Церебропротекторное действие композиций фенибута и фенотропила и их солей в условиях экспериментальной ишемии головного мозга

Актуальность проблемы.

Разработка эффективных путей профилактики и лечения нарушений мозгового кровообращения относится к числу приоритетных проблем современной медицины. Это обусловлено возрастающей в последние годы тенденцией к повышению частоты хронических цереброваскулярных расстройств, а также высокой медико-социальной и экономической значимостью данного вида патологии, сопровождающейся высоким уровнем смертности и инвалидизации населения, высокой стоимостью терапии и реабилитационных мероприятий. (Мирзоян P.C., 1995; Гусев Е. И., Скворцова В. И., 2001; Евзельман М. А., 2003; Одинак М. М., Вознюк И. А., Янышевский С. Н., 2005). Разработка эффективных путей профилактики и лечения нарушений мозгового кровообращения относится к числу приоритетных проблем современной медицины (Гаевый М.Д., 2000; Гусев Е. И., Скворцова В. И., 2001; Одинак М. М., Вознюк И. А., Янышевский С. Н., 2002; Островская Р. У., 2003; Мирзоян P.C., 2005). Многочисленные данные экспериментальных и клинических исследований указывают на перспективность разработки фармакотерапии ишемических повреждений мозга путем воздействия на систему гам-ма-аминомасляной кислоты (ГАМК). (Мирзоян С.А., 1964; Акопян В. П., 1977; Акопян В. П., 1983; Гаевый М. Д., 1985; Мирзоян С. А., 1985; Мирзоян P.C., 1995; Кулинский В. И., Михельсон Г. В., 1997; Акопян В. П., 2003; Мирзоян P.C., 2003). Применение ГАМК и ее агонистов при ишемии мозга обусловлено их способностью: 1) снижать тонус мозговых сосудов и улучшать тем самым кровоснабжение головного мозга (Мирзоян С.А., 1964; Акопян В. П., 1977; Акопян В. П., 1983; Гаевый М. Д., 1985; Мирзоян С. А., 1985; Кулинский В. И., Михельсон Г. В., 1997; Мирзоян P.C., 1995; Акопян В. П., 2003; Мирзоян P.C., 2003) — 2) ингибировать синаптическое высвобождение глута-мата и входа ионов Са2+ в нейроциты, то есть подавлением глутаматно-кальциевого каскада (Кулинский В.И., Михельсон Г. В., 1997; Луньшина Е. В., 2003; Островская Р. У., 2003; Мирзоян P.C., 2005) — 3) подавлять перекисное окисление липидов (Тюренков И.Н., Перфилова В.Н.- Гречко О. Ю., 2000) — 4) способствовать нормализации качественного и количественного состава фосфолипидов, тем самым, оказывая выраженное протективное действие на мембранные структуры нервной ткани. (Мирзоян P.C., Луньшина Е. В., 2003) — 5) стимулировать скорость утилизации глюкозы, а также выступать в роли альтернативного субстрата в цикле трикарбоновых кислот в условиях неадекватной гемодинамики. (Pascual J.M. et al., 2001; Shwartz-Bloom R.D., 2001). Приведенные данные свидетельствуют о возможности препаратов с ГАМКмиметическим действием влиять практически на все звенья патогенеза ишемии головного мозга. (Мирзоян P.C., 1995; Кулинский В. И., Михельсон Г. В., 1998; Раевский К. С., Романова Г. А., и соавт., 1996; Назаренко И. В., и соавт., 1998; Погорелый В. Е., Гаевый М. Д., 1999; Акопян В. П., 2003; Луньшина Е. В., 2003; Островская Р. У., 2003; Мирзоян P.C., 2005; Силкина И. В., Гань-шина Т.С., Середенин С. Б., Мирзоян P.C., 2005). Фенибут, фенотропил и некоторые другие ГАМК-ергические средства способны сохранять высокие показатели кардиои гемодинамики в условиях ишемии сердечной мышцы и мозга (Андреев А.Н., Мелзобс М. Я., Донников Б. И., 1983; Тюренков И. Н., 1987; Тюренков И. Н., Перфилова В. Н., 2000). Одним из направлений разработки новых высокоактивных противоишемических веществ является создание комбинаций уже известных веществ с противоишемическим действием с естественными активными метаболитами. Учитывая высокую эффективность уже внедренных в клиническую практику нейропротекторов — фенибута и фенотропила значительный интерес представляла их комбинация с янтарной, лимонной, глутаминовой, салициловой, яблочной, никотиновой кислотами с целью усиления эффекта основного препарата. Предполагается, что добавление естественных метаболически активных агентов, может улучшить биодоступность, потенциировать эффект за счет синергизма действия, снизить токсичность и уменьшить спектр возможных побочных эффектов. С этой целью на кафедре органической химии Российского государственного педагогического университета им A.M. Герцена был синтезирован ряд новых химических соединений.* Данные соединения обладают выраженным кардиопро-текторным (Тюренков И.Н., 1987; Гречко О. Ю., 2000), антигипоксическим и нейропротекторным действием (Гречко О.Ю.- Воронков A.B., 2003), способны улучшать реологические свойства крови, оказывать антиоксидантное действие (проявляющееся в подавлении процессов ПОЛ) (Тюренков И.Н., Пер-филова В.Н., 2000), улучшать процессы окислительного фосфорилирования, и показатели гемодинамики, повышать функциональную устойчивость мозгового кровообращения (Ковалев Г. В., 1985; Тюренков И. Н., 1985; Тюренков И. Н., 1987; Гречко О. Ю., 2000; Тюренков И. Н., Перфилова В. Н., 2003). Все перечисленное послужило основанием для проведения комплексного изучения различных аспектов церебропротективного действия ряда производных, на различных моделях ишемии головного мозга у лабораторных животных.

— Приносим искреннюю благодарность зав. кафедрой органической химии Российского государственного педагогического университета им. Н. И. Герцена (Санкт-Петербург), З.д.н., д.х.н. профессору В. М. Берестовицкой и старшему научному сотруднику, к.х.н.

О.С. Васильевой за любезно предоставленные исследуемые вещества для нашей работы.

Цель и задачи исследования

:

Целью исследования являлось экспериментальное обоснование возможности применения новых производных фенибута и фенотропила для лечения ишемии головного мозга.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Проведение предварительной типизации животных по типу эмоционально-стрессовой реакции с целью деления по степени устойчивости/ чувствительности к ишемии головного мозга.

2. Изучение влияния курсового профилактического и лечебного введения новых производных фенибута и фенотропила на степень неврологического дефицита, а также психоневрологический статус у животных с различным типом эмоционального реагирования на модели ишемии головного мозга, вызванной воздействием гравитационных перегрузок.

3. Изучение влияния курсового профилактического введения исследуемых соединений на выживаемость животных с различным типом эмоционального реагирования на моделях неполной переднемозговой и гравитационной ишемии.

4. Оценка влияния однократного внутривенного введения исследуемых соединений на параметры локального мозгового кровотока у животных с различным типом эмоционального реагирования в норме, а также в условиях преходящей тотальной ишемии головного мозга.

5. Проведение углубленного изучения церебропротекторного эффекта, выявленного наиболее активного соединения на различных моделях гипоксии, а также фокальной ишемии головного мозга. Выявление наиболее эффективной дозы соединения. Оценка влияния наиболее активного соединения на морфологическое состояние структур головного мозга животных, подвергшихся воздействию гравитационной ишемии.

Научная новизна работы.

Впервые проведено исследование церебропротекторного действия новых композиций фенибута и фенотропила и их солей на различных моделях ишемии головного мозга у животных с разным типом эмоционального реагирования.

На основе морфо-функционального подхода выявлены вещества с выраженным церебропротекторным действием на различных моделях экспериментальной ишемии головного мозга: гравитационной ишемии, неполной пе-реднемозговой, преходящей глобальной и фокальной ишемии мозга. Выделено высокоактивное соединение РГПУ-147 (соль фенибута с лимонной кислотой), превосходящее по церебропротекторной активности препараты сравнения: пирацетам, фенибут и фенотропил.

Впервые изучено влияние соединения РГПУ-147 на мозговое кровообращение, установлено, что данное вещество уменьшает степень падения мозгового кровотока в условиях окклюзии общих сонных артерий с геморрагической гипотонией и сглаживает постокклюзионные феномены — стадию гиперперфузии и последующую стадию гипоперфузии.

Полученные данные о высоком церебропротекторном действии соединения РГПУ-147 при ишемии мозга свидетельствуют о целесообразности разработки лекарственного препарата на его основе для лечения ишемиче-ского инсульта.

Научно-практическая ценность работы и реализация результатов исследования.

Тема диссертации является составной частью плана научно-исследовательской работы кафедры фармакологии и биофармации факультета усовершенствования врачей Волгоградского государственного медицинского университета и утверждена на заседании Ученого Совета ВолГМУ (Протокол № 6 от 16.02.2005).

Представленные в работе данные о церебропротекторном действии новых производных фенибута и фенотропила обосновывают перспективность поиска эффективных церебропротекторных средств среди соединений этого ряда.

Полученные в диссертационном исследовании данные используются химиками-синтетиками Российского государственного педагогического университета им. Н. И. Герцена (Санкт — Петербург), при целенаправленном поиске и синтезе новых химических соединений, обладающих нейропротектор-ным действием.

Часть полученных данных используется в учебном процессе со слушателями факультета усовершенствования врачей и фармспециалистов на кафедре фармакологии и биофармации ФУВ ВолГМУ и студентами лечебного, педиатрического, стоматологического, фармацевтического, медико-биологического факультетов на кафедре фармакологии ВолГМУ, а также в научно-исследовательской работе кафедры фармакологии и биофармации ФУВ ВолГМУ и лаборатории психофармакологии НИИ фармакологии ВолГМУ.

Положения, выносимые на защиту.

1. Курсовое введение новых композиций фенибута и фенотропила и их солей оказывает церебропротекторное действие на моделях интравазальной окклюзии средней мозговой артерии, гравитационной ишемии, неполной пе-реднемозговой ишемии, преходящей глобальной ишемии головного мозга, что проявляется в уменьшении процента гибели животных, снижении степени неврологического дефицита, сохранении мнестической и когнитивных функций, морфологического состояния структур головного мозга. Наибольшим церебропротекторным действием обладает цитрат фенибута.

2. Однократное внутривенное введение новых производных фенибута и фенотропила на модели преходящей глобальной ишемии головного мозга препятствует снижению уровня мозгового кровотока в период ишемии, а также сглаживают выраженность феноменов гипои гиперперфузии в по-стишемическом периоде.

3. Животные с различным типом эмоционального реагирования обладают различной чувствительностью к ишемии головного мозга и имеют различные параметры исходного локального мозгового кровотока. Наблюдается различная эффективность действия препаратов фенибут, фенотропил и цит-ратсодержащего аналога фенибута у животных с различным типом эмоционального реагирования в условиях ишемии головного мозга.

Апробация работы Материалы исследования были доложены на 62-ой открытой итоговой конференции студентов и молодых ученых / ВолГМУ 19−23 апреля 2004 г. — Волгоград, 2004. X Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области, направление «Экспериментальные аспекты медицины», ноябрь 2005 г. — Волгоград, 2005; Международной научно-практической конференции «Фармация и здоровье», 9−12 ноября 2005 г. — Пермь, 2005; на 4-ой Международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» 13−16 марта 2006 г., д./о Подмосковье. — Москва, 2006; I международной (X всероссийской) Пироговской студенческой научной медицинской конференции, март, 2006 г. — Москва, 2006.

Публикации: По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ.

Структура и объем диссертации

.

ВЫВОДЫ:

1. Новые композиции фенибута и фенотропила и их соли РГПУ-147, РГПУ-138, РГПУ-149, РГПУ-154 в большей степени и соединений РГПУ-150, РГПУ-151, РГПУ-152, РГПУ-156, РГПУ-155, и, РГПУ-158 в меньшей степени оказывают при профилактическом и лечебном введении церебропротек-торное действие у животных, на различных моделях ишемии головного мозга, что проявляется в увеличении выживаемости, снижении степени неврологического дефицита, сохранении мнестической и когнитивных функций, уменьшении патоморфологических изменений в структурах головного мозга.

2. Применение однократного внутривенного введения фенибута, фенотропила их новых производных РГПУ-147, РГПУ-138, РГПУ-149, РГПУ-154 в большей степени и соединений РГПУ-150, РГПУ-151, РГПУ-152, РГПУ-156, РГПУ-155, и, РГПУ-158 в меньшей степени, на модели преходящей глобальной ишемии головного мозга у животных, препятствует снижению уровня мозгового кровотока в период ишемии, а также сглаживанию выраженности феноменов гипери гипоперфузии в постишемическом периоде.

3. По выраженности церебропротекторного действия соединение РГПУ-147 достоверно превосходит все другие соли и композиции с фенибутом и фено-тропилом, а также препараты контроля: пирацетам, фенибут и фенотропил.

4. Высокоактивные в поведенческих тестах животные являются менее чувствительными к ишемии головного мозга различного генеза, чем низкоактивные, что определяет необходимость предварительного типирования животных по степени чувствительности к ишемическому повреждению при фармакологическом поиске веществ с цереброваскулярной активностью. В качестве теста-предиктора может выступать тест «эмоциональный резонанс».

5. Церебропротекторный эффект соединения РГПУ-147, пирацетама, фенибута и фенотропила в условиях экспериментальной ишемии головного мозга в большей степени выражен у низко — и среднеактивных животных, в меньшей — у высокоактивных.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Полученные данные о наличии церебропротекторного действия новых производных фенибута и фенотропила в условиях моделирования экспериментальной ишемии головного мозга позволяет считать перспективным фармакологический поиск в данном ряду веществ, обладающих противоишеми-ческой активностью.

2. Рекомендовать соединение РГПУ-147 к последующему углубленному изучению с целью возможного внедрения в клиническую практику в качестве нейропротекторного препарата.

3. Рекомендовать проведение предварительного типирования по типу эмоционального реагирования в качестве обязательного метода отбора животных при фармакологическом поиске веществ, обладающих противоишемиче-ским действием.