Научная статья на тему 'Мембранотропная активность соединения Ру-1275 с анестезирующими свойствами и его смеси с визитоном-ПЭГ'

Мембранотропная активность соединения Ру-1275 с анестезирующими свойствами и его смеси с визитоном-ПЭГ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
145
43
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЕСТНЫЕ АНЕСТЕТИКИ / СОЕДИНЕНИЕ РУ-1275 / ВИЗИТОНПЭГ / МЕМБРАНОТРОПНОЕ ДЕЙСТВИЕ / НЕЙРОНЫ / ИОННЫЕ ТОКИ

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Галенко-ярошевский Александр Павлович, Игнатов Юрий Дмитриевич, Вислобоков Анатолий Иванович, Лисицына Надежда Павловна, Борисова Вера Анатольевна

Установлено, что соединение РУ-1275 с анестезирующими свойствами и его смесь с визитоном-ПЭГ в концентрациях от 0,1 до 100 мкМ оказывают на нервные клетки прудовика очень выраженное мембранотропное действие, состоящее в неизбирательном блокировании ионных каналов, которое проявляется в дозозависимом снижении амплитуд натриевых, кальциевых и калиевых ионных токов, что и может лежать в основе их местноанестезирующих эффектов. Соединение РУ-1275 в подавлении ионных токов оказалась на 10-20 % сильнее, чем его смесь с визитоном-ПЭГ. Визитон-ПЭГ «смягчает» блокирующие эффекты соединения РУ-1275. В концентрации 100 мкМ смесь с визитоном подавляет натриевые токи в большей степени, чем кальциевые и калиевые, т. е. обладает избирательным действием. Эффект подавления ионных токов соединением РУ-1275 наступает быстрее, чем от смеси с визитоном-ПЭГ, оно труднее отмывается после своего действия. Полного восстановления амплитуды ионных токов после действия РУ-1275 и его смеси с визитоном-ПЭГ в течение 5-7 мин не происходило, наблюдалась тенденция более быстрого восстановления натриевых токов, более медленного кальциевых и наиболее медленного калиевых, что указывает на разную прочность связывания с молекулярными структурами мембран или самих ионных каналов. Изменения амплитуд натриевых, кальциевых и калиевых ионных токов под влиянием РУ-1275 и смеси РУ-1275 с визитоном-ПЭГ происходят без изменений кинетики их развития. Подавление ионных токов под влиянием РУ-1275 и его смеси с визитоном-ПЭГ сопровождалось сдвигом максимумов вольт-амперных характеристик ионных каналов вправо по оси потенциалов (в сторону деполяризации до 10 мВ), что указывает на изменения потенциала поверхностного заряда мембраны вблизи соответствующих ионных каналов, а это может повышать пороги возбудимости, т. е. усиливать местноанестезирующую активность. Неспецифические токи утечки мембраны под влиянием РУ-1275 и его смеси с визитоном-ПЭГ практически не изменялись, т. е. стабильность мембраны не нарушалась. Мембранотропное модулирующее действие РУ-1275 и его смеси с визитоном-ПЭГ на нейронах может быть реализовано как через прямое подавление (блокирование) ионных токов потенциалоуправляемых каналов, так и через влияние на потенциал поверхностного заряда мембраны вблизи ионных каналов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Галенко-ярошевский Александр Павлович, Игнатов Юрий Дмитриевич, Вислобоков Анатолий Иванович, Лисицына Надежда Павловна, Борисова Вера Анатольевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Мембранотропная активность соединения Ру-1275 с анестезирующими свойствами и его смеси с визитоном-ПЭГ»

МЕМБРАНОТРОПНАЯ АКТИВНОСТЬ СОЕДИНЕНИЯ Ру-1275

с анестезирующими свойствами и его смеси с визитоном-пэг

УДК 615.27:577.164.2

© А. П. Галенко-Ярошевский1, Ю. Д. Игнатов2, А. И. Вислобоков2, Н. П. Лисицына3, В. А. Борисова2, А. В. Киселев3

1 Кубанский государственный медицинский университет

2 Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова МЗ РФ

3 Краснодарский филиал ФГУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С. Н. Федорова Росмедтехнологий

Ключевые слова:

местные анестетики; соединение РУ-1275; визитон-ПЭГ; мембранотропное действие; нейроны; ионные токи.

Резюме:_

Установлено, что соединение РУ-1275 с анестезирующими свойствами и его смесь с визитоном-ПЭГ в концентрациях от 0,1 до 100 мкМ оказывают на нервные клетки прудовика очень выраженное мембранотропное действие, состоящее в неизбирательном блокировании ионных каналов, которое проявляется в дозозависимом снижении амплитуд натриевых, кальциевых и калиевых ионных токов, что и может лежать в основе их местноанестезирующих эффектов. Соединение РУ-1275 в подавлении ионных токов оказалась на 10—20 % сильнее, чем его смесь с визитоном-ПЭГ. Визитон-ПЭГ «смягчает» блокирующие эффекты соединения РУ-1275. В концентрации 100 мкМ смесь с визитоном подавляет натриевые токи в большей степени, чем кальциевые и калиевые, т. е. обладает избирательным действием. Эффект подавления ионных токов соединением РУ-1275 наступает быстрее, чем от смеси с визитоном-ПЭГ, оно труднее отмывается после своего действия. Полного восстановления амплитуды ионных токов после действия РУ-1275 и его смеси с визитоном-ПЭГ в течение 5-7 мин не происходило, наблюдалась тенденция более быстрого восстановления натриевых токов, более медленного — кальциевых и наиболее медленного — калиевых, что указывает на разную прочность связывания с молекулярными структурами мембран или самих ионных каналов. Изменения амплитуд натриевых, кальциевых и калиевых ионных токов под влиянием РУ-1275 и смеси РУ-1275 с визитоном-ПЭГ происходят без изменений кинетики их развития. Подавление ионных токов под влиянием РУ-1275 и его смеси с визитоном-ПЭГ сопровождалось сдвигом максимумов вольт-амперных характеристик ионных каналов вправо по оси потенциалов (в сторону депо-

ляризации — до 10 мВ), что указывает на изменения потенциала поверхностного заряда мембраны вблизи соответствующих ионных каналов, а это может повышать пороги возбудимости, т. е. усиливать мест-ноанестезирующую активность. Неспецифические токи утечки мембраны под влиянием РУ-1275 и его смеси с визитоном-ПЭГ практически не изменялись, т. е. стабильность мембраны не нарушалась. Мем-бранотропное модулирующее действие РУ-1275 и его смеси с визитоном-ПЭГ на нейронах может быть реализовано как через прямое подавление (блокирование) ионных токов потенциалоуправляемых каналов, так и через влияние на потенциал поверхностного заряда мембраны вблизи ионных каналов.

Библиографическая ссылка:_

Галенко-Ярошевский А. П., Игнатов Ю. Д., Вислобоков А. И., Лисицына Н. П., Борисова В. А., Киселев А. В. Мембранотропная активность соединения РУ-1275 с анестезирующими свойствами и его смеси с визитоном-ПЭГ // Обзоры по клин. фармакол. и лек. терапии. — 2011. — Т. 9, № 2 — С. 42-50.

Известно, что местные анестетики, реализующие свое действие на целостный организм через возбудимые клетки нервной и мышечной системы и имеют большое практическое значение [8]. Их влияние на возбудимые мембраны объясняется способностью блокировать натриевые ионные каналы [5, 9, 10, 14, 15]. Действие анестетиков на кальциевые и калиевые каналы изучено в меньшей степени, а их функциональная роль в генерации биопотенциалов довольно велика [6, 13], поэтому изучение влияния на них местных анестетиков до сих пор актуально. В литературе есть данные о влиянии многих анесте-

тиков на ионные каналы [1, 6, 7, 12, 15], но об эффектах нового соединения РУ-1275, обладающего местноанестезирующей активностью, сведения отсутствуют. Визитон-ПЭГ — протектор роговицы, изготавливается из природного полимера по оригинальной технологии, которая обеспечивает высокую дисперность, прозрачность и вязкость раствора при одновременно низкой концентрации полимера. Предназаначен для механической защиты эндотелия и эпителия роговицы в ходе операции. Он обладает также и антиэкссудативным действием. Смеси анестетиков с визитоном обладают более выраженным местноанестезирующим действием [2].

В этой связи целью работы было сравнительное исследование эффектов соединения РУ-1275 и его раствора на визитоне в широком диапазоне концентраций на натриевые, кальциевые и калиевые ионные каналы нервных клеток.

МЕТОДИКА

Объектом исследования были изолированные неидентифицированные нейроны брюхоногого моллюска — прудовика большого (Lymnaea stagnalis). Из тела моллюска вырезали окологлоточное кольцо нервных ганглиев, которое затем в течение 40-60 минут подвергали ферментативной обработке путем помещения в 0,25%-й раствор трипсина на физиологическом растворе для прудовиков [1].

В работе использовали методику внутриклеточного диализа и фиксации мембранного потенциала на целой клетке, помещаемой на полиэтиленовую пипетку [4]. Разделение суммарных ионных токов на отдельные кальциевые, натриевые и калиевые производили композицией ионных составов вне- и внутриклеточных растворов нейронов и поддержанием соответствующих мембранных потенциалов [1, 4].

Перфузирующий раствор подавали в камеру, где находился нейрон на полиэтиленовой микропипетке, а диализирующий — внутрь этой пипетки. Для исследования брали 0,05%-е соединение РУ-1275 на физрастворе и его 0,05%-й раствор в визитоне, разводили и использовали в концентрациях 0,1, 1, 10, 50 и 100 мкМ.

Исследуемые вещества в различных концентрациях добавляли в перфузирующий раствор. Эффект развивался быстро и стабилизировался через 2-3 мин, отмывание вели до 20 мин. Оценку изменений амплитуды и кинетики ионных токов при действии исследованных соединений вели визуально с экрана осциллографа или после распечатки кривых токов, введенных в компьютер. На основании полученных данных были построены вольт-амперные характе-

ристики мембраны для различных каналов и зависимости «концентрация-эффект» (по 6-15 измерений для каждой точки кривой). Исходные величины ионных токов принимали за 100 %, а установившиеся при действии всех веществ выражали в процентах к исходным и обрабатывали статистически с использованием ^критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

При действии на нейроны прудовика соединения РУ-1275 и его смеси с визитоном в концентрации 0,1 мкМ амплитуда натриевых токов не изменялась, но дозозависимо и достоверно снижалась при концентрациях 1, 10, 50 и 100 мкМ (рис. 1). Одно соединение несколько сильнее подавляло токи, чем его смесь с визитоном, но в концентрации 100 мкМ подавление оказалось одинаковым (рис. 1, А). Восстановление токов после действия соединения и его смеси с ви-зитоном через 5-7 мин отмывания физраствором было не полным. Восстановление токов после действия одного соединения было более медленным, чем после действия смеси.

Характер изменения кинетики натриевых токов под влиянием анестетика и его смеси показан на рисунке 1, Б и Г (снижение амплитуды тока и неизменность кинетики — процесс активации и инактивации практически не изменялся). Максимум вольт-амперных характеристик мембраны натриевых каналов смещался вправо по оси потенциалов только под влиянием смеси РУ-1275 с визитоном (рис. 1, Д, две верхние кривые). Неспецифические токи утечки мембраны не изменялись.

Амплитуда кальциевого тока под влиянием РУ-1275 и его смеси с визитоном, подобно амплитуде натриевого тока, также дозозависимо и обратимо снижалась при действии концентраций 1, 10, 50 и 100 мкМ (рис. 2, А). Обратимость эффектов подавления токов после отмывания в течение 5-7 мин была не полной, отмывание более медленным, чем для натриевых токов. Подавление соединением РУ-1275 было более сильным, чем подавление смесью с визитоном, а отмывание — более медленным, чем после действия смеси.

Кинетика развития кальциевых токов под влиянием анестетика не изменялась, максимум вольт-амперных характеристик незначительно (до 10 мВ) сдвигался вправо по оси потенциалов только при действии смеси (рис. 2, Д, верхние кривые), т. е. потенциал фиксированных зарядов мембраны изменялся (вероятно, снаружи он становился более положительным, как происходит при увеличении снаружи клеток концентрации ионов кальция). Не-

■ Рисунок 1. Изменения натриевого тока нейронов прудовика под влиянием РУ-1275 и смеси РУ-1275 с визитоном. А — зависимости «концентрация—эффект» при действии РУ-1275 (светлые столбцы, п = 6) и смеси РУ-1275 с визитоном (темные столбцы, п = 7). Б — изменения амплитуды и кинетики тока при действии РУ-1275, кривые снизу вверх: 1 — контроль, 2 — отмывание, 3 — 50 мкМ, 4 — 100 мкМ. В — изменения вольт-амперных характеристик при действии РУ-1275, кривые снизу вверх: 1 — контроль, 2 —10 мкМ РУ-1275, 3 — 50 мкМ. Г — изменения амплитуды и кинетики тока при действии смеси РУ-1275 с визитоном, кривые снизу вверх: 1 — контроль, 2 — 0,1 мкМ, 3 — 1 мкМ, 4 — 10 мкМ, 5 — частичное отмывание, 6 — 50 мкМ, 7 — 100 мкМ. Д — изменения вольт-амперных характеристик при действии смеси РУ-1275 с визитоном, кривые снизу вверх: 1 — контроль, 2 — отмывание, 3 — 10 мкМ, 4 — 50 мкМ (наибольший сдвиг максимума вправо). По оси абсцисс: А: С — концентрация анестетиков, Отмыв — отмывание; Б и Г — время (Т = 10 мс), В и Д — пилообразное смещение мембранного потенциала от —40 до 40 мВ за 10 мс (V), по оси ординат — ионный ток (А: I — при действии вещества, 10 — до действия; доверительные интервалы при р = 95 %; Б—Д: 1Ш — натриевый ток)

специфические токи утечки мембраны практически не изменялись.

Влияние РУ-1275 и его смеси с визитоном на калиевые медленные каналы (рис. 3, А) было двуфаз-ным: при концентрациях 0,1 мкМ было небольшое увеличение амплитуды токов, а под влиянием более высоких концентраций — снижение. Эффекты РУ-

1275 и его смеси с визитоном в концентрациях 1 и 10 мкМ были примерно одинаковыми, а в концентрациях 50 и 100 мкМ влияние одного соединения РУ-1275 было сильнее, чем его смеси с визитоном. Восстановление токов в процессе отмывания нейронов происходило не полностью и более медленно, чем для натриевых и кальциевых токов (за 7-15 мин),

■ Рисунок 2. Изменения кальциевого тока нейронов прудовика под влиянием РУ-1275 и смеси РУ-1275 с визитоном. А — зависимости «концентрация-эффект» при действии РУ-1275 (светлые столбцы, п = 11) и смеси РУ-1275 с визитоном (темные столбцы, п = 10). Б — изменения амплитуды и кинетики тока при действии РУ-1275, кривые снизу вверх: 1 — контроль, 2 — отмывание, 3 -50 мкМ. В — изменения вольт-амперных характеристик при действии РУ-1275, кривые снизу вверх: 1 — контроль, 2 — 10 мкМ, 3 — 50 мкМ. Г — изменения амплитуды и кинетики тока при действии смеси РУ-1275 с визитоном, кривые снизу вверх: 1 — контроль, 2 — отмывание, 3 — 50 мкМ. Д — изменения вольт-амперных характеристик при действии смеси рУ-1275 с визитоном, кривые снизу вверх: 1 — контроль (правее), 2 — отмывание (левее), 3 — 10мкМ (сдвигмаксимума вправо), 4 — 50мкМ, 5 — 100мкМ. По оси абсцисс: А: С — концентрация анестетиков, Отмыв — отмывание; Б и Г — время (Т = 200 мс), В и Д — пилообразное смещение мембранного потенциала от -40 до 40 мВ за 100 мс (V), по оси ординат — ионный ток (А: I — при действии вещества, 10 — до действия; доверительные интервалы при р = 95 %; Б-Д: 1Са — кальциевый ток)

при этом отмывание от РУ-1275 было медленнее, чем от смеси РУ-1275 с визитоном (т. е. прочность связывания со структурами калиевых каналов для РУ-1275 была выше).

Под влиянием РУ-1275 и его смеси с визитоном в концентрации 100 мкМ не происходило существенного ускорения инактивации калиевого тока (рис. 3, Б и В, нижние кривые), как это происходит, например, при действии анестетиков лидокаина и бупивакина. При действии смеси РУ-1275 с визитоном, особенно в концентрации 100 мкМ наблюдалось небольшое

смещение вольт-амперной характеристики каналов вправо по оси потенциалов (рис. 3, Д, верхние кривые), т. е. потенциал фиксированных зарядов мембраны вблизи калиевых каналов также изменялся.

Характер влияния РУ-1275 и его смеси на быстрые калиевые токи внешне напоминал их влияние на медленные калиевые, но изменений в кинетике их развития не было.

Для сравнения активности соединения РУ-1275 и его смеси с визитоном в подавлении амплитуд ионных токов и оценки степени избирательности дей-

■ Рисунок 3. Изменения калиевого медленного тока нейронов прудовика под влиянием РУ-1275 и смеси РУ-1275 с визитотм.

А — зависимости «концентрация-эффект» при действии РУ-1275 (светлые столбцы, n = 14) и смеси РУ-1275 с визитоном (темные столбцы, n = 15). Б — изменения амплитуды и кинетики тока при действии РУ-1275, кривые снизу вверх: 1 — 100 мкМ, 2 — 50 мкМ, 3 — отмывание, 4 — 10 мкМ, 5 — 1 мкМ, 6 — контроль, 7 — 0.1 мкМ (увеличение амли-туды). В — изменения вольт-амперных характеристик при действии РУ-1275, кривые над стрелкой снизу вверх: 1 — 100 мкМ (сдвигмаксимума вправо), 2 — отмывание, 3 — 50 мкМ, 4 — 10 мкМ, 5 — 1 мкМ, 6 — контроль, 7 — 0,1 мкМ (небольшое увеличение тока). Г — изменения амплитуды и кинетики тока при действии смеси РУ-1275 с визитоном, кривые под стрелкой снизу вверх: 1 — 100 мкМ, 2 — 50 мкМ, 3 — 10 мкМ, 4 — отмывание, 5 — 1 мкМ, 6 — контроль, 7 — 0,1 мкМ. Д — изменения вольт-амперных характеристик при действии смеси РУ-1275 с визитоном, кривые над стрелкой снизу вверх: 1 — 50 мкМ (сдвиг максимума вправо), 2 — отмывание, 3 — 1 мкМ, 4 — контроль. По оси абсцисс: А: С — концентрация анестетиков, Отмыв — отмывание; Б и Г — время (Т = 2 с), В и Д — пилообразное смещение мембранного потенциала от -40 до 40 мВ за 100мс (V), по оси ординат — ионный ток (А: I — при действии вещества, ¡0 — до действия; доверительные интервалы при р = 95 %; Б—Д: L — калиевый ток)

ствия на те или иные ионные токи полученные результаты представлены по изменениям натриевых, кальциевых и калиевых ионных токов на рисунке 4. Видно, например, что смесь с визитоном в концентрации 100 мкМ (рис. 4, Б) сильнее подавляет натриевые токи, чем кальциевые или калиевые.

На основании полученных результатов были рассчитаны также концентрации 50 % подавления токов (ЕС-50), построены ряды сравнительной активности некоторых анестетиков и сравнительные (по отношению к лидокаину) коэффициенты 50 %-подавле-ния токов (табл. 1). Видно, что соединение РУ-1275

■ Таблица 1. Ряды активности анестетиков по величине ЕС-50 (мкМ/доля от лидокаина) по подавлению ионных токов нейронов прудовика

Натриевый Кальциевый Калиевый медленный

Ру-1275 83,3 0,100 Инокаин 86,2 0,067 Ру-1275 с визитоном 92,7 0,090

Ру-1275 с визитоном 92,8 0,111 Ру-1275 с визитоном 92,2 0,072 Ру-1275 95,4 0,093

Смесь инокаина с визитоном 111,2 0,133 Ру-1275 94,7 0,074 Инокаин 163,2 0,158

Инокаин 175,2 0,210 Смесь инокаина с визитоном 262,0 0,204 Смесь инокаина с визитоном 183,6 0,178

Анилокаин 685,9 0,824 S-1 778,4 0,607 S-1 691,1 0,671

S-1 721,3 0,866 Анилокаин 864,3 0,674 Анилокаин 1012,4 0,983

Лидокаин 832,2 1,0 Лидокаин 1280,6 1,0 Лидокаин 1029,5 1,0

■ Рисунок 4. Изменения амплитуд ионных токов нейронов прудовика под влиянием соединения РУ-1275 и его смеси с визитоном.

А — зависимости «концентрация-эффект» при действии соединения РУ-1275 на натриевые, кальциевые и калиевые токи. Б — то же при действии смеси с визитоном. По оси абсцисс: С — концентрация анестетиков. По оси ординат — ионный ток (I — при действии вещества, 10 — до действия; доверительные интервалы прир = 95 %)

и его смесь с визитоном, занимая первые места в Таким образом, исследованные соединение этих рядах, подавляют ионные токи в наименьших РУ-1275 и его смесь с визитоном в концентрациях концентрациях. 0,1 - 100 мкМ обладают очень выраженным мембра-

нотропным действием, которое проявлялось в изменении ионных токов через потенциалоуправляемые ионные каналы нейронов прудовика. Подавление амплитуд ионных токов под влиянием соединения РУ-1275 было более сильным, чем под влиянием его смеси с визитоном. В высоких концентрациях (100 мкМ) происходило очень выраженное подавление всех токов на 50-70 % от контроля, но подавление амплитуды натриевых токов было более сильным. Вызывает интерес смещение максимума вольт-амперных характеристик каналов по оси потенциалов, происходящее только при действии смеси РУ-1275 с ви-зитоном, в отличие от действия одного соединения РУ-1275. Обращает на себя внимание также то, что скорость отмывания РУ-1275 после своего действия на нейроны (т. е. прочность связывания со структурами каналов) была более медленной, чем после его смеси с визитоном. Отмывание было не одинаковым и на различных ионных каналах. По увеличению времени для отмывания РУ-1275 и его смеси с визитоном каналы можно расположить в ряд: натриевые < кальциевые < калиевые.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Многие фармакологические средства одновременно могут подавлять натриевые, кальциевые и калиевые ионные токи, но вместе с тем довольно часто выявляются и индивидуальные черты их действия [1, 6, 8, 14]. В принципе для каждого соединения обнаруживаются некоторые особенности их мембранотропного действия, которое, вероятно, определяется структурой молекул этих соединений и их взаимодействием с молекулярными структурами мембраны (связь «структура-действие»). Наши данные о подавлении всех ионных токов при действии соединения РУ-1275, обладающего анестезирующими свойствами и его смесью с визитоном примерно в равной степени и в равных концентрациях свидетельствуют о неспецифичности (неизбирательности) их влияния на те или иные ионные каналы. Наряду с этим из наших результатов можно видеть тенденцию более сильного подавления соединением РУ-1275 и его смесью с визитоном натриевых токов, при этом более сильное их подавление происходило в концентрации 100 мкМ.

Молекулярный механизм подавления токов анестетиками, ранее и теперь изученными нами, связан с тем, что снижается количество функционирующих каналов вследствие связывания их молекул со структурами ионных каналов по принципу «пробка в бутылке», вероятно, с сегментами 85-86 в устье канала [5,

7, 9, 11, 13, 14]. Снижение ионных токов возможно также по причине уменьшения времени открытого состояния одиночных каналов или уменьшения частоты их открывания, что обычно сопровождается изменениями в кинетике развития ионных токов.

Специфичной для смеси соединения РУ-1275 с визитоном оказалась способность смещать максимум вольт-амперных характеристик ионных каналов вправо по оси потенциалов, что позволяет сделать предположение об уменьшении некомпенсированных отрицательных зарядов на наружной стороне мембраны. В целом же изменения потенциала поверхностного заряда модулируют работу воротных механизмов каналов, что может привести к повышению порога возбудимости клеток, т. е. к усилению местноанестезирующей активности.

Неселективное подавление ионных токов можно связывать с какими-то едиными мембранными механизмами действия: примерно с одинаковым вхождением веществ в устье разных ионных каналов ввиду того, что имеется определенное сходство молекулярных структур натриевых и кальциевых ионных каналов (основная каналообразующая а1-субъединица). Возможно также, что вследствие липофильности молекул анестетиков [8, 10, 12], их взаимодействие с липидами мембраны приводит к сходным нарушениям функционирования всех ионных каналов. Не исключается проникновение анестетиков внутрь клетки и их действие с внутриклеточной стороны. Возможно, что с этим может быть связано длительное последействие анестетиков, поскольку их вымывание из клетки затруднено.

Местные анестетики оказывают существенное влияние на активность электровозбудимых клеток, возможно, через прямое действие на структуру по-тенциалоуправляемых ионных каналов, что, вероятно, сопровождается изменением конформационных свойств белковой молекулы каналов [3, 7, 14]. Изменение конформационных свойств макромолекул канала может быть также опосредовано изменением ферментативной активности фосфолипаз, происходящей в результате взаимодействия анестетиков с билипидным слоем мембраны.

Неспецифический мембранный ток утечки (неспецифическая проводимость), как показатель стабильности мембраны, также указывает на изменения конформационной подвижности макромолекул, зависящей от концентрации фармакологического агента. В случае малых доз конформационная активность молекул может быть повышена, а в случае больших — снижена и может наблюдаться повреждающее действие.

Таким образом, полученные результаты о значительной мембранотропной активности и о подавле-

нии ионных токов соединением РУ-1275 и его смесью с визитоном, по сравнению с другими некоторыми анестетиками (табл. 1), убедительно свидетельствуют об их сильном модулирующем действии, выражающемся в дозозависимом снижении токов, в изменениях потенциала поверхностного заряда мембран. Любопытно, что визитон в смеси с соединением РУ-1275 снижает («смягчает») активнось соединения РУ-1275, но при этом вызывает смещение максимума вольт-амперных характеристик мембраны вправо по оси потенциалов, что может усиливать местноа-нестезирующую активность. Полученные результаты ставят новые вопросы о месте связывания этих препаратов в ионном канале [16-18] или на рецепторах мембраны, что требует дальнейших исследований.

ВыВОДы

1. Соединение РУ-1275 с анестезирующими свойствами и его смесь с визитоном-ПЭГ в концентрациях от 0,1 до 100 мкМ оказывают на нервные клетки очень выраженное мембранотропное действие, состоящее в неизбирательном блокировании ионных каналов, которое проявляется в дозозависимом снижении амплитуд натриевых, кальциевых и калиевых ионных токов, что и может лежать в основе их местноанестезирующих эффектов. Соединение РУ-1275 в подавлении ионных токов оказалась на 10-20 % сильнее, чем его смесь с визитоном-ПЭГ Визитон-ПЭГ «смягчает» блокирующие эффекты соединения РУ-1275.

2. В концентрации 100 мкМ смесь с визитоном-ПЭГ подавляет натриевые токи в большей степени, чем кальциевые и калиевые, т. е. обладает некоторым избирательным действием.

3. Эффект подавления ионных токов соединением РУ-1275 наступает быстрее, чем от смеси с визитоном-ПЭГ, оно труднее отмывается после своего действия. Полного восстановления амплитуды ионных токов после действия РУ-1275 и его смеси с визитоном-ПЭГ в течение 5-7 мин не происходило, наблюдалась тенденция более быстрого восстановления натриевых токов, более медленного — кальциевых и наиболее медленного — калиевых, что указывает на разную прочность связывания с молекулярными структурами мембран или самих ионных каналов.

4. Изменения амплитуд натриевых, кальциевых и калиевых ионных токов под влиянием РУ-1275 и смеси РУ-1275 с визитоном происходят без изменений кинетики их развития.

5. Подавление ионных токов под влиянием РУ-1275 и его смеси с визитоном-ПЭГ сопровождается сдви-

гом максимумов вольт-амперных характеристик ионных каналов вправо по оси потенциалов (в сторону деполяризации — до 10 мВ), что указывает на изменения потенциала поверхностного заряда мембраны вблизи соответствующих ионных каналов, а это может повышать пороги возбудимости, т. е. усиливать местноанестезирующую активность.

6. Неспецифические токи утечки мембраны под влиянием РУ-1275 и его смеси с визитоном-ПЭГ практически не изменялись, т. е. стабильность мембраны не нарушалась.

Литература

1. Вислобоков А. И., Игнатов Ю. Д., Мельников К. Н. Фармакологическая модуляция ионных каналов мембраны нейронов. — СПб.: Издательство СПбГМУ, 2006. — 288 с.

2. Галенко-Ярошевский А. П., Варлашкина И. А., Тахчи-ди Х. П. и др. Конформационные и кинетические характеристики взаимодействия местных анестетиков с водными растворами гидроксипропилметилцеллю-лозы // Бюлл. экспер. биол. и мед. — 2007. — Т. 143, № 5. — С. 563-567.

3. Геннис Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функции: Пер. с англ. — М.: Мир, 1997. — 624 с.

4. Костюк П. Г., Крышталь О. А. Механизмы электрической возбудимости нервной клетки. — М.: Наука, 1981. — 208 с.

5. Ahem Ch. A., Eastwood A.L., Dougherty D.A., Horn R. Electrostatic contributions of aromatic residues in the local anesthetic receptor of voltage-gated sodium channels // Circulation Research. — 2008. — Vol. 102. — P. 86-94.

6. Decher N., Pirard B., Bundis F. et al. Molecular basis for Kv1.5 channel block: conservation of drugs binding sites among voltage-gated K+ channels // J. Biol. Chem. —

2004. — Vol. 279, N 1. — P. 394-400.

7. Fukuda K., Nakajima T., Viswanathan P. C., Balser J. R. Compound-specific Na+ channel pore conformational changes induced by local anaesthetics // J. Physiol. —

2005, — Vol. 564 (1). — P. 21-31.

8. Hille B. Ion channels of excitable membranes. Third Edition. — University of Washington. — 2001. — 722 p.

9. Leffler A., Reiprich A., Mohapatra D. P., Nau C. Use-dependent block by lidocaine but not amitriptyline is more pronounced in tetrodotoxin (TTX)-Resistant Nav1.8 than in TTX-sensitive Na+ channels // J. Pharmacol. Exp. Ther. — 2007. — Vol. 320 (1). — P. 354-364.

10. LipkindG. M., FozzardH. A. Molecular modeling of local anesthetic drug binding by voltage-gated sodium channels // Mol. Pharmacol. — 2005. — Vol. 68 (6). — P. 1611-622.

11. McNulty M. M., Edgerton G. B., Shah R. D. et al. Charge at the lidocaine binding site residue Phe-1759 affects permeation in human cardiac voltage-gated sodium channels // J. Physiol. — 2007. — Vol. 581 (2). — P. 741-755.

12. Miller K. W. The nature of sites of general anaesthetic action // Br. J. Anaesth. — 2002. — Vol. 89, N 1. — P. 17-31.

13. Nilsson J., Madeja M., Arhem P. Local anesthetic block of Kv channels: role of the S6 helix and the S5-S6 linker for bupivacaine action // Mol. Pharmacol. — 2003. — Vol. 63. — P. 1417-1429.

14. Scheuer T. Local anaesthetic block of sodium channels: raising the barrier // J. Physiol. — 2007. — Vol. 581 (2). — P. 423-423.

15. Sheets M. F., HanckD. A. Molecular action of lidocaine on the voltage sensors of sodium channels // J. Gen. Physiol. - 2003. - Vol. 121 (2). - P. 163-175.

MEMBRANOTROPiC ACTiViTY OF RU-1275 COMPOUND WiTH ANESTHETiC PROPERTiES AND iTS MiXTURE WiTH ViZiTON-PEG

Galenko-YaroshevskyA. P., Ignatov Yu. D., VislobokovA. I., Lisitsina N. P., Borisova V. A., KiselyovA. V.

♦ Summary: It is found that RU-1275 compound with anesthetic properties, and its mixture with viziton-PEG at concentrations ranged from 0.1 to 100 micromoles take a signified membra-notropic effect on the pond snail's nerve cells, nonselectively blocking ion channels by natrium, calcium and potassium ion currents dose-dependent amplitudes decrease that may underlie their local anesthetic effects. RU-1275 compound in ionic currents suppressing was 10-20 % stronger than its mixture with vizitonom-PEG. Viziton-PEG "softens" RU-1275 compound blocking effects. The mixture with viziton at 100 micromoles concentration suppresses natrium currents in extent greater than calcium and potassium ones, i.e. it has a selective effect. The ionic currents effect of suppression by RU-1275 compound is faster than one caused by mixture with viziton-PEG, it is more difficult washed off after its action. Ionic currents amplitude complete recovery after the RU-1275 action and its

mixture with viziton-PEG during 5-7 min was not defined; the tendency for faster natrium currents recovery, for slower calcium currents recovery and the slowest potassium currents recovery was indicative of different bonding strength with the membranes molecular structures or the ion channels. Natrium, calcium and potassium ion currents amplitudes changes under the RU-1275 and RU-1275 mixture with viziton-PEG influence occur without changing their development kinetics. The ionic currents suppression under the RU-1275 and its mixture with viziton-PEG influence was accompanied by the volt-ampere characteristics of ion channels maximum shift to the right along the potential axis (in the direction of depolarization — up to 10 mV), indicating a membrane surface charge potential change near the appropriate ion channels, and this may increase the excitability thresholds, i. e. heighten the local anesthetic effects. Nonspecific membrane leakage currents under the RU-1275 and its mixture with viziton-PEG influence were nearly unchanged, i. e. the membrane stability was not damaged. RU-1275 and its mixture with viziton-PEG membranotro-pic modulating effect may be achieved on the neurons both through the direct suppression (blocking) of the potential-controlled channels ion currents and through the influence on the membrane surface charge potential near the ion channels.

♦ Key words: local anesthetics; RU-1275 compound; viziton-PEG; membranotropic effect; neurons; ion currents.

♦ Информация об авторах

Галенко-Ярошевский Александр Павлович — д. м. н., заведую- Galenko-Yaroshevsky Alexandr Pavlovich — PhD, head of phar-

щий кафедрой фармакологии и клинической фармакологии macology and clinical pharmacology of Adygea branch GOU VPO

Адыгейского филиала ГОУ ВПО «Кубанский государственный «Kuban state medical university» Roszdrava.

медицинский университет» Росздрава. Sedina st., 4, Krasnodar, 350063, Russia.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ул. Седина, 4, Краснодар, 350063, Россия. E-mail: kubfarma@rambler.ru

E-mail: kubfarma@rambler.ru

Игнатов Юрий Дмитриевич — академик РАМН, д. м. н., профес- Ignatov Yuriy Dmitrievich — Academic RAMS, MD, PhD, professor,

сор, директор Института фармакологии им. А. В. Вальдмана director of the A. Waldman Institute of Pharmacology,

Санкт-Петербургского государственного медицинского универ- I. P. Pavlov State Medical University.

ситета им. акад. И. П. Павлова. 197089, Saint-Petersburg, Lev Tolstoy st., 6-8.

ул. Л. Толстого, 6/8, Санкт-Петербург, 197022, Россия.

Вислобоков Анатолий Иванович — д. б. н., с. н. с., заведующий VislobokovAnatoliy Ivanovich — A. Waldman Institute of Pharmacol-

отделом Института фармакологии им. А. В. Вальдмана Санкт- ogy, I. P. Pavlov State Medical University.

Петербургского государственного медицинского университета 197089, Saint-Petersburg, Lev Tolstoy st., 6-8

им. акад. И. П. Павлова. E-mail: vislobokov@yandex.ru

ул. Л. Толстого, 6/8, Санкт-Петербург, 197022, Россия.

E-mail: vislobokov@yandex.ru

Лисицына Надежда Павловна — научный сотрудник научного Lisitsina Nadezda Pavlovna — Krasnodar branch of IR&TC «Eye

отдела Краснодарского филиала ФГУ МНТК «Микрохирургия Microsurgery» named after academician S. N. Fyodorov.

глаза» им. акад. С. Н. Федорова Росмедтехнологий. Krasnih Partizan st., 6, Krasnodar, 350012, Russia.

ул. Красных партизан, 6, Краснодар, 350012, Россия. E-mail: kubfarma@rambler.ru E-mail: kubfarma@rambler.ru

Борисова Вера Анатольевна — м. н. с. лаборатории цитофар- Borisova Vera Anatolevna — A. Waldman Institute of Pharmacology,

макологии Института фармакологии им. А. В. Вальдмана Санкт- I. P. Pavlov State Medical University.

Петербургского государственного медицинского университета 197089, Saint-Petersburg, Lev Tolstoy st., 6-8

им. акад. И. П. Павлова. E-mail: vislobokov@yandex.ru

ул. Л. Толстого, 6/8, Санкт-Петербург, 197022, Россия.

E-mail: vislobokov@yandex.ru

Киселев А. В. — м. н. с. аспирант кафедры фармакологии ГОУ Kiselyov A. V. — «Kuban state medical university» Roszdrava.

ВПО «Кубанский государственный медицинский университет». Krasnih Partizan st., 6, Krasnodar, 350012, Russia.

ул. Красных партизан, 6, Краснодар, 350012, Россия. E-mail: kubfarma@rambler.ru E-mail: kubfarma@rambler.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.