CC BY
36
УДК 615, 616.8
Сафронова Екатерина Сергеевна Ekaterina Safronova
¿¿à
Юнцев Сергей
Васильевич Sergey Yuntsev
I
Белозерцев Юрий Алексеевич Yureiy Belozertsev
ПОИСК ПРОТИВОСУДОРОЖНЫХ СРЕДСТВ С МНОГОФАКТОРНЫМ НЕЙРОПРОТЕКТОРНЫМ ДЕЙСТВИЕМ ДЛЯ ТЕРАПИИ ДИФФУЗНОЙ АКСОНАЛЬНОЙ ТРАВМЫ МОЗГА
SEARCH ANTISPASMS DRUGS WITH MULTIFACETED NEUROPROTECTIVES PROPERTIES FOR TREATMENT DIFFUSE
AXONAL INJURY OF BRAIN
Исследована эффективность противосудорож-ных средств у животных с диффузным аксональ-ным повреждением мозга (ДАП) в различные сроки посттравматического периода. Установлено, что вальпроат натрия в ранний и поздний посттравматические периоды оказывал выраженное противо-судорожное, а также умеренное антигипоксическое и антиишемическое действие. Установлено, что ла-мотриждин обладал высокой противосудорожной активностью в отдаленный период ДАП. Кроме того, ламотриждин проявлял выраженный антиги-поксический и антиишемический эффект на протяжении всего посттравматического периода
Ключевые слова: диффузное аксональное повреждение, вальпроат натрия, ламотриджин, нейропротекция
The efficiency of antispasms drugs was studied at animals with diffuse axonal injury (DAI) in various terms of the posttraumatic period. It was established valiproate sodium to show the expressed antispasms, moderate antihypoxemic and antiischemic action both in early and during the late posttraumatic period. It was established lamotrigine possessed high antispasms activity in the remote period of DAI. In addition, la-motrigine has been pronounced antiischemic and anti-hypoxemic effect throughout the posttraumatic period
Key words: diffuse axonal injury, valiproate sodium, lamotrigine, neuroprotection
Лечение экологозависимых заболеваний является одной из важнейших проблем в современной медицинской науке. В последние десятилетия наблюдается пандемическое распространение техногенной
черепно-мозговой травмы (ЧМТ) в связи с увеличением количества скоростных транспортных средств, индустриализацией, локальными военными конфликтами и т.п. [1,3]. Среди повреждений головного моз-
га после автомобильных аварий наиболее часто развивается диффузная аксональная травма. Диффузное аксональное повреждение (ДАП) характеризуется тяжелым клиническим течением и формированием длительных посттравматических расстройств [8]. В острый период ЧМТ характеризуется высоким риском развития посттравматических судорог (ПТС) у пациентов, которые являются одним из ведущих факторов вторичного повреждения мозга. ПТС встречаются в 8.. .15 % случаев средней и тяжелой ЧМТ [2, 5, 6]. В настоящее время нет единого мнения о выборе противосудорож-ных средств для лечения и профилактики ПТС. Для лечения ПТС при ЧМТ рекомендуют применять карбамазепин, фенитоин, фенобарбитал, вальпроаты, но нет убедительных данных, в том числе основанных на результатах рандомизированных исследований, о преимуществах предлагаемых антиконвульсантов [ 4 ]. Следовательно, актуальной задачей является поиск новых противосудорожных средств с многофакторными нейропротекторными свойствами для терапии диффузной аксональной травмы мозга.
Цель работы. Изучить нейропротек-торную активность противосудорожных средств вальпроата натрия и ламотриджи-на в условиях диффузного аксонального повреждения мозга.
Материалы и методы. Эксперименты выполнены на 150 белых мышах массой 20.30 г в соответствии с «Правилами лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ» (ГОСТ 3 51000.3 - 96 и 51000ю4 - 96) и Приказом МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г. ЧМТ наносили с помощью модели травмы путем инерционного ускорения у животных в модификации J. МеуШа1ег под эфирным наркозом [10]. Повреждение мозга проводили в течение 60 с при скорости движения животного 60 см/с. Состояние механизмов защиты от ишемических, гипоксических и судорожных расстройств оценивали на 3, 7 и 14-е сутки посттравматического периода ЧМТ. Антиишемическую активность препаратов определяли после декапитации на уровне
1-го шейного позвонка по продолжительности и частоте агонального дыхания [9]. Антигипоксическую активность препаратов регистрировали по величине резервного времени у мышей в условиях гермокамеры [7]. Противосудорожный эффект препарата регистрировали по продолжительности латентного и тонико-клонического периодов на модели генерализованных тонико-клонических электрошоковых судорог [7]. Препараты вводили п/к в течение 14 суток посттравматического периода с учетом межвидового перерасчета доз: вальпроат натрия 100 мг/кг, ламотриджин 25 мг/ кг [7]. Статистическая обработка данных проведена с использованием пакета программ «Биостат». Оценку статистической значимости различий ( контроль-опыт) проводили по критерию (1) Стьюдента и критерию (и) Манна - Уитни.
Результаты. В серии экспериментов исследовано противосудорожное действие препаратов после травмы мозга. Диффузное аксональное повреждение мозга снижало продолжительность тонического периода судорог у контрольной группы животных на 42.57 % (р<0,05) в сравнении с интакт-ной (табл.1). При этом защитный индекс существенно не менялся. После курсового введения вальпроата натрия установлено уменьшение продолжительности судорог на 3-и сутки (вальпроат натрия 3,7±1,4, контроль 9,2±1,1, р < 0,05) и 14-е сутки посттравматического периода (вальпроат натрия 2,4±0,6, контроль 8,1±0,63, р < 0,05). Также зарегистрировано значительное (в 2,5 раза) повышение защитного индекса на 14-е сутки после ЧМТ в сравнении с контрольной группой животных ( р < 0,05). Ламотриджин в первые сутки после ДАП незначительно снижал продолжительность судорог и увеличивал количество животных, защищенных от судорог в сравнении с контролем (табл. 2). В последующем на 8-е и 14-е сутки посттравматического периода ламотриждин оказывал выраженное противосудорожное действие, существенно уменьшая продолжительность судорог (в 2,1 и 2,3 раза соответственно, р < 0,05). Одновременно на 8-е сутки посттравматического
периода на фоне введения ламотриджина отмечалось достоверное увеличение количества животных, защищенных от судорог (на 44,6
Таким образом, вальпроат натрия оказывал выраженное противосудорожное действие на 3-и и 14-е сутки посттравматического периода, тогда как ламотриджин на 8-е и 14-е сутки после ДАП.
В следующей серии экспериментов проведено изучение динамики выносливости мышей в посттравматический период к двум факторам вторичного повреждения мозга — гипоксической гипоксии и гипер-капнии (табл. 2). На протяжении всего посттравматического периода отмечается снижение продолжительности резервного времени жизни (РВЖ) контрольных животных (мыши с ЧМТ) в гермокамере на 34,8...40 % (р < 0,05) по сравнению с
%, р < 0,05), а на 14-е сутки защитный индекс существенно не менялся по сравнению с контролем.
интактной группой, что свидетельствует о снижении устойчивости нейронов к гипоксии с гиперкапнией на фоне диффузного аксонального повреждения мозга.
Введение вальпроата натрия достоверно увеличивало устойчивость животных к гипоксии на 8-е и 14-е сутки посттравматического периода. РВЖ возрастало соответственно на 24 и 17 % (р < 0,05). На фоне курсового введения ламотриджина выявлено повышение РВЖ на протяжении всего посттравматического периода на 14,1.80,3 % (р < 0,05), при этом максимум антигипоксического эффекта наблюдался на 3-и сутки после травмы мозга (табл. 2).
Таблица 1
Противосудорожное действие вальпроата натрия и ламотриджина после диффузного аксонального повреждения мозга
Группа животных, препарат и число наблюдений Сутки после ЧМТ Латентный период тонической экстензии, с Длительность тонической экстензии,с Защитный индекс
Контрольная 1 Интактные (п=10) 0,9±0,07 15,9±3,3 0/10
Контрольная 2 (мыши с ЧМТ) п=9) 3 0,9±0,05 9,2±1,1* 0/9
Опытная 1 Вальпроат натрия (п=7) 0,6±0,2* 3,7±1,4* 3/7*
Опытная 2 Ламотриджин (п=7) 0,3±0,09* 8,8±3,2 2/7
Контрольная 2 (мыши с ЧМТ) п=8) 8 0,9±0,12 6,8±1,4* 1/8
Опытная 1 Вальпроат натрия (п=7) 0,6±0,1* 5,5±1,8 1/7
Опытная 2 Ламотриджин (п=7) 0,3±0,14* 3,1±1,5* 4/7*
Контрольная 2 (мыши с ЧМТ) п=8) 14 1,1±0,12* 8,1±0,6* 3/8
Опытная 1 Вальпроат натрия (п=16) 0,6± 0,1* 2,4±0,6* 8/16*
Опытная 2 Ламотриджин (п=7) 0,3± 0,14* 3,5±1,3* 3/7
Примечание. Статистическая значимость различий: контроль 1 (интактные животные) — контроль 2 (мыши после ЧМТ); контроль 2 (мыши после ЧМТ) — опыт (ЧМТ + препараты): * при р < 0,05. п — количество мышей
Таблица 2
Влияние противосудорожных средств на устойчивость экспериментальных животных к гипоксии при диффузном аксональном повреждении мозга
Группа животных, препарат и число наблюдений Сутки после ЧМТ Время наступления судорог, мин Резервное время жизни, мин
Контрольная 1 Интактные (п=10) - 29,3±2,3 30,4±2,3
Контрольная 2 (мыши с ЧМТ) п=6) 18,2±0,2* 19,8±2,1*
Опытная 1 Вальпроат натрия (п=7) 3 20,2± 1,5 21,4±1,6
Опытная 2 Ламотриджин (п=7) 34,5±3,5* 35,7±3,5*
Контрольная 2 (мыши с ЧМТ) п=6) 17,5±2,0* 18,3±2,0*
Опытная 1 Вальпроат натрия (п=7) 8 21,0± 1,1* 22,7±1,2*
Опытная 2 Ламотриджин (п=) 28,5±2,8 * 29,5±2,8*
Контрольная 2 (мыши с ЧМТ) п=6) 19,5±1,2* 20,5±1,2*
Опытная 1 Вальпроат натрия (п=12) 14 22,7±0,9* 24,0±0,9*
Опытная 2 Ламотриждин (п=7) 22,1±1,3* 23,4±1,3*
Примечание. Статистическая значимость различий: контроль 1 (интактные животные) — контроль 2 (мыши после ЧМТ); контроль 2 (мыши после ЧМТ) — опыт (ЧМТ+препараты): * при р<0,05. п — количество мышей
Таким образом, анализ антигипокси-ческого действия препаратов в различные сроки острого периода ЧМТ выявил существенные различия в динамике эффективности вальпроата натрия и ламотриджина.
Исследование устойчивости животных к глобальной ишемии после ДАП продемонстрировало уменьшение продолжительности времени гаспинга у контрольной группы на 3-и и 14-е сутки посттравматического периода на 20 и 15,3 % соответственно (р < 0,05), а его частота в сравнении с интактными животными осталась без изменений (табл. 3). На фоне введения вальпроата натрия в посттравматический период установлено достоверное увеличение времени гаспинга на 3-и и 14-е сутки
(33,3 и 11,6 % соответственно, р < 0,05), при этом частота агональных дыхательных движений менялась неоднозначно: на 3-и сутки находилась на одном уровне с контролем, а спустя 7 и 14 суток после ДАП повышалась на 29,6 и 20,0 % соответственно (р <0,05). Применение ламотриждина увеличивало на 33,5.74,4 % (р < 0,05) устойчивость животных к глобальной ишемии на протяжении всего посттравматического периода, при этом максимум антиишеми-ческого действия наблюдался на 8-е сутки после травмы мозга. В то же время частота агональных дыхательных движений также повышалась в течение всего посттравматического периода в 1,8 раза (р < 0,05).
Таблица 3
Влияние вальпроат натрия и ламотриджина на устойчивость экспериментальных животных к глобальной ишемии мозга после диффузного аксонального повреждения
Группа животных, препарат и число наблюдений Сутки после ЧМТ Частота агональных дыхательных движений Время гаспинга, с
Контрольная 1 Интактные (п=10) - 9,1±0,8 18,3±1,1
Контрольная 2 (мыши с ЧМТ) п=7) 3 9,0±0,3 14,7±1,0*
Опытная 1 Вальпроат натрия (п=6) 9,8±1,1 19,6±1,4*
Опытная 2 Ламотриджин (п=7) 16,8±1,4* 24,2±1,4*
Контрольная 2 (мыши с ЧМТ) п=7) 8 14,5±0,4* 18,4±0,9
Опытная 1 Вальпроат натрия (п=7) 10,2±1,1* 18,1±1,9
Опытная 2 Ламотриджин (п=7) 16,7± 1,1* 32,1±2,4*
Контрольная 2 (мыши с ЧМТ) п=6) 14 10,5±0,8* 15,5±0,8*
Опытная 1 Вальпроат натрия (п=11) 12,6±1,0* 17,3±1,1*
Опытная 2 Ламотриджин (п=7) 16,8±0,4* 20,7±0,7*
Примечание. Статистическая значимость различий: контроль 1(интактные животные) — контроль 2 (мыши после ЧМТ) и контроль 2 (мыши после ЧМТ) — опыт (ЧМТ+препараты) : * при р<0,05. п — количество мышей
Таким образом, вальпроат натрия проявлял слабый антиишемический эффект на 3-е и 14-е сутки посттравматического периода. Выраженным антиишемическим действием обладал ламотриджин на протяжении всего периода после травмы мозга.
На основании полученных экспериментальных данных ГАМК-миметик валь-проат натрия можно рекомендовать для применения в первую и третью недели после ДАП. Ламотриджин, ограничивая глу-таматергическую активность, эффективно предупреждает развитие судорог в течение второй и третьей недель острого периода
ДАП и дополнительно защищает мозг при гипоксии и глобальной ишемии.
Таким образом, в условиях диффузного аксонального повреждения мозга вальпроат натрия в ранний и поздний посттравматический период проявлял выраженное противосудорожное, а также умеренное антигипоксическое и антиише-мическое действие. Ламотриждин обладал высокой противосудорожной активностью в отдаленный период ДАП и выраженной антигипоксической и антиишемической активностью на протяжении всего посттравматического периода.
Литература _
1. Живолупов С.А., Самарцев И.Н., Коломен-цев С.В. Патогенетические механизмы травматической болезни головного мозга и основные направления их коррекции // Неврологии и Психиатрии. 2009. № 10. С. 42-46.
2. Запольская Ю.А. Влияние антиконвульсан-тов на ишемические, гипоксические и мнестические расстройства при черепно-мозговой травме: авто-реф. дис. ... канд. мед. наук: 14.03.06. М., 2011. 20 с.
3. Зеркалов Д.В. Экологическая безопасность [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: // www.yandex.ru. Загл. с экрана (28 марта 2013).
4. Неврология: Национальное руководство / Е.И. Гусева [и др.]. М.:ГЭОТАР-Медиа, 2009. 1040 с.
5. Нейропротекторы и черепно-мозговая травма / Ф.Ю. Белозерцев [и др.]. Чита: ИИЦ ЧГМА, 2007. 119 с.
6. Сравнение антиишемической активности гамкергических препаратов в условиях локальной ишемии и травмы мозга [Электронный ресурс] / Ф.Ю. Белозерцев [и др.] // Забайкальский медицинский вестник. 2009. № 2. С. 35-37. Режим доступа: http:// medacadem.chita.ru/zmv (28 янв.2013)
7. Хабриев Р.У. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. 2 изд., перераб. и доп. М.: Медицина, 2005. 832 с.
8. Diffuse tensor tractography of traumatic diffuse axonal injury / J.Y. Wang [et а1.] // Archives of neurology. 2008. Vol. 65(5). P. 619-626.
9. Effect of ischemia on known substrates and co-factors of the glycolitic pathway in brain / O.H. Lowry [et.al.] // J.Biol.Chem. 1964. Vol. 239. P. 18-30.
10. Meythaler M. Peduzzi J. Elftheriou E. Patent 4601572 USA, Int.Cl А6 В1 19/00. Apparatus for simulating traumatic brain injury and method for inducting spinal cord injury. №09/913, 017. PCT Filed 08.02.2000; PCT Pub. 10.08.2000. U.S.Cl 128/897. 11p.
Коротко об авторах _
Сафронова Е. С., аспирант, Читинская государственная медицинская академия Safronova_Kate87@mail.ru
Научные интересы: фармакология, клиническая фармакология, фармакология психотропных и ней-ропротекторных средств
_ Bibliography
1. Zhivolupov S.A., Samarcev I.N., Kolomencev S.V. Patogeneticheskie mehanizmy travmaticheskoj bolezni golovnogo mozga i osnovnye napravlenija ih korrekcii // Nevrologii i Psihiatrii. 2009. № 10. S. 4246.
2. Zapolskaya Ju.A. Vlijanie antikonvulsan-tov na ishemicheskie, gipoksicheskie i mnestiche-skie rasstrojstva pri cherepno-mozgovoj travme: avtoref. dis. ... kand. med. nauk: 14.03.06. M., 2011. 20 s.
3. Zerkalov D.V. Jekologicheskaya bezopasnost [Jelektronnyj resurs]. M.: Osnova, 2012. Rezhim do-stupa: http: // www.yandex.ru. Zagl. s jekrana (28 marta 2013).
4. Nevrologiya: Nacionalnoe rukovodstvo / E.I. Guseva [i dr.]. M.: GJEOTAR-Media, 2009. 1040 s.
5. Nejroprotektory i cherepno-mozgovaja travma / F.Ju. Belozercev [i dr.]. Chita: IIC ChGMA, 2007. 119 s.
6. Sravnenie antiishemicheskoj aktivnosti gam-kergicheskih preparatov v uslovijah lokal'noj ishemii i travmy mozga [Jelektronnyj resurs] / F.Ju. Belozercev [i dr.] // Zabajkalskij medicinskij vestnik. 2009. № 2. S. 35-37. Rezhim dostupa: http:// medacadem.chita. ru/zmv (28 janv.2013)
7. Habriev R.U. Rukovodstvo po jeksperimenta-l'nomu (doklinicheskomu) izucheniju novyh farmako-logicheskih veshhestv / R.U. Habriev. 2 izd., pererab. i dop. M.: Medicina, 2005. 832 s.
8. Diffuse tensor tractography of traumatic diffuse axonal injury / J.Y. Wang [et al.] // Archives of neurology. 2008. Vol. 65(5). P. 619-626.
9. Effect of ischemia on known substrates and co-factors of the glycolitic pathway in brain / O.H. Lowry [et.al.] // J.Biol.Chem. 1964. Vol. 239. P. 18-30.
10. Meythaler M. Peduzzi J. Elftheriou E. Patent 4601572 USA, Int.Cl A6 B1 19/00. Apparatus for simulating traumatic brain injury and method for inducting spinal cord injury. №09/913, 017. PCT Filed 08.02.2000; PCT Pub. 10.08.2000. U.S.Cl 128/897. 11p.
_ Briefly about the authors
Е. Safronova, postgraduate student, Pharmacology department, Chita State Medical Academy
Scientific interests: pharmacology, clinical pharmacology, pharmacology of psychotropic and neuroprotec-tives drugs
Юнцев С.В., канд. мед. наук, доцент, зав. каф. «Фармакология», Читинская государственная медицинская академия yuntsev@mail.ru
Научные интересы: фармакология, клиническая фармакология, фармакология психотропных и ней-ропротекторных средств
Белозерцев Ю.А., д-р мед. наук, профессор, каф. «Фармакология», Читинская государственная медицинская академия Ье^ @та11.ги
Научные интересы: фармакология, клиническая фармакология, фармакология психотропных и ней-ропротекторных средств
S. Yuntsev, Candidate of medical sciences, associate professor, head of Pharmacology department, Chita State Medical Academy
Scientific interests: pharmacology, clinical pharmacology, pharmacology of psychotropic and neuroprotectives drugs
Y. Belozertsev, Doctor of Medical Sciences, professor, Pharmacology department, Chita State Medical Academy
Scientific interests: pharmacology, clinical pharmacology, pharmacology of psychotropic and neuroprotec-tives drugs
