CC BY
27УДК 547.1:615.9
ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ НЕХОЛИНОЛИТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ БЛОКАТОРОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ
МУСКАРИНОВЫХ РЕЦЕПТОРОВ
М.А. Юдин1 ВН. Быков, А.С. Никифоров, М.А. Сарана2
1Научно-исследовательский испытательный институт (военной медицины) Военно-медицинской академии им С.М Кирова Министерства обороны Российской Федерации, 195043, г. Санкт-Петербург 2СПб ГБУЗ «Городская больница № 40», 197706, г. Сестрорецк, г. Санкт-Пеекрббрг
В экспериментах изучена нехолинолитическая активность блокаторов мускариновых рецепторов при введении в среднеэффективных дозах по эффекту купирования судорожного синдрома после отравления ДФФ в дозе 1ЛД50. Выраженность лечебного действия атропина и тригексифенидила уступала бенактизину. Бенактизин в пороговых дозах оказывает угнетающий эффект на поведение животных, а атропин и тригексифенидил - возбуждающий. Исследованные блокаторы холинорецепторов проявляют дофаминоблокирующий эффект (тригексифенидил, атропин), адреностимулирующее (тригексифенидил, бенактизин), Н-холи-нолитическое (тригексифенидил) и М-холинолитическое действие (бенактизин, атропин).
Ключевые слова: М-холиноблокаторы, противосудорожная активность, нехолинолитические эффекты.
Введение. На сегодняшний день блокаторы центральных М-холинорецепторов (М-ХР) остаются незаменимыми средствами для неотложной терапии отравлений органофосфатами [7]. Для ряда из них, в частности для скополамина и бенактизина, показана способность уменьшать область повреждения головного мозга в остром периоде после отравления диизопропилф-торфосфатом (ДФФ). Нейропротекторная активность центральных холинолитических средств усиливается за счет способности уменьшать чувствительность NMDA рецепторов к воздействию избытка экстрацеллюлярного глутамата. Блокаторы центральных М-ХР применяются при лечении экстрапирамидных заболеваний [3], для предупреждения неврологических расстройств (акатизия [2], дискинезия [10]), вызываемых нейролептиками, а также остаются средствами выбора для лечения болезни Паркин-сона [9]. Показано, что на ранних этапах заболевания применение мускариновых антагонистов не только уменьшает непроизвольный тремор, но и отсрочивает использование агонистов дофаминовых рецепторов.
В то же время применение блокаторов М-ХР сопряжено с побочными эффектами, развитие которых зачастую определяется наличием у препаратов неспецифического влияния на различные нейромедиаторные системы организма. Для ряда средств показана способность проявлять синергизм с ГАМК-позитивными
препаратами, оказывать вторичное адренергическое действие. Описаны случаи проявления мускариновыми антагонистами фармакологического действия в отношении опиатергических структур головного мозга. Установление особенностей неспецифической активности центральных блокаторов М-ХР может быть использовано для расширения показаний к их применению, а выявление синергизма или антагонизма к препаратам различных групп определяет направления для разработки новых комбинированных средств. Учитывая сохраняющуюся актуальность назначения антихолинергических средств при лечении отравлений фосфорорганическими соединениями, цель настоящего исследования состояла в экспериментальной оценке нехолинолити-ческих эффектов блокаторов М-ХР.
Материал и методы исследования. В экспериментах на 450 нелинейных мышах-самцах исследована фармакологическая активность атропина, бенактизина и тригексифенидила, в соответствии с «Правилами лабораторной практики» (Приказ Минздравсоцраз-вития России от 23 августа 2010 г., №708н). Препараты растворяли в воде и вводили мышам внутрибрюшинно (в/б) в дозах 0,8-18 мг/ кг. Дозы препаратов, использованные в экспериментах на мышах, экстраполировали с человека согласно рекомендациям «Руководства ...» [4]. Минимально взятые дозы препаратов соответствовали минимальной терапевтической дозе для однократного вве-
Юдин Михаил Анатольевич (Yudin Mikhail Anatol>evich), кандидат медицинских наук, доцент, заместитель начальника отдела НИИЦ (МБЗ) НИИИ (ВМ) ВМедА им. С.М. Кирова, г Санкт-Петербург, [email protected] Быков Владимир Николаевич (Bykov Vladimir Nikolaevich), доктор медицинских наук, профессор, начальник НИИЦ (МБЗ) НИИИ (ВМ) ВМедА им. С.М. Кирова, г Санкт-Петербург, [email protected] Никифоров Александр Сергеевич (Nikiforov Alexander Sergeevich), кандидат биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник НИИЦ (МБЗ) НИИИ (ВМ) ВМедА им. С.М. Кирова, г Санкт-Петербург, [email protected]
Сарана Андрей Михайлович (Sarana Andrey Mikhaylovich), кандидат медицинских наук, доцент, заместитель главного врача по реабилитации СПб ГБУЗ «Городская больница № 40», г Сестрорецк, г Санкт-Петербург
дения человеку, максимальные дозы холинолитиков для мышей достигали курсовых доз, использующихся у человека. Противо-судорожную активность препаратов оценивали по латентному периоду развития и длительности судорог при отравлении животных ДФФ в дозе 0,8 ЛД50. Определяли латентный период развития судорог (мин), количество животных, у которых не развивался судорожный синдром, и частоту гибели мышей (%). Рассчитывали среднее эффективное время купирования судорог (ЕТ50 суд) у половины отравленных животных при применении блокаторов М-ХР.
Установление пороговых доз блокаторов М-ХР проводили по эффекту изменения ориентировочно-исследовательской реакции мышей в тесте «открытое поле» [4]. В качестве критерия порогового воздействия препаратов считали достоверное изменение хотя бы одного из параметров поведения в группе. Определение характера действия препаратов на другие нейромедиаторные системы исследовали с использованием метода фармакологических зондов в отношении дофаминергической, адренергической и серотони-нергической нервной системы. Гипотермию моделировали вну-трибрюшинным (в/б) введением О^-адреномиметика клонидина в дозе 0,5 мг/кг, каталепсию вызывали в/б введением блокатора дофаминовых рецепторов галоперидола в дозе 5 мг/кг, моделирование судорог проводили однократным подкожным (п/к) введением ГАМК-антагониста пентилентетразола в дозе 68 мг/кг, аритмию - внутривенным (в/в) введением верапамила в дозе 5 мг/кг, бради-кардию - в/в введением серотонина в дозе 80 мкг/кг. Эффективность противосудорожного действия препаратов на модели пен-тилентетразоловых судорог оценивали по уменьшению тяжести судорожного синдрома в баллах (шкала Рацин) [8]. Способность препаратов блокировать холинопозитивную симптоматику исследовали на моделях ареколиного тремора (п/к введение ареколина в дозе 25 мг/кг) и никотиновых судорог (п/к введение никотина в дозе 65 мг/кг). Блокаторы М-ХР вводили в/м в среднеэффектив-ных дозах по противосудорожному действию на фоне отравления ДФФ. Животным контрольной группы вводили воду для инъекций.
Статистическую обработку данных проводили с помощью ^критерия Стьюдента и теста Манна-Уитни. Расчет средних доз осуществляли методом пробит-анализа по Финни [5]. Среднее арифметическое и ошибку среднего для частоты гибели определяли с помощью таблиц Генеса [1].
Результаты и обсуждение. Блокаторы М-ХР вызывали достоверное дозозависимое противосудорожное действие на модели отравления мышей ДФФ (табл. 1).
Наиболее выраженную противосудорожную активность регистрировали при введении бенактизина в максимальной дозе 11,2 мг/кг. Препарат, введенный на первых признаках отравления, предупреждал развитие генерализованных клонико-тонических судорог у 83±17% животных. Однако частота гибели животных в этой группе достигала 50±22%. Количество погибших животных уменьшалось (33±21%) при применении бенактизина в дозе 5,6 мг/кг, однако в этом случае противосудорожное действие препарата заметно снижалось.
Аналогичные данные получены в опытах на животных, которым проводили терапию тригексифенидилом и атропином, однако по противосудорожному действию эффективность этих препаратов уступала бенактизину. Тригексифенидил и атропин достоверно увеличивали продолжительность латентного периода развития судорог с 9,6±2,46 мин (контроль) до 15,4±1,52 мин
(тригексифенидил) и 17,4±2,13 мин (атропин), уменьшали количество животных с генерализованными судорогами и предупреждали их гибель. Оба препарата в широком диапазоне доз оказывали противосудорожное действие, однако максимальную эффективность отмечали, если М-антагонисты были взяты в дозах 5 мг/кг и более. ЕД50 по купированию судорог составили: для атропина - 3,1 мг/кг, для тригексифенидила - 3,7 мг/кг, для бенактизина - 2,6 мг/кг.
При исследовании влияния блокаторов М-ХР на ориентировочно-исследовательскую активность мышей было установлено, что в пороговых дозах препараты вызывали достоверные изменения одного или двух параметров поведения у животных (табл. 2).
При введении тригексифенидила (1,6 мг/кг) и атропина (0,8 мг/кг) отмечали уменьшение числа поворотов (при р<0,05), что отражало нарушение ориентировочного компонента поведения. Введение бе-нактизина в пороговой дозе 1 мг/кг сопровождалось снижением исследовательской активности, которое определяли по уменьшению количества стоек. Применение препаратов в дозах, превышающих пороговые, характеризовалось существенными нарушениями структуры поведения мышей.
Полученные данные позволили заключить, что бенактизин в пороговой дозе проявляет угнетающий эффект на поведение животных. Увеличение числа поворотов указывало на возбуждающий эффект атропина и тригексифенидила. Выявленные различия могли быть обусловлены как холинолитической активностью, так и дополнительными фармакологическими эффектами препаратов в отношении других нейромедиаторных систем.
При сравнительном анализе холинолитической активности бенактизин и атропин в равной степени проявляли выраженное М-холинолитическое действие, которое подтверждалось полным предупреждением развития симптоматики ареколинового тремора. Тригексифенидил не купировал развитие тремора.
Применение метода фармакологических зондов позволило заключить, что препараты в противосудорожных дозах практически не оказывали достоверного влияния на динамику изменения ректальной температуры крыс, вызванной введением клонидина (табл. 3).
Только для тригексифенидила было характерно отсутствие достоверных отличий указанного показателя через 120 мин после применения клонидина. Полученные результаты указывали на отсутствие у препаратов а2-адреностимулирующего действия.
Наиболее выраженным антагонистическим действием к гало-перидолу у мышей обладали атропин и тригексифенидил. Только на фоне применения этих препаратов у животных не развивались признаки кателепсии. Такой эффект препаратов может быть опосредован их вторичным блокирующим действием в отношении систем возбуждающих аминокислот или способностью облегчать взаимодействие ГАМК-рецепторов с одноименным медиатором. В то же время ни один из препаратов не оказывал лечебного эффекта после отравления мышей пентилентетразолом в дозе 68 мг/кг.
При сравнении противосудорожной активности препаратов на модели никотиновых судорог наибольшим лечебным эффектом обладал тригексифенидил. Только на фоне введения этого препарата отмечали достоверное уменьшение частоты развития тремора и судорог. Бенактизин и атропин незначительно замедляли развитие тремора, однако не влияли на частоту и скорость развития судорожного синдрома.
При сравнении эффективности препаратов на модели серото-нин-опосредованной брадикардии наибольшим фармакологическим эффектом обладал тригексифенидил (рис. 1). Препарат достоверно купировал снижение ЧСС на протяжении всего исследования. Положительное влияние оказывали атропин и бе-нактизин. Значения ЧСС на фоне профилактического введения этих препаратов сохранялись на уровне фоновых показателей.*
На модели аритмии, вызванной введением верапамила, только бенактизин достоверно купировал снижение ЧСС, а атропин и тригексифенидил влияния на данный показатель не оказывали (рис. 2).
До настоящего времени блокаторы центральных М-ХР продолжают рассматриваться в качестве основных средств неотложной терапии холинергического криза при отравлении фосфорогани-
Таблица 1
Противосудорожная активность и защитная эффективность блокаторов М-ХР при введении на первых признаках отравления мышей ДФФ (0,8 ЛД50, в/м) (Х±тх, п=6)
Группа / препарат Доза, мг/кг Латентный период развития судорог, мин ЕТМ, мин Количество животных без судорог, % Частота гибели, %
Контроль (физ. раствор) - 9,6±2,46 304,5±34,06 17±17 18±12
Атропин 2,5 10,4±2,36 245,1±12,72** 33±21 33±21
5 14,3±1,42* 153,6±30,36** 50±22 17±17
10 17,4±2,13* 49,5±7,44** 50±22 0+17
Тригексифенидил 9 11,2±2,19 89,0±4,30** 50±22 17±17
18 15,4±1,52* 55,8±5,61** 67±21 0±17
Бенактизин 1 8,9±1,97 215,6±35,16 33±17 33±21
5,6 13,2±2,68 127,6±23,55* 67±21 33±21
11,2 16,6 5,8±3,74** 83±17* 50±22
Примечание: * - отличия по отношению к контролю отравления достоверны при р<0,01; ** - отличия по отношению к контролю отравления достоверны при р<0,001.
Таблица 2
Ориентировочно-исследовательская активность мышей в тесте «открытое поле» после введения
блокаторов М-ХР в пороговых дозах (Х±т , п=8)
Параметры Контроль Атропин 0,8 мг/кг Тригексифенидил 1,6 мг/кг Бенактизин 1,0 мг/кг
Латентный период выхода из центра, с 1,2±0,47 1,4±0,53 1,3±0,64 1,3±0,48
Число пересечений квадратов 79,1±4,52 75,3±7,18 73,1±6,94 74,7±11,05
Общее число стоек 17,4±2,42 15,3±5,16 16,8±5,62 9,0±3,63*
Число обследованных норок 16,0±1,05 15,2±1,15 16,2±1,64 15,0±2,04
Число поворотов 15,5±0,93 21,8±2,13* 20,7±1,92* 17,6±2,84
Число периодов неподвижности 0,2±0,09 0,2±0,06 0,1±0,13 0,7±0,49
Продолжительность периодов неподвижности, с 1,3±0,79 1,5±0,87 0,7±0,71 20,4±15,23
Число актов груминга 2,1±0,48 0,9±0,35 1,4±0,37 0,5±0,19**
Продолжительность актов груминга, 7,6±2,10 7,2±2,83 5,0±1,96 6,9±4,26
Примечание: * - отличия по отношению к контролю достоверны при р<0,05; ** - отличия по отношению к контролю достоверны при р<0,01.
ческими соединениями, а также вспомогательных препаратов комплексного лечения экстрапирамидных заболеваний и болезни Паркинсона. Однако широкому внедрению препаратов этого класса в клиническую практику препятствует недостаточная переносимость. Одним из направлений возможного использования препаратов подобного класса остается комбинированное применение М-ХЛ и а-адреноблокаторов для лечения дизурических расстройств у пациентов с аденомой простаты [6]. В этом случае использование комбинации препаратов позволяет обеспечить усиление терапевтического действия, а также нивелировать адре-ностимулирующий эффект блокаторов М-ХР. Для ряда средств показана способность проявлять синергизм действия с ГАМК-по-зитивными препаратами. Описаны случаи проявления мускари-новыми антагонистами фармакологического действия в отношении опиатергических структур головного мозга.
Важность исследования неспецифических механизмов действия мускариновых антагонистов определяется возможностью поиска препаратов, обладающих сочетанным холиноблокирую-щим и другим нейрорегуляторным действием, а при доказанной фармакологической активности может обеспечить расширение показаний для их применения у человека. Необходимо отметить, что именно за счет наличия дополнительного, помимо холинер-гического, действия ряд центральных блокаторов М-ХР обеспечивает стабильную работу органов жизнеобеспечения и предупреждает область органического поражения головного мозга при тяжелых отравлениях фосфорорганическими соединениями.
В ходе настоящего исследования проведена оценка нехолинер-гических механизмов фармакологической активности центральных блокаторов М-ХР при применении в среднеэффективных дозах по купированию ДФФ-индуцированных судорог. Фармакологическая активность препаратов исследована методами фармакологических зондов. В ходе проведения экспериментов
показано, что блокаторы М-ХР проявляют дофаминоблокирую-щий эффект (тригексифенидил, атропин), адреностимулирую-щее (тригексифенидил, бенактизин) и серотониноблокирующее (тригексифенидил) действие. Очевидно, что установленные особенности фармакологической активности должны учитываться при разработке схем терапии различных нозологических заболеваний и поражений нервной системы.
Выводы. 1. Бенактизин при в/м введении в дозе 11,2 мг/кг на первых признаках отравления ДФФ обладает выраженной проти-восудорожной активностью и защитной эффективностью. Препарат предупреждает развитие генерализованных клонико-тониче-ских судорог у 83±17% и гибель у 50±22 % животных.
2. Бенактизин в пороговой дозе 1,0 мг/кг оказывает угнетающий эффект на ориентировочно-исследовательскую активность животных, а атропин 10,8 мг/кг и тригексифенидил 1,6 мг/кг - возбуждающий.
3. Тригексифенидил в среднеэффективной дозе по купированию судорог при отравлении ДФФ проявляет адреностимулиру-ющее, дофаминоблокирующее, серотониноблокирующее и Н-хо-линолитическое действие.
4. Бенактизин в среднеэффективной дозе по уменьшению тяжести судорожного синдрома при отравлении мышей ДФФ проявляет адреностимулирующее и М-холинолитическое действие.
Таблица 3
Влияние предварительного (за 30 мин) в/м применения блокаторов М-ХР на динамику температуры тела мышей после в/б введения клонидина в дозе 0,5 мг/кг (X±m , п=8)
Время регистрации температуры Препарат
контроль (клонидин) атропин, 3,1 мг/кг бенактизин, 2,6 мг/кг тригексифенидил, 3,7 мг/кг
Фоновые показатели 37,9±0,35 38,7±0,07 37,8±0,16 37,6±0,06
30 мин 34,5±0,2* 34,1±0,24* 34,3±1,07 34,5±0,57*
60 мин 34,1±0,39* 34,6±0,43* 33,7±0,27* 35,1±0,73*
120 мин 35,1±0,34* 36,0±0,4* 35,0±0,56* 35,3±0,97
180 мин 36,4±0,19* 36,7±0,54 36,0±0,54 35,4±1,12
240 мин 36,7±0,13 36,8±0,71 36,4±0,39 36,1±0,85
300 мин 37,0±0,17 36,6±0,77 36,2±0,48 36,4±0,66
Примечание: * достоверные отличия от фоновых значений при p<0,05.
о4-
кГ И о
ё и и
К
и
о М и
¡3
15 10 5 О -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40
*
Рис. 1. Влияние предварительного (за 20 мин) в/м применения блокаторов М-ХР на развитие аритмии, вызванной в/в введением мышам серотонина в дозе 5 мг/кг (Х±тх, п=6, * - достоверные отличия относительно контроля при р<0,001).
120
10 30 60
Время от в/в введения серотонина, с
□ контроль (физ. раствор) ■ атропин 3,1 мг/кг
■ бенактизин 2,6 мг/кг тригексифенидил 3,7 мг/кг
Рис. 2. Влияние предварительного
(за 20 мин) в/м применения блокаторов М-ХР
на развитие брадикардии, вызванной в/в
введением мышам верапамила в дозе
80 мкг/кг (Х±тх, п=6,
* - достоверные отличия относительно
контроля при р<0,05).
1 3 5
Время от в/в введения верапамила, мин
10
□ контроль (физ. раствор) ■ бенактизин 2,6 мг/кг
I атропин 3,1 мг/кг тригексифенидил 3,7 мг/кг
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГенесВ.С. Некоторые простые методы кибернетической обработки данных диагностических и 8. Racine RJ. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1972; 2 (3): 281-294. физиологических исследований. М.: Наука; 1967. 9. Rathbone J., Soares-Weiser K Cochrane Database of Systematic Reviews, № 4; 2006.
2. Дагаее С.Г., Филько О.А., Кубарская Л.Г. Труды института токсикологии под ред. проф. С.П. 10. Soares-Weiser K, McGrath J. Cochrane Database of Systematic Reviews, № 2; 2000. Нечипоренко. СПб; 2010.
3. Машкоеский С.М. Лекарственные средства. М.: РИА «Новая волна»; 2008.
4. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая / Под ред. А.Н. Миронова. М.: Гриф и К; 2012.
5. Finney D.J. Probit analysis. 3rd ed. New York. Cambridge: University Press; 1971.
6. Maksimov V.A., Khodyreva L.A., DudarevaA.A. Combined treatment of patients with prostatic adenoma and overactive bladder Urologiia. 2011; 6 (46): 48-50.
7. Myhrer T., Enger S., Aas P. Anticonvulsant Efficacy of Pharmacological Agents Microinfused into Medial Septum of Rats Exposed to Soman. JMedCBR. 2009; 7: 1-14.
REFERENCES:
1. Genes VS. Some simple methods of cybernetics data processing of diagnostic and physiological research. - 8. Racine R.J. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. - 1972. - 2 (3). - P. 281-294. Moscow - 1967. - 80 p. (in Russian). 9. Rathbone J., Soares-Weiser K Cochrane Database of Systematic Reviews, № 4; 2006.
2. Dagaev S.G., Filko O.A., Kubarskaya L.G. The Studies of toxicology. Prof. Nechiporenko. - Spb. - 2010. - P. 10. Soares-Weiser K, McGrath J. Cochrane Database of Systematic Reviews, № 2; 2000. 48-56 (in Russian).
3. Mashkovskiy S.M Medications. Moscow. - 2008. - 1206 p (in Russian).
4. Manual of preclinical research of medications. Part I. A. N. Mironov. Moscow. - 2012. - 944 p. (in Russian).
5. Finney D.J. Probit analysis. 3rd ed. New York. Cambridge: University Press. - 1971. - 333 p.
6. Maksimov V.A., Khodyreva LA, Dudareva A.A. Combined treatment of patients with prostatic adenoma and overactive bladder Urologiia. - 2011. - Vol. 6, № 46. -
P. 48-50.
7. Myhrer T., Enger S., Aas P. Anticonvulsant Efficacy of Pharmacological Agents Microinfused into Medial Septum of Rats Exposed to Soman. JMedCBR. - 2009. -
Vol. 7. - P. 1-14.
M.A. Yudin1, V.N. Bykov1, A.S. Nikiforov1, M.A. Sarana2
SPECIFIC MANIFESTATIONS OF NON-CHOLINOLYTIC ACTION OF CENTRAL MUSCARINIC RECEPTORS BLOCKERS
'Scientific Research Institute of Military Medicine under S. M Kirov Military Medical Academy, 195043, Saint-Petersburg, Russian Federation 2State Budget Health Institution «City Hospital № 40», 197706, Sestroretsk, Saint-Petersburg, Russian Federation
The non-cholinolytic activity of muscarinic receptor blockers was studied in experiments after their intake in average effective doses based on convulsive disorder management following diisopropylfluorophosphate poisoning at 1 LD50 dose. The therapeutic intensity of atropine and trihexyphenidyl was lower than that of benactizine. Benactizine in threshold doses has inhibitory effect on animal behavior, whereas atropine and trihexyphenidyl produce excitant effect. Blockers of ACh receptors tested produce dophamine-blocking effect (trihexyphenidyl, atropine), adreno-stimulating (trihexyphenidyl, benactizine), N-cholinolytic (trihexyphenidyl) and M- cholinolytic (benactizine, atropine) actions.
Key words: anticonvulsant activity, muscarinic antagonists, non-cholinolytic effects.
Переработанный материал поступил в редакцию 02.03.2014 г
