CC BY
24
Научни трудове на Съюза на учените в България-Пловдив, серия Г. Медицина, фармация и дентална медицина t.XVI. ISSN 1311-9427. Научна сесия „Медицина и дентална медицина", 31 Октомври - 1 Ноември 2014. Scientific researches of the Union of Scientists in Bulgaria-Plovdiv, series G. Medicine, Pharmacy and Dental medicine, Vol.XVI, ISSN 1311-9427 Medicine and Stomatology Session, 31. October- 1. November 2014.
СРЕДНА ЕФЕКТИВНА ДОЗА НА ПРЕГАБАЛИН СПРЯМО ПЕНТИЛЕНТЕТРАЗОЛОВ ГЪРЧ НА ОПИТНИ жИВОТНИ В. Кокова, Е. Апостолова, Л. Пейчев Катедра по фармакология и лекарствена токсикология, МУ Пловдив
A MEDIAN EFFECTIVE DOSE OF PREGABALIN AGAINST OF PEN-TYLENETETRAZOLE SEIZURE IN EXPERIMENTAL ANIMALS
V. Kokova, E. Apostolova, L. Peychev
Department of Pharmacology and Drug toxicology,
Medical University Plovdiv
Abstract
Inroduction. Pregabalin is a novel amino acid compound that binds to the a25 subunit of voltage-gated calcium channels. It is active in a wide variety of animal models of epileptic seizures. Aim. The aim of the present study is to determine the median effective dose (ED50) of pregabalin in the maximal pentylenetetrazol (MPTZ) test in rats. Materials and methods. Male Wistar rats (6 groups of 6 rats) were treated orally respectively with: distilled water, pregabalin in doses 30, 120, 300, 500, 1000 mg/kg b.w. 30 minutes following vehicle or drug administration, all rats were injected with pentylenetetrazol in dose 100 mg/kg b.w. subcutaneously. ED50 in MPTZ test was calculated by probit analysis, using the method of Litchfield and Wilcoxon. Results. Our data showed that pregabalin inhibited generalized tonic-clonic seizures from pentylenetetrazole with an ED50 of 158,78 mg/kg, p.os. Conclusion. Pregabalin produced prevention of generalized tonic-clonic seizures in MPTZ test with an ED50 of 158,78 mg/kg, p.os. Established dose could be used in future studies on the effects of pregabalin on cognitive functions, locomotor activity, antiinflammatory and analgesic effect.
Key words: antiepileptic drugs, pregabalin, pentylenetetrazol, rats
Въведение
През последните 15 години се наблюдава значителен ръст в създаването на нови антиепилептични средства. Приблизително 30% от пациентите са рефрактерни на действието на класическите антиепилептични медикамента. За повечето от тях е доказана склоннността им да влошават когнитивните функции. Към втора генерация антиепилептични средства принадлежи прегабалин (Lyrica®). Прегабалин ((S)-[+]-3-isobutylgaba) е алкалиран аналог на ГАМК, субституирана на 3-та позиция с цел улесненяване на дифузията през кръвно-мозъчната бариера и усилване на противогърчовия ефект [1] (Фиг. 1).
Прегабалин ГАМК
Фиг. 1. Химична структура на прегабалин и ГАМК.
Механизмът на действие на медикамента не е напълно изяснен, но се предполага, че прегабалин намалява освобождаването на ексцитаторни невротрансмитери чрез свързване с а25-белтъчната субединица на волтаж-зависимите калциеви канали [2]. През май 2005 г. прегабалин получава разрешение в над 40 страни за употреба като допълваща терапия при парциални епилептични пристъпи и лечение на невропатична болка, асоциирана с диабетна невропатия или постхерпесна невралгия [3]. Прегабалин показва анксиолитично действие в сравнение с плацебо при генерализирано тревожно разстройство, социална фобиа и паническо разстройство [1].
Прегабалин проявява противоепилептична активност при различни гърчови модели на опитни животни - максимален електрошок при мишки и плъхове; гърчови модели с конвулсанти като пентилентетразол, бикукулин, стрихнин; аудиогенни гърчове при мишки; парциални гърчове при модел на бърз хипокампален киндлинг на плъхове. Прегабалин не може да потисне спонтанната гърчова актиност на генетична линия плъхове от Страсбърг с абсанс епилепсия (GAERS) [4].
Цел и задачи
Цел на настоящето експериментално проучване е да се определи средната ефективна доза (ED50) на прегабалин в модел на максимален пентилентетразолов гърч при интактни плъхове порода Wistar, която да послужи за бъдещи експериментални изследвания.
Материали и методи
Животни
Използвани бяха 36 мъжки бели плъха порода Wistar, с тегло 150-200 g, разделени по равно чрез случаен подбор в 6 групи (n=6). Животните бяха поставени при стандартни лабораторни условия: 12:12 часа тъмно-светъл цикъл, относителна влажност на въздуха - 45%, температура - 26,5±1°C и достъп до храна и вода at libitum. Експериментът беше одобрен от Комисия по етика към животните на Българската агенция по безопасност на храните (разрешително № 87/9.01.2014 г).
Лекарства
Разтворът на прегабалин (Lyrica®) беше получен чрез разтваряне в дестилирана вода с помощта на Tween 20. Разтворът се въвеждаше per os на опитните животни с помощта на стомашна сонда в обем 1ml/100 g b.w. В този обем на съответните групи се приложи прегабалин в следните дози: 30 mg/kg b.w. (2-ра гр.), 120 mg/kg b.w. (3-та гр.), 300 mg/kg b.w. (4-та гр.), 500 mg/kg b.w. (5-та гр.), 1000 mg/kg b.w. (6-та гр.). Контролната група (1-ва гр.), беше третирана по същия начин, но с дестилирана вода.
Модел на максимален пентилентетразолов (PTZ) гърч
Тридесет минути след приложение на прегабалин на плъховете от изследваните групи беше инжекгиран подкожно PTZ в доза 100 mg/kg b.w. След това животните бяха поставени в самостоятелни прозрачни камери за наблюдение в продължение на 30 минути. За максимален PTZ гърч се приемаше 5-та или 6-та степен по скалата на Русинов [5], а именно - тоничен гърч на предни крайници или тониченгърч на предни и задни 1срайници. Протектирани исли защиеани спрямо максимален: PTTZ гърч с^ приемаха животните, при които не се наблюдават описаните 5-та или 6-та степени на гърч.
Статистика
Средната ефективна доза ED50 беше изчислена чрез алтернативен (пробит) анализ, по метода на Litchfield и Wilcoxon [6] .
Резултати
При всички животни от 1-ва група (контрола) беше регистриран максимален PTZ гърч.
120
100
80
ds £60
-fr
ш 50
40
20
*
/
< ►
♦
♦
___
X
4 4 у 1
0,00
158
200,00 400,00 600,00 , 800,00 Доза на прегабалин (в mg/kg b.w.) p.
p.os
1 000,00 1 200,00
0
Фиг. 2. Д-1,оза-е;(фе:ст крива на прегабалин при модел на максимален PTZ гърч (пробит анализ).
Установи се, че средната ефективна доза на прегабалин, която протектира интактни плъхове порода Wistar спрямо максимален PTZ гърч (100 mg/kg b.w. i.c.) е ED50 =158,78 (74,2-339,79)mg/kg b.w. p.os. (вж. Фиг.2).
Обсъжданс
Vartanian М. и сътр. (2006) установяват, че прегабалин в средна ефективна доза ED50=31 mg/kg b.w. р.о. предотвратят клонични гърчове на предни крайници при миииси, предизвикани с PTZ в доза 90 mg/kg b.w., s.c. [4]. Интерес представлява фактът, че при част от животните (2 от 10 мишки) дори при най-високите изследвани дози прегабалин (100 mg/ kg р.о. и 500 mg/kg i.p.) се наблюдава клоничен гърч [4].
Други изследователи (Higgins G. и сътр., 2010) не установяват повлияване на честотата на гърчовете или тяхното начало от прегабалин в доза 1-100 mg/kg i.p., в сравнение с контролата при приложение на PTZ в доза 75 mg/kg s.c. при плъхове [7]. Резултатите от нашия експеримент потвърждават тези от литературата и показват, че прегабалин потиска появата на генерализирани тонично-клонични гърчове при приложение в по-високи дози
(вж. табл. 1). Изчислената от нас средна ефективна доза на прегабалин е ED50 =158,78 mg/ kg b.w. при перорално приложение.
Таблица 1. Стойности на ED50 на прегабалин като антиепилептичен медикамент при различни гърчови модели върху опитни животни.
Животински вид Конвулсант Път на въвеждане на прегабалин ED50 (mg/kg b.w.)
мишки (CF-1) електрошок с нисък интензитет i.v. 1,4 (0,79-2,6) □
мишки (CF-1) електрошок с висок интензитет р.0. 11.6 (9,5-14) □
мишки (CF-1) електрошок с висок интензитет i.v. 19 (16-24) □
мишки (DBA/2J) аудиогенен тоничен гърч р.0. 2,7 (1,9-3,8) □
мишки (DBA/2J) аудиогенен клоничен гърч р.0. 6,9 (5,5-8,7) □
мишки (CF-1) PTZ 90 mg/kg s.c., клоничен гърч р.0. 31 (16-62) □
плъхове (Sprague-Dawley) PTZ 75 mg/kg s.c., клоничен гърч i.p. >100 □
плъхове (Wistar) PTZ 100 mg/kg s.c., тонично-клоничен гърч р.0. 158,78 (74,2-339,79) □
плъхове (Sprague-Dawley) електрошок с висок интензитет р.0. 1,8 (1,4-2,2) □
плъхове (Sprague-Dawley) максимален електрошок гр. 7,1 (3,7-13,3) □
плъхове (Sprague-Dawley) електрошок с висок интензитет i.v. 2,6 (1,6-4,0) □
плъхове (Wistar, GAERS) генетична линия с абсанс епилепсия гр. няма ефект (влошава при дози > 200 mg/kg) □
плъхове модел на бърз хипокампален киндлинг 1р. 10 (MED) □•□
Забележка: Лекарствените дози са представени в mg/kg b.w.
В скоби са представени доверителните интервали на ED50.
□ - Данни от G. Higgins et al. (2010)
□ - Данни от M. Vartanian et al. (2006)
□ - Данни от настоящото експериментално изследване
□ MED- минимална доза със статистически значима ефективност спрямо контролата
Заключение
В модел на максимален PTZ гърч, прегабалин приложен перорално предпазва плъхове порода Wistar от тонично-клонични гърчове при средна ефективна доза ED50=158,78 mg/ kg b.w. Установената доза би могла да се използва в бъдещи проучвания върху влиянието на прегабалин върху когнитивните фунции, познавателен рефлекс, обучение и памет, аналгетично, противовъзпалително действие и други.
Литература
1. Lauria-Horner B. et al. Pregabalin: a new anxiolytic. Ashley Publications Expert Opin. Investig. Drugs 2003; 12(4): 663-672.
2. Blommel M. et al. Pregabalin: an antiepileptic agent useful for neuropathic pain. Am J Health-Syst Pharm 2007; 64: 1475-1482.
3. Ryvlin P. Defining success in clinical trials - profiling pregabalin, the newest AED. Eur J Neurol. 2005; 12 (suppl 4): 12-21.
4. Vartanian M. et al. Activity profile of pregabalin in rodent models of epilepsy and ataxia. Epilepsy research 68, 2006: 189-205.
5. Пейчев Л. Нови експереиментални данни в неврофармакологичната характеристика на натриев валпроат при многократно приложение и след отнемането му. Автореферат. Пловдив, 1991, 43 с.
6. Димитров И. Медицинска статистика. Изд.Пигмалион Пловдив, 1996, 96-107.
7. Higgins G. et al. Comparative study of five antiepileptic drugs on a translational cognitive measure in the rat: relationship to antiepileptic property. Psychopharmacology 2010; 207: 513-527.
