. Материал и методи: Използвани бяха 84 бели мишки, със средно тегло 22 грама, разпределени в две експериментални серии, седем групи във всяка серия (n=6). Гърчовите модели бяха предизвикани с въвеждането на PTZ (50 мг/кг) или PIC (4 мг/кг). Гърчовия интензитет и латентния период до първия гърч са наблюдавани 60 минути след инжектиране на гърчовите агенти. Използвана е следната скала за оценка на гърчов интензитет: 1) възбуда; 2) тремор на тялото; 3) клонични гърчове на предни крайници; 4) клонични гърчове с обръщане на тялото; 5) тонични гърчове на предните крайници; 5) тонични гърчове с апнея. Резултати: При PTZ гърчовия модел кетаминът и в трите изследвани дози удължи латентния период до появата на първия гърч, докато габапентинът само в най-високата доза удължи латенцията в сравнение с контролата. Кетаминът в двете по-високи дози намали гърчовия интензитет, а габапентинът - само в доза 60 мг/кг при PTZ гърч, в сравнение с контролната група. Кетаминът и в трите дози удължи латенцията при PIC предизвикан гърч, докато габапентинът в изследваните дози не промени латентния период в сравнение с контролата. Върху гърчовия интензитет при PIC гърч, кетаминът не оказа влияние. Габапентинът в трите дози намали гърчовия интензитет в сравнение с контролата. Обсъждане: Нашите резултати дават основание да приемем,че кетаминът като антагонист на NMDA глутаматните рецептори проявява по-добре изразена противогърчова активност при PTZ-предизвикани гърчове в сравнение с PIC-индуцираните. Габапентинът, като ГАМК-агонист, показва по-добър противогърчов ефект при PIC-индуцирани гърчове.

Въведение:

Кетаминът е интравенозен анестетик, който е структурен аналог на фенциклидина. Основният механизъм на действие на кетамина е блокирането на NMDA глутаматните рецептори и намаляване на инфлукса на Са2+ йони през рецепторния канал. Предизвиква състояние на дисоциативна анестезия, характеризиращо се с аналгезия, амнезия и 154

неподвижност. Габапентинът е антиепилептичен медикамент, представляващ структурен аналог на гама-аминомаслената киселина (ГАМК). Механизмът на действие е комплексен и включва повишаване синтезата на ГАМК, неконкурентен рецепторен NMDA антагонизъм и свързване към а25 субединицата на волтаж-зависимите Са2+ канали (Cheng JK, Chiou LC, 2006).

Гърчовите модели на мишки са от основно значение при изследване, откриване и охарактеризиране на нови антиепилептични средства (Rogawski MA, 2006). PTZ и PIC са неконкурентни ГАМК-А рецепторни антагонисти, които предизвикват генерализирани гърчове. Те се използват като модел за изучаване на антиепилептичната активност чрез повлияване на ГАМК-ергичната медиация (Joukar S et al, 2011). Повишената концентрация на ГАМК в мозъка и приложението на централно действащи ГАМК-миметици са ефективен терапевтичен подход при лечение на епилепсия. Но се допуска, че продължителното приложение на лекарства, повлияващи ГАМК медиацията могат да доведат до намаляване на ГАМК-ергичната функция и промяна в ГАМК-А рецепторите, както и до развитието на толерантност и зависимост (Rocha L, 2008).

Цел:

Целта на настоящето експериментално проучване е да се изследват ефектите на кетамин и габапентин върху два гърчови модела на мишки.

Материал и методи:

Използвани бяха 84 бели мишки, със средно тегло 22 грама. Животните бяха разпределени в групи и третирани, както следва (табл. 1):

Таблица 1. Дизайн на експеримента

Група А (PTZ модел)

1. Физ. р-р 0.1 мл/10г интраперитонеално + 30 мин по-късно РТ2 подкожно

2.Ketamine 10 мг/кг интраперитонеално + 30 мин по-късно РТ2 подкожно

3.Кetamine 15 мг/кг интраперитонеално + 30 мин по-късно РТ2 подкожно

4.Кetamine 20 мг/кг интраперитонеално + 30 мин по-късно РТ2 подкожно 5^аЬареШт 30 мг/кг интраперитонеално + 30 мин по-късно РТ2 подкожно б^аЬареШт 60 мг/кг интраперитонеално + 30 мин по-късно РТ2 подкожно 7^аЬареШт 100 мг/кг интраперитонеално + 30 мин по-късно РТ2 подкожно

Група В (PIC модел)

1.Физ. р-р 0.1 мл/10г интраперитонеално + 30 мин по-късно PIC подкожно

2.Ketamine 10 мг/кг интраперитонеално + 30 мин по-късно PIC подкожно

3.Ketamine 15 мг/кг интраперитонеално + 30 мин по-късно PIC подкожно

4.Ketamine 20 мг/кг интраперитонеално + 30 мин по-късно PIC подкожно

5.Gabapentin 30 мг/кг интраперитонеално + 30 мин по-късно PIC подкожно

6.Gabapentin 60 мг/кг интраперитонеално + 30 мин по-късно PIC подкожно

7.Gabapentin 100 мг/кг интраперитонеално + 30 мин по-късно PIC подкожно

Гърчовият интензитет и латентния период до поява на първи гърч са наблюдавани в продължение на 60 минути след инжектиране на PTZ или PIC. Използвана е следната скала за оценка на гърчовия интензитет: 1) възбуда; 2) тремор на тялото; 3) клонични гърчове на предни крайници; 4) клонични гърчове с обръщане на тялото; 5) тонични гърчове на предните крайници; 5) тонични гърчове с апнея.

Резултати:

При PTZ-предизвикания гърч, контролната група показа латенция до появата на първия гърч около 5 минути. Кетаминът във всички дози удължи латентния период в

сравнение с контролата (р<0,05) (фиг. 1). Габапентинът само в най-високата доза удължи латентния период до появата на първи гърч, в сравнение с контролната група (р<0,05) (фиг. 2). Контролните животни, третирани с PTZ показаха гърчов интензитет 5. Двете по-високи дози кетамин понижиха гърчовия интензитет (р<0,05) (фиг. 3). Габапентинът само в доза 60 мг/кг понижи гърчовия интензитет (р<0,05) (фиг. 4).

Фиг. 1 Ефекти на кетамин в дози 10, 15 и 20 мг/кг върху латенцията на PTZ гърч

Фиг. 2 Ефекти на габапентин в дози 30, 60 и 100 мг/кг върху латенцията на PTZ гърч

и

1Л

□ control ED Ket. 10

□ Ket. 15 0 Ket. 20

control

Ket. 10 Ket. 15

Groups

Ket. 20

Фиг. 3 Ефекти на кетамин в дози 10, 15 и 20 мг/кг върху гърчовия интензитет при PTZ

гърч

Фиг. 4 Ефекти на габапентин в дози 30, 60 и 100 мг/кг върху гърчовия интензитет при PTZ гърч

При PIC-предизвикания гърч, контролата показа латенция около 15 минути. Кетаминът и в трите изследвани дози удължи латентния период до поява на първи гърч (р<0,05) (фиг. 5). Габапентинът във всички изследвани дози не показа промяна в латентния период до първия PIC в сравнение с контролата (р<0,05). Контролната група показа интензитет при PIC гърч 4. Кетаминът във всички дози не промени статистически значимо гърчовия интензитет в сравнение с контролата. Габапентинът, приложен в трите дози понижи гърчовия интензитет (р<0.05) (фиг. 6).

10

Фиг. 5 Ефекти на кетамин в дози 10, 15 и 20 мг/кг върху латенцията при PIC гърч

Фиг. 6 Ефекти на габапентин в дози 30, 60 и 100 мг/кг върху гърчовия интензитет при PIC гърч

Обсъждане:

Пентилентетразоловият гърчов модел на епилепсия е широко използван за изучаване на антиконвулсивните лекарствени средства (White et al, 1995). Пикротоксинът и пентилентетразолът са ГАМК-А рецепторни антагонисти, като е установено, че PTZ също се свързва с пикротоксиновото място в ГАМК рецептора (Schneiderman JH, 1997). Двата невромедиатора в мозъка, глутамат и ГАМК, участват в патогенезата на епилептичните гърчове.

Получените данни позволяват заключението, че изследваните лекарства, кетамин и габапентин, в приложените дози проявяват противогърчов ефект върху двата гърчови модела, като потискат гърчовия интензитет и повлияват латентния период до появата на първия гърч.

Кетаминът потиска глутаматната медиация чрез въздействие върху NMDA-глутаматните рецептори. В проведения от нас експеримент, кетаминът прояви антиконвулсивен ефект и при двата гърчови модела - с PTZ и PIC, вероятно чрез потискане на NMDA-глутаматната медиация в моторната зона на мозъчната кора, контролирана от ГАМК-ергични неврони.

Габапентинът като ГАМК-аналог действа активиращо върху ГАМК-ергичната медиация. Нашите данни показват, че габапентинът показва известен антиконвулсивен ефект, изразен по-добре спрямо PTZ гърчове, вероятно чрез конкурентен антагонизъм към ГАМК-А рецепторите в моторната зона на мозъчната кора.

Нашите резултати ни позволяват да заключим, че кетаминът като антагонист на NMDA глутаматните рецептори проявява по-добре изразена противогърчова активност при PTZ-предизвикани гърчове в сравнение с PIC-индуцираните, а габапентинът, като ГАМК-агонист, показва по-добър противогърчов ефект при PIC-индуцирани гърчове, пряко въздействайки върху ГАМК-А рецепторите.

Проведените изследвания са част от научен проект Н0-03/2012г финансиран от МУ-Пловдив.

Литература:

1. Cheng JK, Chiou LC, 2006 Mechanisms of the antinociceptive action of gabapentin. J Pharmacol Sci, 100: 471-86.

2. Joukar, S., Atapour, N., Kalantaripour, T., et al, 2011 Differential modulatory actions of GABAA agonists on susceptibility to GABAA antagonists-induced seizures in morphine

dependent rats: possible mechanisms in seizure propensity. Pharmacol Biochem Behav 99(1), 17-21.

3. Rogawski MA, 2006 Molecular target versus models for new antiepileptic drug discovery. Epilepsy Res, 68: 22-8.

4. Rocha L, 2008 Subchronic treatment with antiepileptic drugs modifies penthylentetrazol-induced seizures in mice: Its correlation with benzodiazepine receptor binding. Neuropsychiatry Dis Treat 4 (3): 614-625.

5. White HS, Johnson M, Wolf HH, Kupfeiberg HJ, 1995 The early identification of anticonvulsants activity: role of the maximal electroshock and subcutaneous penthylentetrazol seizure models. Ital J Neurol Sci 16:73-7.

6. Schneiderman JH, 1997 The role of long-term potentiation in persistent epileptiform burst-induced hyperexcitability following GABA-A receptor blockade. Neuroscience 81: 111122.