Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблемы преодоления терапевтической резистентности и снижения побочных эффектов психофармакотерапии определяют актуальность поиска психотропных препаратов нового механизма действия. Известно, что число больных резистентных к стандартной терапии антидепрессантами достигает 30 % [Мосолов С.Н., 1995; Depression guideline panel, 1993]. Среди больных эпилепсией 25-33 % высокорезистентны к проводимой терапии, а 2-3 % - практически нечувствительны к ней [Громов СА, 1987]. Оптимизация биологической терапии необходима при лечении больных шизофренией, что обусловлено, с одной стороны, недостаточной эффективностью используемых препаратов, а, с другой, высоким риском развития побочных нейролептических эффектов [Davis J.M., Schaffer СВ., Killian GA et a! 1980; Kane J.M., Lieberman J., 1987].
Активность классических психотропных препаратов связывают с воздействием на нейромедиаторные системы мозга. Не вызывает сомнения то, что все нейроактивные эндогенные вещества вносят большой вклад в развитие тон или иной функции, а изменение нейрохимического метаболизма, оказывает модулирующее влияние не только на патологически измененные, но и нормальные структуры мозга. С последним связано появление побочных эффектов и нарушение естествешгых фуігкций ЦНС.
Методически пока весьма сложно определить и ранжировать, в соответствии с критическим уровнем активности, значимость отдельных нейрохимических систем в конкретной форме поведения или при патологии. В то же время, несмотря на сложность организации и множественность проявлений работы мозга, в ее основе, на уровне клеточной активности лежат два процесса - возбуждение и торможение. Иигегративное взаимодействие их между собой па уровне популяции нейронов в каждом конкретном случае определяет и вовлечение мозговых структур и участие медиаторных систем в действии [Черкес В.А., 1988; Адрианов О.С., 1995а; Адрианов О.С., 19956]. Поэтому средства, способные модулировать электрическую активность нейронов, представляют безусловный интерес в качестве возможных психотропных препаратов. В основу настоящего исследования легла идея использования препаратов, первично не влияющих на медиаторные и нейромодуляторные системы мозга, но блокирующих электроуправляемые кальциевые каналы. Выбор таких средств определялся тем, что ионы кальция играют существенную роль в организации ней-рональной клеточной активности Доказано, что увеличение концентрации внутриклеточного ионизированного кальция приводит к усилению метаболической активности нейронов, влияет на процессы клеточного электрогенеза [Baker P.F.,1985; Berridge M.J.,1985; Костгок П.Г., 1986; McConmck J.G., Halestrap A.P., Denton R.M., 1990; MiJler R.J., 1991]. В экспериментах с регистрацией ЭЭГ продемонстрировано минимальное влияние блокатороа кальциевых каналов (БКК) на нормальную электрическую активность нейронов выражено минимально. Существует также предположение, что в нормальных условиях кальциевые электроуправляемые каналы нейронов находятся в пассивном состоянии и не несут физиологической нагрузки, однако при возбуждении их роль может резко возрастать. Чем
сильнее выражено возбуждение клеток, тем большее число кальциевых каналов вовлекается, тем больше возможность модулирующего действия БКК на процессы возбуждения [Walden J., Speckmann E.-J., 1988; Speckmann E.-J., Walden J., 1993; Spedding M, Middlemiss D.N., 1985; Phmmer MR., Logothens D.E., Hess P., 1989; Silverstone P.H., Graheme-Smith D.G., 1992; Mori Y. et all. 1993]. Поэтому вероятно, что действие этих веществ может проявляться при патологических состояниях, минимально влияя на нормальную активность клеток.
Механизм действия БКК принципиально отличается от действия классических психотропных препаратов и позволяет предполагать оригинальньш спектр их психотронной активности К тому же комбинация БКК со стандартными психотропными средствами может оптимизировать и стандартную психофармакотерапию в преодолении терапевтической резистентности.
Кроме того, известно, что нарушение нормальной деятельности ЦНС зачастую связано с развитием дегенеративных изменений, которые развиваются не только при заболеваниях мозга (эпилепсии, паркинсонизме, шизофрении, наркоманиях, болезни Альпгеймера и др.), но и в ходе онтогенетического развития [Drian M.-J., Kamenka J.-M., Pirat J.-L., Privat A., 1991; Tumbull J., 1987; Corselfis J.A.N., Bruton C.J.,1983; Cadete-Leite A., Tavares M.A., Uylings H.B.M. et all., 1988 и др.]. Поэтому актуален и поиск препаратов, предупреждающих и снижающих развитие дегенеративных изменений ЦНС. Безусловные перспективы в этом направлении имеют БКК, которые снижают избыточное накопление катиона, играющего критическую роль в развитии дегенеративных процессов.
Известно, что класс БКК не является однородным по химическому строению, поэтому весьма вероятными представляются отличия по спектру психотропной активности у препаратов разных групп.
В связи со сказанным, были сформулированы цели исследования: 1. Исследовать в эксперименте психонейротропнун) активность основных представителей класса блокато-ров кальциевых каналов (верапашиа, нифедипит, цишшризина, фендилина и дильтиа-зема) и обосновать в соответствии с полученными результатами их клиническое использование; 2. Исследовать в клинических условиях анксиолитическую и антидепрессивную активность блокатора кальциевых каналов, эффективного в эксперименте.
В соответствии с целями сформулировали задачи:
-
Разработать модели для оценки влияния препаратов на структуру поведения животных и возбудимость ЦНС и изучения нейропротективной и анксиолитической активности.
-
Исследовать анксиолитичесхое действие перечисленных препаратов в поведенческих тестах на интактиых животных и животных с индуцированной тревогой;
-
Исследовать антидепрессивную активность в тесте "стрессорной иммобилизации" (подвешивание мышей за хвост) и оценить профиль нейрохимических механизмов
действия на основании взаимодействия БКК с тест-веществами (резерпин, 5-оксигриптофан, клонидин, алпразоламидр.);
-
Изучить на моделях генерализованных судорог, вызванных коразолом, кофеином, хинолинатом, максимальным электрошоком противосуцорожное действие БКК;
-
Исследовать нейропротективное действие препаратов на модели хинолитатной дегенерации нейронов гигшокампа и латеральной перегородки мозга крысы;
-
Изучить действие исследуемых препаратов в комбинациях с классическими психотропными средствами в основных поведенческих тестах.
-
Выявить показания для клинического применения блокаторов кальциевых каналов в качестве психотропных препаратов.
-
На основании сопоставления клинических и экспериментальных данных изучения анксиолитической активности препаратов, обосновать прогностическую ценность моделей тревожного поведения.
Научная новизна
1. На основе метода "открытое поле" разработан способ оценки структуры двига
тельного поведения мелких лабораторных животных, позволяющий различать естествен
ное и патологическое поведение. Разработан метод "титрование коразола" (дробное суб
хроническое введение подсудорожных доз коразола), который за короткий период времени
позволяет моделировать феномен "раскачки", точно оценивать возбудимость ЦНС путем
определения минимальной судорожной дозы конвульсанга. Обосновано использование
внутрижелудочкового введения (в/ж) хинолиновой кислоты (ХИК) для оценки нейропро-
тективной активности препаратов. Для отбора анксиолигических средств разработан тест
"неполной сенсорной депривации", позволяющий моделировать патологическую тревож
ную реакцию (торможение двигательной активности (ДА) животных с ампутированными
вибриссами).
2. Выявлено, что в гесте "стрессорной иммобилизации" выраженной
"антидепрессивной" активностью обладают нифедиши и фендилин, поэтому поиск пер
спективных антидепрессантов следует проводить среди новых производных дигидропири-
дина и прениламина. На основании взаимодействия этих препаратов с стандартными тест-
веществами (5-окситриптофан, клонидин, резерпин, фенамин, галоперидол, этанол) уста
новлены различия в нейрохимическом профиле их действия. Экспериментально обосно
вано клиническое использование комбинаций кифедиггана с имипрамином, амшриптили-
ном, пиразидолом, анафранилом, хлоридом лития, диазепамом и фенднлина с амшргатги-
лином, миансеришш и алпразоламом для усиления антидепрессивной активности послед
них.
3. Выявлено в эксперименте, что все представители класса БКК оказывают анксиолн-
тическое действие. Однако "анксиолитнческая" активность БКК выявляется не во всех, а
только в конкретном для каждого препарата тесте тревожного поведения (темно-сзетлая
камера, приподнятый крестообразный лабиринт, модель неполной сенсорной дсприванит!).
Сделано предположение, что выбранные модели тревоги формируют разные уровни тревоги. Обнаружено, что строфантин и BAY К 8644 в стандартных моделях тревоги вызывают такие же изменения в поведении, как и стандартные анксиогены Показано, что БКК не изменяют в основном анксиогенных эффектов коразола, кофеина, BAY К 8644, строфантина и фенилзтиламина в тестах тревожного поведения.
-
Впервые показано, что все БКК активны против коразоловых судорог у мышей, неоднозначно влияют на судороги, вызванные кофеином, и не обладают противосудорож-. ным действием в отношении ХИК и электрического тока.
-
На модели "титрования коразола" выявлено, что БКК разных химических групп при субхроническом введении оказывают стабилизирующее действие, предупреждая повышение возбудимости ЦНС. На этой же модели обнаружено, что только отмена дильтиа-зема после субхронического введения вызывает повышение возбудимости ЦНС.
-
Впервые показано, что (в/ж) введение ХИК вызывает развитие нейродетенератив-ньгх шменений в дорсальном гиппокампе, ядрах латеральной перегородки и полосатом теле, а нифедипин, циншризин и верапамил предупреждают развитие этих повреждений. Установлено, что развитие нейродегенеративных шменений не зависит от выраженности судорожной реакции Выявлено, что критическое повышение концентрации ХИК в периоде раннего онтогенеза может вызывать нарушение поведения на отдаленных этапах по-стнатального развития.
-
Установлено, что все представители БКК снижают двигательную активность (ДА) мышей в "открытом поле", не нарушая структуры двигательного поведения.
-
Обнаружено, что БКК, не снижающие температуру тела при системном введении (верапамил и дильтиазем), оказывают гипотермическое действие при центральном введе-нии.
-
Впервые показано, что верапамил и нифедипин снижают симптомы апетальдегид-ной интоксикации.
10. Впервые показано, что нифедипин обладает антидепрессивной и анксиолигиче-
ской активностью, приводит к редукции параноидного, шизофазического и онейроидного
симптомов у больных с острыми аффективными расстройствами в структуре различных
психических заболеваний.
Положения, выносимые на защиту:
Использованные в эксперименте тесты для оценки психотропной активности блока-торов кальциевых кашлов отражают психотропное действие нифедишша в клинике у больных.
Психотропное действие шфедипина в большей степени проявляется у больных с психозами, в структуре которых значительную роль играет аффективное возбуждение
1. "Антидепрессивная" активность нифедипина в тесте "«рессорной иммобилизации" не связана со стимуляцией моноаминергических структур, подобное действие фендилина напротив обусловлено стимулирующим влиянием на эти системы. Выявленные особенно-
сти действия могут определять различия в спектре синсргистического взаимодействия этих препаратов со стандартными антидепрессантами;
2. "Анксиолитическая" активность БКК, выявленная в тестах на тревогу, зависит от
конкретных условий формирования тревожной реакции Тревога, развивающаяся в разных
тестах, гетерогенна, ситуационно-обусловлена и вряд ли имеет патологический характер.
Использование диазепама - "эталонного" препарата в поведенческих тестах на тревогу за
трудняет поиск апхеиолитиков с иным механизмом действия.
Противосудорожная активность БКК в моделях коразоловых судорог не отражает анксиолнтического действия при коразоловой тревоге в тесте "темно-светлой камеры" и "приподнятом крестообразном лабиринте". На основании антагонизма потенциальных ан-ксиолитиков со стандартными анксиогенами в моделях генерализованных судорог можно судить о нейрохимических механизмах, лежащих в основе формирования анксиогензави-симой тревоги
-
Предварительное заключение о наличии или отсутствии анксиолитичесхой активности у препарата на доклиническом этапе исследования может быть сделано на основе комплексного анализа действия в тестах на тревогу на интактных и тревожных животных, и способности вещества влиять на возбудимость ЦНС;
-
Модель "хинолинатпой дегенерации" нейронов гигшокампа и перегородки адекватна для изучения прямого нейропротективного действия веществ. Хинолинатяые повреждения нейронов не связаны с судорожным действием метаболита. Возбуждающее и судорожное действие ХИК обусловлено активацией как стимулирующих, так и иигибирующих нейронов. Судорожное действие ХИК обусловлено прежде всего стимуляцией стриатума.
Хинолипатная стимуляция ЦНС в критические периоды раннего постнаталъного развития нарушает формирование функций мозга в последующие периоды.
Нейропротектившя активность БКК в тесте "хинолинатной дегенерации" обусловлена непосредственным влиянием на нейроны и не зависит от выраженности судорог;
-
Стимулирующее или угнетающее действие БКК на функциональную акгивность дофаминергических систем зависит от дозы препаратов;
-
Снижение двигательной активности при отсутствии изменений в структуре двигательного поведения обусловлено центральным и периферичеким эффектами БКК;
-
В развитии гипотермии, вызванной введением верагвмила, дильтиазема и шшоди-пина имеет значение изменение центральных и периферических механизмов терморегуляции, которые определяются исходной температурой животных;
-
Психотропное действие нифедипина у больных лучше всего проявляется при лабильности психических процессов.
Научно-практическая ценность работы:
Разработаны тесты для выявления нормальной и патологической структуры двигательного поведения, изменения уровня возбудимости ЦНС, исследования анксиолитического и нейропротективиого действия препаратов.
Обнаружены различия в спектре психонейротропной активности БКК разных химических група Показаны перспективы применения нифедипина и фендшшна при лечении аффективных состояний. Выявлены различия в механизме их действия и показаны особенности потенцирования этими препаратами антидепрессивного эффекта стандартных антидепрессантов. Получены клинические результаты, подтверждающие "антидепрессивную" активность нифедипина.
Экспериментально обосновано использование верапамила и нифедипина при алкогольном абстинентном синдроме и состояниях, связанных с повышением уровня ацетальдегида крови Обосновано применение нифедипина для профилактики и лечения депрессивных нарушений в структуре алкоголизма.
В свете влияния на патологическую тревогу, сформулированы положения, конкретизирующие доклиническое изучение анксиолитической активности препаратов: 1. высказано предположение о гетерогенных механизмах формирования нормальной ситуационно-обусловленной тревоги в разных тестах; 2. показано, что в тестах на взаимодействие со стандартными анксиогенами, противосудорожное действие препаратов не всегда отражает их анксиолитическую активность. 3. теоретически обосновано положение о том, что использование "стандартного анксиолитика или анксиогена" как эталонного средства в тестах на тревогу предполагает выявление препарата с подобным, но не иным механизмом действия.
Выявление анксиогенной активности строфантиш и BAY К 8644 позволяет расширить круг препаратов, используемых для формирования экспериментальной тревоги при поиске новых анксиолитиков.
Экспериментально обоснована потенциальная анксиолнтическая активность всех исследованных БКК, что расширяет представления о пазогенезе тревога и механизмах действия анксиолитиков. Обнаруженное прямое нейропротективное действие БКК позволяет рассмотреть возможности их использования при болезнях ЦНС, сопровождающихся развитием нейродегенеративных процессов вне зависимости от фактора, вызывающего дегенерацию.
Результаты изучения судорожного и нейродегенеративного действия хинолнната расширяют представления о механшмах взаимодействия нейронов в эпилептогенном очаге (ЭО) и вовлечении структур мозга в судорожную реакцию при моделировании патологии ЦНС с использованием ХИК. Выявлено отсутствие связи между судорожным и нейродеге-неративным действием ХИК. Особенности развития судорог под действием ХИК определяются одновременной стимуляцией возбуждающих и ингибирующих нейронов.
Клиническое исследование психотропной активности нифедипина при острых аффективных нарушениях позволило конкретщировать показания к назначению препарата в зависимости от способности больных к переключаемости внимания. Результаты клинического испытания нифедипиш позволили рекомендовать его как средство дополнительной терапии при лечении острых аффективных состояний, сопровождающихся онейроидным, шизофазическим и параноидным синдромами, резистентными к стандартной терапии.
Полученные результаты позволяют расширить наши представления о психотропном действии препаратов и оптимизировать поиск новых средств среди веществ, блокирующих кальциевые каналы.
Основные публикации по теме диссертации изложены в 30 статьях (6 в иностранной периодике).
Реализация результатов исследования:
Сведения об экспериментальной активности нифедилина в экспериментальных тестах на тревогу и депрессию легли в основу клинических испытаний нифедилина у психиатрических больных и больных алкоголшмом. Результаты изучения психонейротропной активности БКК включены в учебные программы на кафедрах фармакологии Санкт-Петербургской Педиатрической медицинской академии и Санкт-Петербургского медицинского университета им. акад, И.П.Павлова.
Апробация работы. Материалы работы докладывались на международных конференциях и семинарах: 1. "Причины и механизмы заболеваний мозга человека" (Советеко-Бри-танский симпозиум по неврологии, 25-27 мая 1988г.); 2. "International Study Group for Tryptophan Research" (1STR.V89, May 9-12, 1989, Baltimore, Maryland, USA); 3. "Влияние специфических кейротоксинов на нейропальные системы мозга" (Институт мозга АМН СССР, Москва, 24-26 января 1989г.); 4."Нейрофармакология на рубеже двух тысячелетий" (Санкт-Петербург, 6-8 октября 1992г.). 5. "Актуальные проблемы лекарственной токсикологии (Москва, 12-16 ноября 1990г.) На международном конгрессе "Рак, СПИД и родственные проблемы" (май 1995г.); На Всемирном Конгрессе психиатров в Мадриде (август, 1996г.).
На республиканских конференциях по фармакологии и физиологии: 1. "Стриатная система и поведение в норме и патологии" (Алушта, 4-6 октября 1988г.,ГУ Симпозиум); 2. "Актуальные вопросы фармакотерапии" (Уфа, 21 июня, 1990г.).
На заседаниях Ленинградского и Санкт-Петербургского фармакологического общества (декабрь 1987г., март 1993г., апрель 1996г.), на совместном совещании лаборатории фармакологии наркотиков 1 Санкт-Петербургского МИ им.И.П.Павлова и отделения клинической и экспериментальной психофармакологии им.В.М.Бехтерева (1993г.), на заседаниях отделения клинической и экспериментальной психофармакологии НИИ им. В.М.Бехтерева.
Объем и структура диссертации.
