CC BY
68
ИЗУЧЕНИЕ НЕЙРОПСИХОФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ НОВОГО ПРОИЗВОДНОГО ГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ СОЕДИНЕНИЯ РГПУ-197
УДК 615.21
© В. В. Багметова, М. Н. Багметов, И. Н. Тюренков, О. С. Васильева1, В. М. Берестовицка1
ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Росздрава, кафедра фармакологии и биофармации факультета усовершенствования врачей, Волгоград, Россия;
1Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, кафедра органической химии, Санкт-Петербург, Россия.
хофармакологических эффектов нового производного глутаминовой кислоты соединения РГПУ-197 // Обзоры по клин. фармакол. и лек. терапии. — 2012. — Т. 10, №1. — С. 54 — 59.
Резюме:
Исходя из положения о высокой продуктивности поиска нейропсихотропных веществ среди производных естественных нейромедиаторов, проведено изучение нейропсихофармакологических эффектов нового производного глутаминовой кислоты соединения РГПУ-197. Исследование выполнено на крысах-самцах, линии Wistar с использованием тестов: «открытое поле» (ОП), «приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ), «условная реакция пассивного избегания» (УРПИ), «тест экстра-поляционного избавления» (ТЭИ), тест «подвешивания мышей за хвост» (ТПМХ), а также методов статистического анализа: ранговый однофакторный анализ Крускала-Уоллиса, критерий Данна для множественных сравнений; критерий 2. Соединение РГПУ-197 статистически значимо (р < 0,05) уменьшает у животных длительность иммобилизации и увеличивает латентный период (ЛП) ее наступления в ТПМХ — обладает антидепрессивной активностью; увеличивает число посещений центра ОП, количество выходов в открытые рукава ПКЛ и время пребывания в них — проявляет анксиолитическое действие; увеличивает число пересеченных квадратов в ОП и количество переходов между рукавами в ПКЛ — обладает активирующим эффектом; при воспроизведениях рефлекса избегания увеличивает ЛП первого захода в темный отсек и количество заходов в него в УРПИ, уменьшает ЛП подныривания в ТЭИ — оказывает ноотропное действие. По выраженности антидепрессантного действия РГПУ-197 сопоставимо с мелипрамином, анксиолитическому и активирующему эффектам — статистически значимо (р < 0,05) превосходит фенибут и не уступает ему по ноотропной активности. Таким образом, новое производное глута-мата соединение РГПУ-197 обладает выраженным ан-тидепрессантным, анксиолитическим, активирующим действием, а также ноотропной активностью.
Ключевые слова:_
производные глутаминовой кислоты; поведение; ней-ропсихофармакологические эффекты; анксиолитиче-ская активность; ноотропная активность; антиде-прессантная активность.
Библиографическая ссылка:_
Багметова В. В., Багметов М. Н., Тюренков И. Н., Васильева О. С., Берестовицка В. М. Изучение нейропси-
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что одним из наиболее продуктивных путей поиска психотропных веществ является изучение производных естественных нейро-медиаторов центральной нервной системы [1, 3, 6]. Глутамат или L-глутаминовая кислота является основным возбуждающим нейротрансмиттером в ЦНС. Нейромедиаторная функция глутаминовой кислоты проявляется в регуляции таких процессов как обучение, память, эмоциональные реакции, сенсорные восприятия, локомоция [6, 10]. На основе лигандов рецепторов глутамата созданы лекарственные вещества, обладающие противо-судорожной активностью (ламотриджин), ноо-тропным (мемантин), противопаркинсоническим (амантадин) и анальгетическим (кетамин) действием, активно разрабатываются антидепрессанты [7, 8].
При разработке средств для коррекции психоневрологических нарушений,распространенность которых в нынешних социоэкономических условиях неуклонно возрастает, неотъемлемым этапом становятся нейропсихофармакологические исследования [4, 5, 9]. Согласно общепринятому определению, поведение — один из важнейших способов активного приспособления животных к многообразию условий окружающей среды, обеспечивающих выживание и успешное воспроизведение как отдельной особи, так и вида в целом [4]. Нарушения видоспецифического поведения являются маркерами психоневрологических расстройств. Кроме того, видотипичное поведение обладает высокой чувствительностью к действию нейропсихотропных веществ — изменения его служат показателями их эффекта, поэтому этоло-гические подходы широко используются в экспериментальной психофармакологии. Применение комплексных моделей поведенческой активности животных, позволяющих оценивать различные элементы и категории поведения в фармакоэто-
логических исследованиях, обеспечивает возможность осуществлять поиск веществ с просоциа-бельными эффектами, способных корректировать нарушения внутривидового поведения [4, 9, 10]. Вышеперечисленное послужило мотивацией для изучения нами нейропсихофармакологических эффектов нового производного глутаминовой кислоты соединения под лабораторным шифром РГПУ-197 с использованием фармакоэтологиче-ского подхода.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование выполнено на крысах-самцах, линии Wistar, массой 180-200 г, содержавшихся в стандартных условиях вивария с естественным 12-часовым свето-темновым циклом, при температуре воздуха 20-21°С и свободном доступе к воде и полнорационному гранулированному корму. Содержание животных соответствовало правилам лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ З 51000.3-96 и 51000.4-96) и Приказу МЗ РФ №267 от 19.06.2003 г. «Об утверждении правил лабораторной практики» (GLP) с соблюдением Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997 г). Для изучения нейропсихофармакологических эффектов вещества РГПУ-197 были использованы стандартные поведенческие тесты: модель изучения спонтанного индивидуального поведения — «открытое поле» (ОП) [5], модель оценки тревожно-фобического поведения - тест «приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ) [5], модели оценки памяти и когнитивных функций — методика «условная реакция пассивного избегания» (УРПИ) [5], «тест экстраполяционного избавления» (ТЭИ) [2], модель изучения тревожно-депрессивного поведения в условиях стресс-индуцированной депрессии — тест подвешивания мышей за хвост [5]. Тест УРПИ выполнялся в 4 этапа: выработка рефлекса избегания и последующее его воспроизведение через 24 часа, 7 суток и 30 суток после выработки. В ТЭИ воспроизведение навыка избавления из аверсивной водной среды выполнялось однократно — через 24 часа после обучения. Поскольку предварительное скрининговое исследование показало, что изучаемое вещество проявляет ноотропные, анксиолитические и антидепрессивные свойства, в качестве препаратов сравнения были выбраны: ноотропный препарат с анксиолитическим действием, являющийся производным центрального нейромедиатора гамма-аминомасляной кислоты, фенибут и антидепрессант мелипрамин.
Соединение РГПУ-197 использовано в дозе, составляющей 1/10 от молекулярной массы —
22 мг/кг, препараты сравнения в терапевтически эффективных дозах: фенибут — 25 мг/кг, мелипрамин — 16 мг/кг (Egis Pharmaceuticals, Венгрия). Субстанции вещества РГПУ-197 и фенибута синтезированы на кафедре органической химии Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена (Санкт-Петербург, Россия). Соединение РГПУ-197 и фенибут растворялись в физиологическом растворе (0,89 %-й раствор NaCl), растворы соединений приготовлялись ex tempore (непосредственно перед употреблением). Контрольные животные получали физиологический раствор в эквивалентном объеме. Введение соединения РГПУ-197, фени-бута, мелипрамина и физиологического раствора контрольным животным выполнялось однократно интраперитонеально за 30 минут до выполнения поведенческих тестов (при выполнении методик УРПИ и ТЭИ — перед выработкой рефлексов избегания).
Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием рангового однофакторного анализа Крускала-Уоллиса, критерия Дана для множественных сравнений; критерия x2.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В «открытом поле» (рис. 1) новое производное глутаминовой кислоты соединение РГПУ-197 и, в меньшей степени фенибут в использованной дозе, вызывали статистически значимое повышение у животных как локомоторной, так и исследовательской активности, что указывает на наличие у них активирующего эффекта. Помимо этого, оба вещества статистически достоверно уменьшали у животных выраженность вегетативных проявлений тревоги: число актов кратковременного ( < 5 с.) «тревожного» груминга и количество фекальных болюсов, что говорит о наличии у них анксиолити-ческих свойств. Соединение РГПУ-197 и фенибут также статистически значимо увеличивали число заходов в центральную зону «открытого поля» (подавляли этологичный для норных грызунов страх ярко освещенного открытого пространства) и уменьшали число пристеночных стоек, являющихся проявлением настороженности и характеризующих поведение тревоги.
Последние эффекты соединения РГПУ-197 и фенибута являются следствием подавления данными веществами тревожно-фобических реакций у животных и подтверждают наличие у них анксиолитичес-ких свойств. По влиянию на такие показатели тревоги как кратковременный груминг и пристеночные стойки соединение РГПУ-197 статистически значимо превосходило препарат сравнения фенибут, таким образом, по сумме показателей в данном тесте анксиолитический эффект соединения РГПУ-197 был выражен в большей степени, чем у фенибута.
оригинальные статьи
■ Кратковременный груминг ■ Дефекации ■ Число заходов в центр ■ Число пристеночных стоек
Рис. 1. Влияние соединения РГПУ-197 и фенибута на спонтанное индивидуальное поведение животных в тесте «Открытое поле».
Обозначения: * — р < 0,05 — достоверность различий по сравнению с контрольной группой животных;
+--р< 0,05 — достоверность различий по сравнению с группой животных, получавших фенибут (ранговый одно-
факторный анализ Крускала-Уоллиса, критерий Данна для множественных сравнений).
о
Ц-
о ц
о
Ц-
активность у животных
в) Влияние соединений на вегетативные корреляты тревожного поведения у животных
х
и
к
с И -
е в
ч н е о кто 4 -
д а ч -
е
в П -
о
п
V
I1! 1 1;
Г
б) Влияние соединений на ориентировочно-исследовательскую активность у животных
к й и 14 -
е о т с н а в ы я и т с р XI -10 -8
а д е
м я в и -
м у лг а т о 4 -
и з в 1 -
а е
т
я 2
О
г) Влияние соединений на уровень тревожности у животных
Изучение нейропсихофармакологических эффектов соединения РГПУ-197 и фенибута на классической модели тревоги в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» (рис. 2) подтвердило наличие анксиолитиче-ской активности у данных веществ: как РГПУ-197, так и фенибут статистически значимо увеличивали у животных время пребывания в открытых рукавах лабиринта и количество заходов в них. При этом соединение РГПУ-197 в большей степени, чем фенибут увеличивало продолжительность пребывания животных в открытых отсеках установки теста, указанные различия носили статистически достоверный характер, что в совокупности с результатами теста «открытое поле» говорит о наличии у соединения РГПУ-197 анксиолитического эффекта выраженного в большей степени, чем у препарата сравнения фенибута.
Помимо перечисленного, соединение РГПУ-197 и фенибут сопоставимо и статистически значимо уменьшали у животных время пребывания в центральной зоне лабиринта (показатель скорости «принятия решения») и увеличивали, таким образом, скорость ориентировочных реакций у животных, что может являться следствием положительного влияния на когнитивные функции и быть проявлением ноотропного эффекта. В данном тесте соединение РГПУ-197 и, в меньшей степени фенибут, статистически достоверно повышали
двигательную активность у животных — увеличивали суммарное число переходов между рукавами лабиринта, что согласуется с результатами, полученными в тесте «открытое поле» и подтверждает наличие у них активирующего эффекта.
В тесте «условная реакция пассивного избегания» (таб. 1) новое производное глутамата соединение РГПУ-197 и фенибут оказывали сопоставимое положительное влияние на обучаемость и память животных и, следовательно, оказывали ноотропное действие: статистически достоверно увеличивали латентный период первого захода в темный отсек как при выработке рефлекса, так и при его воспроизведениях через 7 и 30 суток после обучения, а также уменьшали количество заходов в темный отсек и количество животных в группе, посетивших его на этапах воспроизведения рефлекса через 7 и 30 суток после обучения.
В «тесте экстраполяционного избавления» (рис. 3) подтвердилось наличие ноотропного действия у соединения РГПУ-197 и фенибута — оба вещества статистически значимо уменьшали у животных время, затрачиваемое на решение экстраполяционной задачи избавления от аверсивной среды как при выработке навыка, так и при проверке выработки рефлекса избавления через 24 часа после обучения. В данном
а) Влияние соединений на длительность пребывания животных в открытых рукавах
б) Влияние соединений на число посещений открытых рукавов у животных
в) Влияние соединений на латентный период выхода из центральной зоны у животных
г) Влияние соединений на общее число переходов между рукавами у животных
Рис. 2. Влияние соединения РГПУ-197 и фенибута на эмоциогенное поведение животных в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт».
Обозначения: * — р < 0,05 — достоверность различий по сравнению с контрольной группой животных;
+--р< 0,05 — достоверность различий по сравнению с группой животных, получавших фенибут (ранговый одно-
факторный анализ Крускала-Уоллиса, критерий Данна для множественных сравнений).
Таблица 1. Влияние соединения РГПУ-197 и фенибута на обучаемость, способность к сохранению и воспроизведению памятного следа у животных в тесте «условная реакция пассивного избегания»
Значения показателей M ± m Группы
контроль фенибут РГПУ-197
Этап обучения рефлексу избегания ЛП 34,33 ± 0,84 28,83 ± 1,64* 23,2 ± 0,65*
КЗ 1,13 ± 0,13 1,0 1,0
Воспроизведение рефлекса через 24 часа после обучения ЛП 176,33 ± 13,66 180 180
КЗ 0,13 ± 0,12 0 0
N/n 1/8 0/8 0/8
% 12,5 0* 0*
Воспроизведение рефлекса через 7 суток после обучения ЛП 132,43 ± 11,26 171,21 ± 12,33* 180**
КЗ 0,38 ± 0,18 0,13 ± 0,12 0
N/n 3/8 1/8 0/8
% 37,5 12,5** 0+
Воспроизведение рефлекса через 30 суток после обучения ЛП 124,33 ± 10,35 143,34 ± 10,85* 163,25 ± 12,02*
КЗ 0,5 ± 0,19 0,25 ± 0,16 0,13 ± 0,12
N/n 4/8 2/8 1/8
% 50 25** 25**
N = 8
Обозначения: ЛП — латентный период первого захода в темный отсек (с); КЗ — количество заходов в темный отсек; N/n — количество животных в группе посетивших темный отсек (N) из общего числа (n); % — процент животных в группе, посетивших темный отсек. * — p < 0,05; ** — p < 0,01 — достоверность различий по сравнению с контрольной группой животных; + — p < 0,05 — достоверность различий по сравнению с группой животных, получавших фенибут (ранговый однофакторный анализ Крускала-Уоллиса, критерий Данна для множественных сравнений; критерий x2).
О 60
■ Обучение навку избавления I Воспроизведение через 24 часа после обучения
Рис. 3. Влияние соединения РГПУ-197 и фенибута на скорость решения экстраполяционной задачи у животных в «Тесте экстраполяционного избавления».
Обозначения: * — р < 0,05; ** — р < 0,01 — достоверность различий по сравнению с контрольной группой животных (ранговый однофакторный анализ Крускала-Уоллиса, критерий Данна для множественных сравнений)
ф а т
а) Влияние веществ на латентный период развития иммобильного состояния у животных
250
о к
0 а т
б) Влияние веществ на суммарную длительность иммобилизации у животных
Рис. 4. Влияние соединения РГПУ-197 и фенибута на тревожно-депрессивное поведение у животных в «Тесте подвешивания мышей за хвост».
Обозначения: * — р < 0,05; ** — р < 0,01 — достоверность различий по сравнению с контрольной группой животных; +--р < 0,05 — достоверность различий по сравнению с группой животных, получавших фенибут; # — р < 0,05 — достоверность различий по сравнению с группой животных, получавшихмелипрамин (ранговый однофакторный анализ Крускала-Уоллиса, критерий Данна для множественных сравнений)
тесте, ноотропный эффект соединения РГПУ-197 был сопоставим по выраженности с эффектом фенибута.
Далее нейропсихофармакологические эффекты РГПУ-197 были изучены на модели стрессиндуци-рованной депрессии в «тесте подвешивания мышей за хвост» в сравнении с фенибутом и мелипрамином (рис. 4).
Соединение РГПУ-197, мелипрамин и, в меньшей степени, фенибут статистически значимо уменьшали у животных продолжительность иммобилизации — поведения отчаяния, поведенческого коррелята депрессии — то есть, проявляли антидепрессант-ные свойства. Кроме того, соединение РГПУ-197 и мелипрамин статистически достоверно уменьшали у животных латентный период иммобилизации,
то есть отсрочивали развитие депрессивного состояния, что говорит о наличии у них выраженной анти-депрессантной активности. По влиянию на последний показатель вещество РГПУ-197 статистически значимо превосходило мелипрамин.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, проведенное исследование показало, что новое производное глутаминовой кислоты соединение РГПУ-197 проявляет ряд нейропсихотроп-ных эффектов: антидепрессантный, анксиолитиче-ский, ноотропный и активирующий. По выраженности антидепрессантного эффекта соединение РГПУ-197 не уступает мелипрамину, по выраженности анксио-литического и активирующего действия статистически значимо превосходит фенибут.
ЛИТЕРАТУРА
1. Арушанян Э. Б. Нейрохимическая природа лекарственной психостимуляции: взгляд на проблему четверть века спустя // Эксперим. и клинич. фармакология. — 2003. — Т. 66, № 2. — С. 72-80.
2. Бондаренко Н. А., Плескачева М. Г., Бондаренко Ник. А. Формы поведения в водном тесте «экс-траполяционного избавления» у крыс разных линий Териофауна России и сопредельных территорий (VII съезд Териологического общества): матер. междунар. совещ. — Москва, 2003. — С.51-60.
3. Воронина Т. А. Роль синаптической передачи в процессах памяти, нейродегенерации и механизме действия нейротропных препаратов // Эксперим. и клинич. фармакология. — 2003. — Т. 66, №2. — С.10-14.
4. Зорина З. А., Полетаева И. И., Резникова Ж. И. Основы этологии и генетики поведения. 2-е изд. // — М.: Изд-во МГУ «Высшая школа», 2002. — 384 с.
5. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. 2-е изд., перераб. и доп. // Под ред. Р. У. Хабриева. — М.: Медицина, 2005. — 832 с.
6. Петров В. И., Пиотровский Л. Б., Григорьев И. А. Возбуждающие аминокислоты (нейрохимия, фармакология и терапевтический потенциал ВАК-ергических средств) — Волгоград: ВМА, 1997. — 167с.
7. Петров В. И., Н. В. Онищенко Современные направления исследований и клинического применения глутаматергических средств // Эксперим. и клинич. фармакология. — 2002. — Т. 65, № 4. — С. 66-70.
8. Петров В. И. Создание и фармакология ноотроп-ных и антидепрессивных препаратов на основе лигандов ВАК-рецепторов // Эксперим. и клинич. фармакология. — 2003. — Т.66, №2. — С.20-23.
9. Пошивалов В. П. Фармакоэтология // Усп. совр. биол., 1985. — Т. 99, Вып. 3. — С. 463-478.
10. Citow J. S., Macdonald R. L. Neuroanatomy and Neurophysiolog y: A Review in 2 vs., Vol. 2 /. PhD. — New York: Stuttgart Thieme, 2001. — 239 p.
THE STUDY OF THE NEUROPSYCHOPHARMACOLOGICAL EFFECTS OF THE NEW DERIVATIVE OF GLUTAMIC ACID, THE RGPU-197 COMPOUND
Bagmetova V. V., BagmetovM. N., TyurenkovI. N., Vasilieva O. S., Berestovitskaya V. M.
♦ Summary: Proceeding from the proposition about the high productivity of the search of neuropsychotropic substances among the derivatives of natural neuromediators, a study of neuropsychopharmacological effects of the derivative of the glutamic acid, RGPU-197 compound was carried out. The study was carried out on the he-rats of the Wistar line using the following tests: "open field", elevated plus maze, conditioned passive-avoidance response, the test of extrapolational deliverance, the test of hanging mice by tails; and also the methods of statistic analysis: rank univariate analysis of Cruscal-Wal-lace, the Dunn multiple comparison test /the multiple comparison test of Dunn, the x2 criterion. The RGPU-197 compound significantly (p < 0,05, p < 0,01) decreases the duration of immobilization of the animals and expands the latent period
of its approach in the test of hanging mice by tails — it possesses antidepressant activity; increases the quantity of the visits of the centre of the open field, the quantity of attendings of the open hoses of elevated plus maze and the time of stay in them — it shows anxiolytic action; increases the quantity of crossed squares in the open field and the quantity of crossings between the hoses of elevated plus maze — it possesses activating effect; during the displays of the avoidance reflex it expands the latent period of the first period of entering the dark compartment and the quantity of enterings of it in conditioned passive-avoidance response, reduces the latent period of diving under in the test of extrapolational deliverance — it shows nootropic action. According to the intensity of antidepressant action RGPU-197 doesn't yield to melipramin, anxiolytic and activating effects significantly (p < 0.05) excels phenibutum and doesn't yield to it by nootropic activity. Thus, the new derivative of glutamate, the RGPU-197 compound, possesses the marked antidepressant, anxiolytic and activating effects, as well as nootropic activity.
♦ Key words: derivatives of the glutamic acid; behavior; neuropsychotropic effects; anxiolytic activity; nootropic activity; antidepressant activity.
♦ Информация об авторах
Багметова В. В. — каф. фармакологии и биофармации факуль- Bagmetova V. V. — The Volgograd State Medical University. тета усовершенствования врачей ГОУ ВПО «Волгоградский го- 400001, Russia, Volgograd, Pugachevskaya st., 3. info@volgmed. сударственный медицинский университет» Росздрава. 400001, ru Россия. г Волгоград, ул. Пугачевская, 3. info@volgmed.ru
Багметов М. Н. — каф. фармакологии и биофармации факуль- BagmetovM. N. — The Volgograd State Medical University. тета усовершенствования врачей ГОУ ВПО «Волгоградский го- 400001, Russia, Volgograd, Pugachevskaya st., 3. info@volgmed. сударственный медицинский университет» Росздрава. 400001, ru Россия. г. Волгоград, ул. Пугачевская, 3. info@volgmed.ru
Тюренков Иван Николаевич — член-корреспондент РАМН, д. м. Tyurenkov Ivan Nikolaevich — The Volgograd State Medical н., профессор, зав. каф. фармакологии и биофармации факуль- University.
тета усовершенствования врачей ГОУ ВПО «Волгоградский го- 400001, Russia, Volgograd, Pugachevskaya st., 3. info@volgmed. сударственный медицинский университет» Росздрава. 400001, ru Россия. г. Волгоград, ул. Пугачевская, 3. info@volgmed.ru
Васильева О. С. — Российский государственный педагогиче- Vasilieva О. S. — Herzen State Pedagogical University of Russia. ский университет им. А. И. Герцена, каф. органической химии, 6 Moyki nab., 191186, St. Petersburg, Russia 191186, Санкт-Петербург, набережная реки Мойки, д.48.
Берестовицка В. М. — Российский государственный педаго- Berestovitskaya V. М. — Herzen State Pedagogical University of гический университет им. А. И. Герцена, каф. органической хи- Russia. 6 Moyki nab., 191186, St. Petersburg, Russia мии. 191186, Санкт-Петербург, набережная реки Мойки, д.48.
