CC BY
18Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Бияогия. химия», Том 16 (55). 2003 г №1. С, 4!-45.
УДК 612.014.46:615.214:547.8
И. И, Коренюк> А. Е. Кизилов, Д. Р. Хусаинов
ИЗМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ИДЕНТИФИЦИРОВАННЫХ НЕЙРОНОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ МЕБИКАРА И НАЛОКСОНА
К настоящему времени накоплен значительный материал, позволяющий говорить о нейротропном действии мебикара [I, 2, 3, 4, 5, 6, 7] и налоксона [8, 9]. Мебикар - 2, 4, 6, 8 - тетраметил - 2, 4, 6, 8 - тетразабицикло (3,3,0) актандион -3,7 нетипичный - небензодиазепиновый транквилизатор, обладает отчётливым анксиолитическим действием без признаков общей седации и миорелаксации. Установлено, что мебикар сочетает свойства транквилизатора и нейролептика: он усиливает эффекты снотворных и наркотических веществ, снижает температуру тела, проявляет антиагрессивный эффект, не оказывает противосудорожного действия, негативного влияния на функцию внимания и не снижает показателей умственной и физической работоспособности [I, 2]. Следует отметить, что исследования влияния мебикара проведены, в основном, на целостном организме [I, 2,4,5,7].
Налоксон-{{-)-17-аллил-4,5-эпокси 3,14-дигидроксиморфинан-6-он) гидрохлорид дигидрат применяется главным образом при острой интоксикации наркотическими анальгетиками. Он эффективен также при алкогольной коме и различных видах шока, что, как предполагается, связано с его способностью конкурентно вытеснять эндогенные опиоиды, концентрация которых повышается при шоке и некоторых формах стресса [8].
Целью нашей работы явилось изучение влияния мебикара и налоксона на функциональное состояние нейронов нервной системы улитки.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследовались параметры электрической активности идентифицированных нейронах III la. 1, Ш1а2, ППа7 правого париетального ганглия моллюска Helix albescens, под действием мебикара и налоксона. Внутриклеточное микроэлектродное отведение биопотенциалов проводилось при комнатной температуре с использованием стандартных методических приёмов по программе: фон - аппликация - отмывание. Исследуемые вещества разводились до нужных концентраций стандартным раствором Рингера для холоднокровных. На каждую концентрацию вещества приходилось не менее 10 нейронов. Чтобы исключить эффект накопления воздействия веществ в каждом опыте изучалось функциональное состояние только одного нейрона. Более подробно методика была описана ранее [9, 10, 11].
И. И. КОРЕНЮК, А. Е. КИЗИЛОВt Д Р ХУСАИНОВ
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Исследование влияния мебикара на электрическую активность нейронов проводилось в концентрациях 10" ; 10~4; 10"'^ 10'" М.
Эффекты воздействия этого соединения на все исследованные популяции нейронов были однонаправленными и выраженность их у разных идентифицированных нейронов при конкретной концентрации была примерно одинаковой. В пороговой концентрации (10'11 М) мебикар увеличивал только амплитуду потенциалов действия (ПД) на 3±1 мВ (р < 0.05). а с увеличением концентрации до 10 я М, на фоне незначительного сдвига мембранного потенциала (МП) в сторону деполяризации, происходило увеличение амплитуды ПД на 26±1 мВ (р < 0,01) (рис.1). При этом, наблюдалось уменьшение длительности ПД (на 5±| мс (р < 0,01)), амплитуды и продолжительности следовой гиперполяризации (на 1Ы мВ (р < 0,01) и 49±2 мс (р < 0,01) соответственно). Как известно ПД возникает по закону «все», вследствие этого становится маловероятным такое значительное увеличение амплитуды ПД только за счет усиления натриевого тока. Поэтому мы полагаем, что наряду с усилением натриевого тока мебикар может усиливать входящий кальциевый ток. Факт уменьшения длительности ПД и следовой гиперполяризации, возможно объясняется гем, что мебикар способен ускорять процессы активации/инактивации ионных каналов обеспечивающих развитие соответствующих процессов в клетке. Подтверждением подобного предположения может служить и уменьшение амплитуды следовой гиперполяризации, которая также наблюдается при более быстрой инактивации выходящего калиевого тока.
мВ
ППа!
ППа2 ППа7
Рис, \. Гистограмма усредненных значений амплитуды ПД, для трех типов идентифицированных нейронов. Фон (п), через 5 мин. аппликации мебикара (10" М) (■) и через 20 мин. отмывания (■).
В концентрации 10" М мебикар первоначально приводил к возрастанию амплитуды ПД на 30±2 мВ (р < 0,05), а затем происходило постепенное угнетение генерации импульсов, вплоть до полного их исчезновения на 2 минуте экспозиции вещества. Следовательно в больших концентрациях мебикар оказывает двойственный эффект: сначала облегчает активность нейронов, а затем полностью
ИЗМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ АКТИВНОСТИ ИДЕНТИФИЦИРОВАННЫХ НЕЙРОНОВ ___ПРИ ДЕЙСТВИИ МЕБИКАРА И НАЛОКСОНА
подавляет ее, На наш взгляд, объяснением двойственного эффекта мебикара может служить предположение о том, что точкой приложения препарата являются структуры, локализованные во внутриклеточном пространстве нейрона, и требуется некоторое время для создания эффективной концентрации вещества в цитоплазме. Поэтому логично предположить возможность мебикара изменять метаболические процессы целостной клетки, от динамики которых зависит функциональная лабильность ионных каналов. Однако, нельзя отрицать того, что данный препарат в той или иной степени влияет на поверхностную мембрану клетки.
При отмывании стандартным раствором Рингера не зависимо от применяемых надпороговых концентраций мебикара происходило восстановление исходных биофизических показателей на 20-30 минуте у всех исследуемых нейронов, без выраженного последействия препарата, То есть, наши данные подтверждают сведения о малой токсичности мебикара и, кроме того, могут служить объяснением отсутствия негативного влияния на функции нервной системы,
В отдельной серии экспериментов нами изучалось влияние налоксона на биофизические показатели мембраны идентифицированных нейронов. Аппликация налоксона осуществлялась в следующих концентрациях 10"ü; 10"; Ю~4; IG"3 М, В концентрации 10'6 М видимый эффект отсутствовал. При увеличении концентрации до 10° М налоксон вызывал у всех нейронов недостоверное уменьшение амплитуды ПД. Поэтому эту концентрацию вещества мы сочли пороговой.В концентрации налоксона 10"4 М амплитуда ПД у нейронов ППа1, ППа2, и ППа7 уменьшилась на 8±1 мВ, 9,5±1,5 мВ, 5±1 мВ (р<0,01) соответственно (рис. 2. А). Как видно из рисунка у нейрона Г1Па7 амплитуда ПД под действием налоксона изменяется в меньшей степени, нежели у других нейронов. Другой особенностью этого нейрона было и то, что с уменьшением амплитуды ПД не изменялась его продолжительность, в то время как у нейронов ППа1 и ППа2 временные показатели ПД увеличивались на 3,1 ±0,4 мс, и 1,5±0,1 мс (р < 0,05) соответственно (рис. 2, Б), Подобная специфичность ответа ППа7, по-видимому, связана с низким уровнем содержания в этой клетке кальция и практически отсутствующим кальциевым током [10, 11], а как известно [8], налоксон в большей степени угнетает именно медленный кальциевый ток. Проявляющиеся у нейронов ППа1 и ППа2 эффекты можно объяснить тем, что помимо кальциевого тока, налоксон действует угнетающе на калиевый и быстрый входящий натриевый токи [8]. Исходя из этого, можно было предположить, что налоксон должен увеличивать длительность следовых процессов. Анализ продолжительности следовой гиперполяризации подтвердил наши предположения: так у нейрона ППаЗ она увеличилась на 220±20 мс (р < 0,01), ППа2 - на 77,5±5,5 мс (р < 0,01) и ППа7 - на 65±3 мс (р<0.01) (рис. 2, В).
Вопрос о том, что является причиной наблюдаемых изменений: то ли они происходят из-за вытеснения эндогенных морфинов; то ли налоксон непосредственно влияет на процессы протекающие в клетке остается открытым и требует дальнейшего изучения.
С увеличением концентрации налоксона до 10'J М во второй половине первой минуты экспозиции вещества наблюдалось угнетение импульсной активности исследованных нейронов. Следует отметить, что в процессе отмывания все
И. И. КОРЕНЮН, А. Е. КИЗИЛОВ, Д. Р. ХУСАИНОВ
электрофизиологические показатели нейронов восстанавливались до исходного уровня. Время восстановления находилось в зависимости от величины применяемой нами концентрации вещества. Так, при концетрации налоксона М время восстановления составляло 20 минут, а при концентрации ¡О'5 М - 30 минут.
А Б
ППа! ППа2 ППа7 Г1Па1 ППа2 Г1Па7
В
Рис. 2. Влияние однократной аппликации налоксона (Ю"4 М) на амплитуду ПД (А), длительность ПД (Б) и следовой гипсриоляричацни {В) для трех типов
идентифицированных нейронов. Обозначения тс же, что и на рис. !
ППа! ППа2 ППа7
Таким образом, наши данные указывают на то, что мебикар и иапоксон являются нейротролными соединениями с малой степенью токсичности. Для мебикара характерно ярко выраженное активирующие влияние, проявляющееся в ускорении основных биофизических процессов в клетке, а для налоксона обратное -ведущее к их замедлению.
Список литературы
1 Карпов A.M., Зимакова И Е.. Камбург P.A. Влияние мебикара на психофизиологические процессы и работоспособность в жеперименте и клинике // Фармакологическая регуляция фи:шческой и психической работоспособности: Тез. Докл. Всссоюз. Конф. - М., 1980. - С.З I.
2 Зимакова И.Е., Карпов A.M., Камбург P.A. Влияние мебикара па физическую и психическую работоспособность // Казанский мед. журнал - 1982, - №4, - С. 59 - 61.
ИЗМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ИДЕНТИФИЦИРОВАННЫХ НЕЙРОНОВ
__ПРИ ДЕЙСТВИИ МЕБИКАРА И НАЛОКСОНА
3. Карпов A.M. Обоснование применения нового транквилизатора мебикара для лечения некоторых форм психических заболеваний. Автореф. дис. канд. мед наук JI. - Т980. - 19 с.
4. Зимакова И.Е. Экспериментальное обоснование возможности применения ь медицине нового биологически активного класса химических веществ - производных бипиклических биомочевин.. Автореф. дис доктора мед наук. - 1979 - 20 с.
5. Зимакова НЕ., Карпов A.M., Камбург P.A. Влияние транквилизатора мебикара на электролитный баланс// Казанский мед. журнал. - 3975. - №5. - С. 75
6. Глод Г.Д., Морозов И.С., Сытник С.И. Влияние транквилизаторов на мотивационные компоненты и тактику деятельности оператора // Космическая биология и авиакосмическая медицина - 1983. * №3. - С. 58 - 62.
7. Осадчий О Е., Покровский В М. Кардиоваскулярные эффекты блокатора опиоиднмх рецепторов иалоксона. // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2001. - Т. 63 - №3 -С. 12- 75.
S. Безрукова JI. В., Солнцева Е. И Налоксон зависимое снижение ответов нейронов улитки на серотонин. вызванное морфином. // Нейрофизиология. - 1981 — Т13. — №6. - С. 589-594
f. Сахаров Д А. Генеалогия нейронов. - М.: Наука, 1974, - 184 с,
Юк Коваль Ji.M., Кононенко Н.И. Новые идентифицируемые нервные клетки виноградной улитки Helix pomatia, связанные с генерацией ритмоводящей активносги. // Журнал высш. нерв. деят. -1992. - Т. 42. - В, 6. ~ С. 1124 - 1131.
11. Кононенко НИ., Костюченко О.В. Механизмы генерации ритмоводящей активности в идентифицированных нейронах виногралной улитки //Нейрофизиология. - 2001. - Т.33 - МН -С. 46-54,
12. Кононенко Н.И. О возможности взаимодействия синаптических и ритмоводящих механизмов электрической активности в пачечном нейроне виноградной улитки //Нейрофизиология. -1981. -Т.13,-№| - С 67-74.
13. Кононенко Н.И., Осипенко О Н. Постсинаптические механизмы инициации пачечной активности в нейроне ППа1 виногралной улитки под влиянием интернейрона //Нейрофизиология -1987. -ТД9. --№1. -С.28-36.
14. Кононенко Н, И. Влияние геофеллина на элсзсгрическую активноегь нейрона П11а2 виноградной улитки.//Нейрофизиология.-1981.-Т. 13-- №6, - С. 655-658
Поступила в редакцию 10. J0.2002 г.
