CC BY
19
УДК 615.213 ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
С. К. БОГУС1, И. Г. КОВАЛЕВ2, О. Н. ГУЛЕВСКАЯ 1, К. Ф. СУЗДАЛЕВ3, П. А. ГАЛЕНКО-ЯРОШЕВСКИЙ 1
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОИЗВОДНОГО ИНДОЛА SS-68 НА ПЕРВИЧНО-ГЕНЕРАЛИЗОВАННЫЕ СУДОРОГИ, ВЫЗВАННЫЕ МАКСИМАЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОШОКОМ, ТИОСЕМИКАРБАЗИДОМ И ПИЛОКАРПИНОМ
1 Кафедра фармакологии ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России, Россия, 350063, г. Краснодар, ул. Седина, 4.
Тел. 8(861)262-34-99. E-mail: [email protected]; 2 ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», Россия, 125315, г. Москва, ул. Балтийская, 8.
Тел. 8(495)601-24-14. E-mail: [email protected]; 3 кафедра химии природных и высокомолекулярных соединений химического факультета Южного федерального университета, Россия, 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 7. Тел. 8(918)856-71-00. E-mail: [email protected]
РЕЗЮМЕ
Цель. Изучение влияния SS-68 на первично-генерализованные судороги в базисных тестах оценки противосу-дорожного действия веществ.
Материал и методы. Исследование влияния SS-68 на первично-генерализованные судороги включало оценку противосудорожного действия по тестам максимального электрошока, антагонизма с тиосемикарбазидом и пилокарпином в экспериментах на самцах белых аутбредных мышей и крыс.
Результаты. Соединение SS-68 обладает дозозависимым противосудорожным действием в тесте максимального электрошока, что выражается в его способности предупреждать гибель 100% животных, а также проявлять активность в тестах антагонизма с тиосемикарбазидом и пилокарпином. По противосудорожной активности в тесте максимального электрошока SS-68 превосходит вальпроат натрия.
Заключение. Наиболее вероятными молекулярными мишенями противосудорожного действия SS-68 являются нейромедиаторные системы головного мозга: ГАМК-ергическая, холинергическая и система возбуждающих аминокислот, а также К+-, Na+- и Са2+-каналы нейронов. Более высокая активность SS-68, чем вальпроата натрия (повышает содержание ГАМК в центральной нервной системе), в тесте максимального электрошока, может быть связана с его широким спектром нейротропного действия.
Ключевые слова: эпилепсия, максимальный электрошок, тесты антагонизма с тиосемикарбазидом и пилокарпином, противосудорожная активность, соединение SS-68, вальпроат натрия.
Для цитирования: Богус С. К., Ковалев И. Г., Гулевская О. Н., Суздалев К. Ф., Галенко-Ярошевский П. А. Изучение влияния производного индола SS-68 на первично-генерализованные судороги, вызванные максимальным электрошоком, тиосемикарбазидом и пилокарпином. Кубанский научный медицинский вестник. 2017;24(3): 17-21. DOI: 10.25207 / 1608-6228-2017-24-3-17-21
For citation: Bogus S. K., Kovalyov S. K., Gulevskaya O. N., Suzdalev K. F., Galenko-Yaroshevsky P. A. Study of Indole SS-68 Derivative Impact on Primary Generalized Convulsions induced by Maximal Electric Shock, Thiosemicarbazide and Pilocarpine. Kubanskij nauchnyj medicinskij vestnik. 2017;24(3): 17-21. (In Russian). DOI: 10.25207 / 1608-6228-2017-24-3-17-21
S. K. BOGUS 1, I. G. COVALEV2, O. N. GULEVSKAYA 1, K. F. SUZDALEV3, P. A. GALENKO-YAROSHEVSKY1
STUDY OF INDOLE SS-68 DERIVATIVE IMPACT ON THE PRIMARY GENERALIZED CONVULSIONS INDUCED BY MAXIMAL ELECTRIC SHOCK, THIOSEMICARBAZIDE AND PILICARPINE
1FSBEI HE KUBSMU of Health Care of Russia, Russia, Department of Pharmacology, 350063, 4, Sedina St., Krasnodar. Tel. 8(861)262-34-99. E-mail: [email protected];
2 FSBRI "Zakusov Research Institute of Pharmacology", 125315, 8, Baltiyskaya St., Moscow.
E-mail: [email protected];
3 Southern Federal University, Chemical Faculty, Natural and High-molecular Compound Department, 344090, 7, Zorge St., Rostov-on-Don. Tel. 8 (918) 856-71-00. E-mail: [email protected]
SUMMARY
Aim. Study of SS-68 impact on primary generalized convulsions in basic estimation tests of anticonvulsant action of agents.
Material and methods. Study of the SS-68 impact on primary generalized convulsions included an estimation of anticonvulsant action with maximal electric shock, thiosemicarbazide and pilocarpine antagonism tests performed on white outbred male mice and rats.
Results. SS-68 compound possesses dosage dependent anticonvulsant action in maximal electric shock test indicating its ability to prevent death of 100% animals and its activity in thiosemicarbazide and pilocarpine antagonism tests as well. In the maximal electric shock test SS-68 surpassed sodium valproate in its anticolvulsant activity.
Conclusion. Neurotransmitter systems of the brain such as GABA, cholinergic and amino acid stimulant system as well as K+, Na+ and Ca2+ channels of neurons shall be the most possible molecular targets of SS-68 anticonvulsant action. Higher activity of SS-68 comparing with sodium valproate in the maximal electric shock test (increasing GABA content in central nervous system) can be related with its wide range of neurotropic action.
Keywords: Epilepsy, maximal electric shock, thiosemicarbazide and pilocarpine antagonism tests, anticonvulsant activity, SS-68 compound, sodium valproate.
Введение
Эпилепсия является заболеванием, занимающим 3-е место среди органических болезней мозга. Согласно статистическим данным, эпилепсией и пароксизмальными состояниями в настоящее время страдает около 50 млн. человек (до 1% населения мира) [1]. Для лечения эпилепсии применяются различные противоэпилептические препараты, которые, однако, не удовлетворяют в полной мере требованиям клиники, имеют много побочных эффектов и примерно 25% больных остаются фармакорезистентными [1].
В связи с вышеизложенным, поиск новых средств для профилактики и лечения эпилепсии и пароксизмальных состояний продолжается как в России, так и за рубежом.
Ранее установлено, что новое производное индола SS-68 в условиях нарушений ритма сердца периферического и центрального генеза проявляет выраженную антиаритмическую (преимущественно противофибрилляторную) активность, превосходящую таковую (в зависимости от модели аритмии) референтные препараты - лидокаин, аймалин, хинидин, этмозин, этацизин и амиода-рон, связанную с блокадой ионных токов, в основном калиевых; обладает депримирующим действием на фоновый фокальный ритмогенез сома-тосенсорной коры и подавляет эпилептиформную активность корковых структур, вызванную карба-холом [2]. Кроме того, SS-68 оказывает позитивное влияние на объемную скорость коронарного кровотока, сердечную деятельность и гемодинамику в условиях интактного и ишемизированного миокарда, проявляет антиангинальные свойства [3].
Цель исследования: изучить влияние SS-68 на первично-генерализованные судороги в базисных тестах оценки противосудорожного действия веществ.
Материал и методы
Исследование проводили на самцах белых аут-бредных мышей и крыс. Животных получали из Центрального питомника лабораторных животных «Столбовая», Московская область. Содержание животных соответствовало правилам лаборатор-
ной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ 3 51000.3-96 и 51000.496), нормативному документу «Санитарные правила по устройству, оборудованию и содержанию вивариев», утвержденных Главным государственным санитарным врачом РФ 06.04.1973 г. №104573, и Приказу МЗ РФ №267 от 19.06.2003 г. «Об утверждении правил лабораторной практики» (Good Laboratory Practice) с соблюдением Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997 г.). Животные содержались в виварии при температурном режиме 20 - 22 оС, при световом цикле -12 часов светлый и 12 часов темный периоды, в пластмассовых клетках Т/4А размером 580 х 375 х 200 мм с верхней крышкой из нержавеющей стали и подстилкой обеспыленной из деревянной стружки. Животные содержались при постоянном доступе к корму и воде с использованием полного рациона экструдированного брикетированного корма (ГОСТ на корм Р 50258-92) и питьевой воды. При проведении экспериментов учитывались требования Комиссии по проблеме этики отношения к животным Российского национального комитета по биоэтике при Российской академии наук и этические нормы, изложенные в «Международных рекомендациях по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1985 г.). Опыты проводили в первую половину дня.
Изучали противосудорожное действие (ПСД) SS-68, синтезированного на кафедре химии природных и высокомолекулярных соединений химического факультета Южного федерального университета (г. Ростов-на-Дону). В качестве препарата сравнения использовали вальпроат натрия (производитель Anjan Drugs Pvt. Ltd, Индия), который является препаратом первой линии при лечении эпилепсии.
Оценку противосудорожного эффекта SS-68 проводили согласно «Методическим указаниям по изучению фармакологической активности веществ с противосудорожным действием» [4, 5] с использованием методов, которые широко используются для оценки противосудорожных препаратов в России и за рубежом. Использовались три методики
с различным механизмом возникновения судорог: судороги, вызванные максимальным электрошоком и химическими воздействиями - тиосемикар-базидом и пилокарпином.
Методика максимального электрошока (МЭШ). Эксперименты проводили на белых нелинейных мышах-самцах массой 20 - 26 г. МЭШ моделирует первично-генерализованные судороги - так называемые «большие» (Grand Mal) судорожные припадки и является базисным тестом при оценке действия веществ с противосудорож-ной активностью [4]. МЭШ создавали с использованием сертифицированной установки - «Rodent Shocker RS», type 221 (Harvard Apparatus, GmbH, Германия). Животному через специальные корне-альные (глазные) электроды проводили электростимуляцию (режим прибора 500/300 V/mA: электростимуляция 144 mA, длительностью 0,3 сек). После проведения МЭШ у животного развивалась тоническая экстензия передних и задних конечностей, заканчивающаяся гибелью. Оценивалась способность SS-68 предупреждать гибель животных после проведения МЭШ. Соединение SS-68 вводили животным однократно внутрибрюшинно (в/бр) в объеме 0,1 мл на 10 г веса мыши за 30 мин до проведения МЭШ. Животным контрольной группы вводили физиологический раствор.
Тест антагонизма с тиосемикарбазидом (ТСК). Эксперименты проводили на белых беспородных крысах-самцах массой 250 - 300 г. ТСК вводили животным в/бр в дозе 450 мг/кг и затем в течение 2-х часов регистрировали: латентный период (ЛП) первого генерализованного приступа и ЛП гибели крыс, число животных с генерализованным судорожным приступом и число выживших крыс [4]. Соединение SS-68 вводили животным однократно в/бр за 15 мин до введения ТСК. Крысам контрольной группы вводили физиологический раствор.
Тест антагонизма с пилокарпином (ПК). Эксперименты проводили на белых нелинейных крысах-самцах массой 220-280 г. Исследование проводили согласно методике, описанной в работе [6]. ПК вводили животным в/бр в дозе 350 мг/ кг и затем в течение одного часа регистрировали: ЛП первого судорожного проявления, ЛП первого генерализованного судорожного приступа, число крыс с генерализованным судорожным приступом и число выживших животных. Соединение SS-68 вводили крысам однократно в/бр за 40 мин до введения ПК. Животным контрольной группы вводили физиологический раствор.
Статистическую обработку результатов осуществляли с помощью статистических пакетов «BioStat» для Windows.
Результаты и обсуждение
Изучение ПСД SS-68 в тесте МЭШ. Установлено, что проведение МЭШ у контрольных мышей вызывало тоническую экстензию, заканчивающу-
юся гибелью 86 - 88% животных и только 12,5 -14% мышей выживало после электрошока (табл. 1). Соединение SS-68 в дозе 30 мг/кг в 2 раза увеличивало процент выживших после МЭШ животных, в дозе 50 мг/кг - защищало от гибели 58,3% мышей, а в дозе 60 мг/кг полностью защищало животных от гибели (табл. 1).
Вальпроат натрия в дозе 150 мг/кг защищал от судорог 40% мышей, а в дозе 200 мг/кг - 70% животных (табл. 1).
Таким образом, SS-68 обладает выраженным дозозависимым противосудорожным действием в тесте МЭШ, что выражается в его способности в дозе 60 мг/кг предупреждать гибель 100% животных после МЭШ (в контроле выжило только 12,5% мышей). Соединение SS-68 превосходит вальпроат натрия по активности.
Изучение ПСД SS-68 в тесте антагонизма с ТСК. Установлено, что в контрольной группе крыс после введения ТСК ЛП первого генерализованного приступа составил 3427 ± 1073 сек, а ЛП гибели животных - 4802 ± 1235 сек; количество крыс с генерализованным судорожным приступом составило 50%, а выживших - 60% (табл. 2).
Соединение SS-68 в дозе 60 мг/кг полностью предупреждало развитие генерализованной судорожной активности, вызванной ТСК, что выражалось в статистически достоверном увеличении количества крыс без генерализованных приступов, а также в увеличении до 100% числа выживших животных (табл. 2).
Следовательно, SS-68 обладает выраженным ПСД в тесте антагонизма с ТСК, что выражается в способности SS-68 в дозе 60 мг/кг полностью предупреждать развитие генерализованного приступа и гибель крыс.
Изучение ПСД SS-68 в тесте антагонизма с ПК. Установлено, что в контрольной группе крыс после введения ПК ЛП первого судорожного проявления составил 386,1 ± 96,5 сек, ЛП первого генерализованного судорожного приступа - 968,0 ± 75,8 сек, количество животных с миоклоний мордочки - 83,3%, с генерализованным судорожным приступом - 58,3%, количество погибших животных - 67,0%.
Соединение SS-68 в дозе 60 мг/кг увеличивало ЛП первого судорожного проявления на 60,7 сек, а ЛП первого генерализованного судорожного приступа - на 139,7 сек. Число животных без миоклоний мордочки под влиянием SS-68 увеличилось в 2,1 раза, а число выживших животных - в 1,7 раза.
Выполненное исследование свидетельствует о том, что SS-68 обладает ПСД в тесте антагонизма с ПК: в дозе 60 мг/кг статистически достоверно увеличивает ЛП первого генерализованного судорожного приступа и количество крыс без миоклоний мордочки, а также число выживших животных.
Таким образом, производное индола SS-68 обладает отчетливым дозозависимым ПСД в тесте МЭШ, что выражается в его способности в дозе
60 мг/кг предупреждать гибель 100% мышей (в контроле выжило 12,5% животных), оказывает эффект в тесте антагонизма с ТСК, предупреждая развитие генерализованного приступа и гибель 100% крыс, и увеличивает ЛП первого генерализованного судорожного приступа, число животных без миоклоний мордочки и число выживших крыс в тесте антагонизма с ПК.
Основываясь на данных, полученных в настоящей работе и в предыдущих исследованиях [2], противосудорожное действие SS-68 может быть обусловлено повышением содержания ГАМК, блокированием холинорецепторов и депримирующим
влиянием на систему возбуждающих аминокислот в центральной нервной системе.
Более выраженная противосудорожная активность SS-68 при МЭШ по сравнению с вальпроа-том натрия (повышает содержание ГАМК в ЦНС), который так же проявляет высокую активность на этой модели судорог [7] и является препаратом первой линии при лечении эпилепсии, может быть связана с его широким спектром нейротропного действия.
Полученные данные о противосудорожной активности SS-68 открывают перспективу дальнейшего изучения его противосудорожных свойств.
Противосудорожная активность SS-68 и вальпроата натрия в тесте МЭШ в опытах на мышах
Таблица 1
Вещество Доза, мг/кг Количество выживших животных после МЭШ, %
Контроль (МЭШ), п = 14 Физиологический раствор 14
SS-68 + МЭШ, п = 12 30 28
SS-68 + МЭШ, п = 12 50 58,3*
Контроль (МЭШ), п = 8 Физиологический раствор 12,5
SS-68 + МЭШ, п = 10 60 100*
Вальпроат натрия + МЭШ, п=10 150 40
Вальпроат натрия + МЭШ, п=10 200 70
* Значимость отличий от контрольной группы при р < 0,05 (точный критерий Фишера).
Таблица 2
Противосудорожная активность SS-68 в тесте антагонизма с ТСК
в опытах на крысах
Вещество ЛП генерализованного приступа, сек Количество животных без генерализованных приступов, % ЛП гибели животных, сек Количество выживших животных, %
Контроль (ТСК), п=10 3427±1073 50 4802±1235 60
SS-68, 60 мг/кг + ТСК, п=9 — 100* — 100
Значимость отличий от контрольной группы при р < 0,05 (точный критерий Фишера).
Противосудорожная активность SS-68 в тесте антагонизма с ПК в опытах на крысах
Таблица 3
Вещество ЛП первого судорожного проявления,сек Количество животных без миоклоний мордочки, % ЛП первого генерализованного судорожного приступа, сек Количество животных без генерализованных приступов, % Количество выживших животных, %
Контроль (ПК), n = 12 386,1±96,5 16,7 968,0±75,8 41,7 33
SS-68, 60 мг/кг + ПК, n = 9 446,8±85,3 33,3* 1107,7±85,2* 11,1 55,5
* Значимость отличий от контрольной группы при р < 0,05 (точный критерий Фишера).
ЛИТЕРАТУРА
1. Карлов В.А. Эпилепсия у детей и взрослых женщин и мужчин. Руководство для врачей.- Москва, изд. «Медицина». -2010. - 718 с.
2. Сухов А.Г., Матухно А.Е., Синицына В.В., Суздалев К.Ф., Богус С.К., Галенко-Ярошевский П.А. Влияние производного индола SS-68 на биоэлектрическую активность соматосенсор-ной коры и нарушения ритма сердца, вызванные микроаппликацией карбахола на корковые структуры головного мозга // Новые технологии. - 2012, №4. - С. 313-318.
3. Богус С.К., Галенко-Ярошевский П.А., Суздалев К.Ф. Антиаритмические и антиангинальные свойства новых аминопро-изводных 1,2 и 1,3 дизамещенных индолов // 5-ая ежегодная научно-практическая конференция «Лабораторные животные: наука, фармакология, ветеринария». - Белгород, 23-25 сентября 2016 г. - Белгород, 2015. - С. 8-9.
4. Воронина Т.А., Неробкова Л.Н. Методические указания по изучению противосудорожной активности фармакологических веществ // Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть 1, глава 14. - ФГБУ «НЦЭМСП». - Москва.: Изд-во «Гриф и К». - 2012. - С. 235-250.
5. Löscher W., Fassbender C.P., Nolting B. The role of technical, biological and pharmacological factors in the laboratory evaluation of anticonvulsant drugs // Epilepsy Res. - 1991. - Vol. 8. - P. 79-94.
6. Klitgaard H., Matagne A., Gobet J., Wulfert E. Evidece for a unique profile of levetiracetam in rodent models of seizures and epilepsy // Eur J Pharmacol. - 1998. - Vol. 353. - P. 191-206.
7. Luszczki J., Zuczwar M., Kis J., Krysa J., Pasztelan I., et al., Interactions of lamotrigine with topiramate and first-generation antiepileptic drugs in the maximal electroshock test in mice: an isobolographic analysis // Epilepsia. - 2003. - Vol. 44 (8). - P. 1003-1013.
REFERENCES
1. Karlov V.A. Epilepsy in Children and Adult Women and Men. The Guide for Doctors. Moscow, Medicine Publ., 2013: 718 p. (In Russ.).
2. Sukhov A.G., Matukhno A.E., Sinitsyna V.V., Suzdalev K.F., Bogus S.K., Galenko-Yaroshevsky P.A. Effect of Indole Derivative SS-68 on the Bioelectric Activity of the Somatosensory Cortex and Heart Rhythm Disturbances Caused by Microapplication of Carbachol on Cortical Brain Structures. New Technologies, 2012 -No 4. - Р. 313-318. (In Russ.).
3. Bogus S.K., Galenko-Yaroshevsky P.A., Suzdalev K.F. Antiarrhythmic and Antianginal Properties of New 1,2- and 1,3 Disubsti-tuted Indole Amino Derivatives. The 5th Annual Scientific and Practical Conference "Laboratory Animals: Science, Pharmacology, Veterinary Science". Belgorod, September 23-25, 2016, Belgorod, 2015. - Р. 8-9. (In Russ.).
4. Voronina T.A., Nerobkova L.N. Methodical Guidelines for the Study of Anticonvulsant Activity of Pharmacological Substances. The Guide for Preclinical Research of Medicines. Part 1, Chapter 14. FGBU "NTSEMSP", Grif&K Publ., 2012. - Р. 235-250. (In Russ.).
5. Löscher W., Fassbender C.P., Nolting B. The role of technical, biological and pharmacological factors in the laboratory evaluation of anticonvulsant drugs // Epilepsy Res. - 1991. - Vol. 8. - P. 79-94.
6. Klitgaard H., Matagne A., Gobet J., Wulfert E. Evidence for a unique profile of levetiracetam in rodent models of seizures and epilepsy // Eur J Pharmacol. - 1998. - Vol. 353. - P. 191-206.
7. Luszczki J., Zuczwar M., Kis J., Krysa J., Pasztelan I., et al., Interactions of lamotrigine, with topiramate and first-generation antiepileptic drugs in the maximal electroshock test in mice: an isobolographic analysis // Epilepsia. - 2003. - Vol. 44 (8). - P. 1003-1013.
Поступила/ Received 18.04.2017 Принята в печать/ Accepted 10.05.2017
Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов / The authors declare no conflict of interest
Контактная информация: Богус Саида Казбековна; тел.: 8-918-468-60-26; e-mail: [email protected]; Россия, 350063, г. Краснодар, ул. Советская, 55, кв. 5.
Corresponding author: Bogus Saida Kazbekovna; tel: 8-918-468-60-26; e-mail: [email protected]; apt. 5, 55, Sovetskaya St., Krasnodar, 350063, Russia.
