CC BY
8Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 23 (62). 2010. № 2. С. 96-103.
УДК: 612.014.46:615.214:547.859:547.918
ВЛИЯНИЕ ВИАГРЫ И ЕЕ КОМПЛЕКСОВ С ТРИТЕРПЕНОВЫМИ ГЛИКОЗИДАМИ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ НЕЙРОНОВ МОЛЛЮСКА HELIX ALBESCENS
Колотилова О.И.1, Яковишин Л.А.2, Коренюк И.И.1, Гришковец В.И.1, Хусаинов Д.Р.1, Гамма Т.В.1
1 Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского, Симферополь, Украина
2 Севастопольский национальный технический университет, Севастополь, Украина
E-mai:oxy1978@maiLru
С помощью внутриклеточного отведения исследовано влияние виагры в чистом виде и в комплексе с двумя тритерпеновыми гликозидами на электрическую активность неидентифицированных нейронов висцерального ганглия виноградной улитки. Продемонстрированы противоположно направленные нейротропные эффекты виагры и ее комплексов с тритерпеновыми гликозидами: аппликация виагры приводила к активации нейронов, в то время как приложение комплексов моно- и бисдесмозидного тритерпеновых гликозидов на сому нейронов вызывало угнетение активности нервных клеток. Ключевые слова: моно- и бисдесмозидные тритерпеновые гликозиды, виагра, молекулярный комплекс, нейроны, нейротропные эффекты.
ВВЕДЕНИЕ
В клинической практике для коррекции эректильной дисфункции широко используется препарат силденафила цитрат (виагра). Логично предположить, что данный препарат при этом может оказывать влияние и на нервную систему (НС). На это указывает и тот факт, что его применение вызывает много побочных эффектов, связанных с нарушением функционирования НС (головная боль, головокружение, приливы, снижение артериального давления, бессонница и т.д.). Однако, ни нейро-, ни психотропные эффекты виагры до настоящего времени не исследованы.
В проведенных ранее нами исследованиях впервые было показано, что бисдесмозидные тритерпеновые гликозиды (ТТГ) в концентрациях 10-10-2 М не влияют на фоновую активность нейронов, а монодесмозидные ТТГ - оказывают угнетающее действие на электрическую активность как идентифицированных, так и неидентифицированных нейронов [1, 2].
Учитывая то, что в настоящее время проблема психофармакологической коррекции функционального состояния организма становится все более актуальной, постоянно ведется поиск новых эффективных препаратов с минимальными побочными эффектами. Так, в последнее время были созданы комплексы, включающие виагру с моно- и бисдезмозидным ТТГ. Следует отметить, что гликозиды, входящие в состав этого комплекса, являются действующими
веществами противокашлевых препаратов «Геделикс» и «Проспан», созданных на основе экстракта листьев Hederá helix [3, 4]. В литературе отсутствуют сведения о их нейротропном влиянии. Поэтому целью настоящего исследования было выявление наличия направленности нейротропных эффектов препарата виагра в чистом виде и в составе двух новых синтезированных ее комплексов с моно- и бисдесмозидными ТТГ.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Эффекты аппликации виагры (рис. 1, А) исследованы на 21-ом, комплекса виагра и монодесмозидного ТТГ (рис. 1, Б) - на 20-и, и комплекса виагра с бисдесмозидным ТТГ (рис.1, В) - на 20-и неидентифицированных нейронах висцерального ганглия моллюска Helix albescens Rossm.
OH
HO^Í^
O
HO
O
• CHO
6
Б
30
OH
OH 4""
O
OH
• CHO
6
OH
В
Рис. 1. Структурные формулы: А - силденафила цитрат (виагра); Б - комплекс 3-О-а-£-рамнопиранозил-(1^2)-О-а-£-арабинопиранозида хедерагенина с цитратом силденафила (комплекс 1); В - комплекс 3-О-а-£-рамнопиранозил-(1^2)-О-а-£-арабинопиранозил-28-О-а-£-рамнопиранозил-(1^4)-О-Р-0-глюкопиранозил-(1^6)-О-Р-0-глюкопиранозида хедерагенина с цитратом силденафила (комплекс 2).
Эксперименты выполнялись по общепринятой методике внутриклеточного отведения биопотенциалов [5]. Процедура исследования активности каждого нейрона проводилась по схеме: фон - 1-1,5 мин, экспозиция вещества в концентрации 10-4 М - 5-6 мин и 20 мин отмывания. Параметры потенциалов усреднялись за каждый период записи. Полученные данные обрабатывали с использованием непараметрического критерия Вилкоксона. Данные представлены как средние значения ± ошибка среднего.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Влияние виагры на параметры электрических потенциалов нейронов
На Рис. 2, А представлен типичный эффект аппликации виагры на один из нейронов висцерального ганглия виноградной улитки. Через 10 сек после прямого приложения виагры на мембрану нейрона снижается амплитуда потенциалов действия (ПД), и на 200-350 секундах экспозиции происходит увеличение частоты генерации импульсов (ЧГИ), которое превышает фоновый уровень примерно на 200 %. Однако, усредненные за весь период экспозиции данные ЧГИ для виагры составили 122,0±23,0 %. Кроме активации ЧГИ, приложение виагры на сому нейрона приводит к изменениям и других исследованных показателей (рис. 2, Б). Это у большинства нейронов проявляется в развитии стойкой деполяризации мембраны (в среднем на 11,8 %) и естественном повышении возбудимости нервных клеток. На этом фоне происходило существенное уменьшение межимпульсных интервалов (39,62±19,4 %), а время развития ПД практически оставалось неизменным.
Анализ суммарных входящих и выходящих токов под воздействием виагры показал тенденцию противоположной их направленности, с большей и положительной выраженностью первых (рис. 2 Б, 3, 4).
Влияние монодесмозидного тритерпенового гликозида с виагрой на параметры электрических потенциалов нейронов (комплекс 1)
На Рис. 3, А приведен пример эффекта аппликации комплекса 1 на один из нейронов висцерального ганглия с исходной мономодальной ритмической активностью. Под влиянием комплекса виагры с исследуемым монодесмозидным ТТГ в концентрации 10-4 М на первых 50 секундах экспозиции полностью блокируется генерация импульсов, после чего она восстанавливается. Статистический анализ исследуемых электрофизиологических показателей выявил достоверные изменения не только ЧГИ (она для всех исследованных нейронов составила 73,3±20,7 % от фонового уровня), а, соответственно, происходило увеличение межимпульсных интервалов (128,19±33,78 %) и снижение амплитуды ПД (95,13±18,52 %).
Влияние бисдесмозидного тритерпенового гликозида с виагрой на параметры электрических потенциалов нейронов (комплекса 2)
Действие комплекса 2 в концентрации 10-4 М выражалось только в статистически достоверном снижении ЧГИ (78,16± 17,75 %) и увеличении межимпульсных интервалов (122,34±21,9 %) (рис. 4, А, Б, 1, 2), а остальные показатели функционального состояния нейронов хотя и флуктуировали, однако достоверных их изменений выявлено не было (рис. 4, А, Б, 3-7).
А -аз
II —10
1 - -(0
51 100 ]30 300 250 зго зз 4Г
%
1 2 3 4 5 6 7
Рис. 2. - Эффекты аппликации виагры на электрические компоненты отражающие функциональное состояние нейронов.
На А - нейрограмма типичного ответа одного из нейронов, где стрелкой показан момент аппликации;
На Б - усредненные данные (в %, п = 21); 1 - частота генерации импульсов; 2 -межимпульсные интервалы; 3 - длительность потенциала действия; 4 - суммарные входящие токи; 5 - суммарные выходящие токи; 6 - амплитуда потенциалов действия; 7 - мембранный потенциал.За 100 % принят фоновый уровень соответствующих показателей активности нейронов. Звездочками обозначены случаи достоверных отличий от фоновых показателей.
В результате тестирования индивидуального раствора виагры и в комплексе с моно- и бисдесмозидным тритерпеновыми гликозидами продемонстрировано достаточно выраженное нейротропное действие, которое отражалось в изменении всех электрофизиологических показателей нейронов. Следует также отметить, что в процессе отмывания исходное функциональное состояние нейронов восстанавливалось, т.е. влияние тестируемых веществ на нейроны носит обратимый характер.
Рис. 3. Эффекты аппликации комплекса 1 на электрические компоненты отражающие функциональное состояние нейронов.
На А - нейрограмма типичного ответа одного из нейронов, где стрелкой показан момент аппликации; на Б - усредненные данные (в %, п = 20); остальные обозначения такие же, как и на рис. 2.
Показано что, эффекты виагры противоположны таковым ее комплексам с ТТГ (рис. 5). Так, при индивидуальном действии виагры на фоне незначительной деполяризации мембраны происходит существенное увеличение ЧГИ и соответственно снижение межимпульсных интервалов. Поэтому на основании описанных выше результатов можно считать, что активирующее влияние обусловлено в основном за счет увеличения проницаемости мембраны для ионов № . Кроме того, из литературных данных [6] известно, что тестируемый препарат виагра является ингибитором фосфодиэстеразы 5-го типа, необычайно высокий уровень которой обнаружен в постсинаптических мембранах нервной ткани. Поэтому считается, что в основе механизма действия виагры лежит ее способность подавлять активность фермента фосфодиэстеразы, а это влечет за собой увеличение содержания цАМФ. То есть логично полагать, что действие виагры на нейроны опосредовано через ингибирование фермента фосфодиэстеразы и увеличение концентрации цАМФ, что естественно приводит к увеличению метаболизма. Следствием этого может быть повышение проницаемости мембраны нейронов для ионов что в свою очередь приводит к ускорению фазы деполяризации и
снижению критического уровня деполяризации [7].
Рис. 4. Эффекты аппликации комплекса 2 на электрические компоненты отражающие функциональное состояние нейронов.
На А - нейрограмма типичного ответа одного из нейронов, где стрелкой показан момент аппликации; На Б - усредненные данные (в %, п = 20); остальные обозначения такие же, как и на Рис. 2.
Необходимо отметить, что в проведенных ранее исследованиях [1, 2] выявлено, что бисдесмозидные ТТГ не оказывают влияния на электрические потенциалы нейронов. В настоящем исследовании обнаружено, что присоединение к бисдесмозидным ТТГ виагры приводит к развитию нейротропных эффектов, выражающихся в изменении электрофизиологических показателей нейронов, не характерных для индивидуального применения ни виагры, ни тем более бисдесмозидных ТТГ. Известно, что монодесмозидные ТТГ угнетают активность как идентифицированных, так и неидентифицированных нейронов, т.е. оказывают неспецифическое действие. Мы полагаем, что монодесмозидные ТТГ способны приводить к образованию неселективных пор в мембране и утечке К из клетки, что, и обуславливает ингибирующий нейротропный эффект [8].
| виагра ] комплекс 1 ] комплекс 2
2 3 4 5 6 7
Рис. 5. Изменение относительных показателей функционального состояния нейронов на аппликацию тестируемых веществ (1 - частота генерации импульсов; 2 - межимпульсные интервалы; 3 - длительность потенциала действия; 4 -суммарные входящие токи; 5 - суммарные выходящие токи; 6 - амплитуда потенциалов действия; 7 - мембранный потенциал. За 100 % принят фоновый уровень соответствующих показателей активности нейронов).
Особого внимания заслуживает тот факт, что при тестировании комплексных соединений 1 и 2 получены противоположные эффекты, выявленные при воздействии виагры в чистом виде. Как указывалось выше и представлено на рис. 5, действие виагры деполяризующее, т.е. приводит к активации нейронов, что выражается в увеличении их ЧГИ и снижении межимпульсных интервалов. Однако, виагра в комплексах с моно- и бисдесмозидным ТТГ приводит к угнетению активности нейронов, не вызывая гиперполяризации мембраны. Такие разнонаправленные эффекты, вероятно, обусловлены особенностями строения молекулярного комплекса и способностью вещества связываться с компонентами липидного слоя клеточной мембраны. Под воздействием тестированных соединений вполне вероятно чтопроисходит изменение белковой структуры ионных каналов мембраны, что приводит к возбуждению электрогенного транспорта ионов и параллельной активации входящих ионных токов при действии комплекса 1 (виагра с монодесмозидным ТТГ), а при действии виагры с бисдесмозидным ТТГ (комплекс 2) - к ингибированию суммарных входящих ионных токов.
ВЫВОД
Резюмируя вышеизложенное, можно заключить, что нами выявлено активирующее нейротропное действие виагры и тормозное действие новых синтезированных молекулярных комплексов виагры с двумя представителями моно- и бисдесмозидным ТТГ в концентрации 10-4 М. В основе эффектов тестированных веществ лежит селективное возбуждение/угнетение трансмембранных ионных токов. Выявление данных свойств у исследуемых
комплексов указывает на перспективность дальнейшего исследования подобных соединений в целях создания новых нейротропных лекарственных средств.
Список литературы
1. Влияние тритерпеновых гликозидов на изменение электрической активности идентифицированных нейронов молюска / О.В. Костюченко, В.И. Гришковец, Е.А. Соболев [и др.] // Химия природ. соедин. - 2001. - № 1. - С. 39-42.
2. Костюченко О.В. Особливост дй рослинних глiкозидiв на нейрони слимака / О.В. Костюченко,
B.1. Гришковець, I.I. Коренюк. // Фiзiологiчний журнал. - 2001. - Т. 47, №4. - С. 42-48.
3. Яковишин Л.А. Комплекс тритерпеновых гликозидов лекарственного препарата Hedelix® / Л.А. Яковишин, В.И. Гришковец // Химия природ. соедин. - 2003. - № 5. - С. 417-418.
4. Исследование тритерпеновых гликозидов лекарственного препарата проспан / Л.А. Яковишин, М.А. Вожжова, А.Л. Кузнецова [и др.] // Журнал орг. и фарм. химии. - 2005. - Т. 3, вып. 1 (9). -
C. 57-59.
5. Вплив бензимвдазолу та його пох^дних на електричш показники вдентифжованих нейрошв молюска Helix albescens / I.I. Коренюк, Т.В. Гамма, М.Ю. Баевський [та in] // Фiзiол. журн. - 2002. -Т. 48, № 2. - С. 25.
6. Препараты «импаза» и силденафил: сравнительное исследование клинической эффективности у пациентов с эректильной дисфункцией / В.И. Петров, А.С. Векельян, А.В. Мартюшев [и др.] // Бюл. экспер. биол. и мед. - 2003. - Прил. № 1. - С. 65-67.
7. Sildenafil prescribing information. New York, NY: Pfizer, 2004.
8. Костюченко О.В. Исследование ритмоводящей активности нейронов моллюска и влияния на нее тритерпеновых гликозидов / Диссертация на соискание ученной степени к.б.н. по специальности 03.00.13 - ф.ч.ж. / О.В. Костюченко - Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского - Симферополь, 2002 - 110 с.
Колотшова O.I Вплив вiагри та ii комплекав з тритерпеновими глжозидами на электричну актившть нейрошв молюска Helix albescens / О.1. Колотшова, Л.О. Яковшин, I.I. Коренюк [та
ш.] // Вчет записки Тавршського нацюнального ушверсигету ш. В.1. Вернадського. Серш „Бюлогш, хшш". - 2010. - Т. 23 (62). - № 2. - С. 96-103
За допомогою внутршньоклгшнного вдаедення дослвджували вплив вiагри в чистому виглядi i в комплекс з двома тритерпеновими глжозидами, на електричну актившсть невдентифжованих нейротв вюцерального ганглiя виноградного равлика. Продемонстрованi протилежно спрямованi нейротропнi ефекти вiагри i 11 комплексiв з тритерпеновими глжозидами: так, аплжащя вiагри призводила до активацп нейронiв, тодi як застосування комплексiв моно- i бiсдесмозидного тритерпенових глiкозидiв на сому нейронiв викликало пригноблення активностi нервових клiтин.
Ключовi слова: моно- та бiсдесмозиднi тритерпеновi глiкозиди, виагра, молекулярний комплекс, нейрони, нейротропш ефекти.
Kolotilova O.I. Influence of viagra and complex triterpence glycosides with viagra on parameters of the electrical activity of neurons Helix albescens / O.I. Kolotilova, L.A. Yakovishin, I.I. Koreniuk [et al.] //
Scientific Notes of Taurida V.I. Vernadsky National University. - Series: Biology, chemistry. - 2010. -V.23 (62). - № 2. - Р. 96-103.
Using of the intracellular registration investigattion of influence viagra and triterpene glycosides together with viagra on the electrical activity non identification neurons visceral ganglion Helix albescens. Demonstrated that the neurotropic effects of Viagra and its complexes with triterpene glycosides cause the opposite effect, manifested in changes of electrophysiological parameters.
Keywords: mono- and bidesmosidic triterpene glycosides, viagra, molecular complex, neurons, neirotropic effect.
Поступила в редакцию 13.05.2010 г.
