Введение к работе
Актуальность темы. Данные эпидемиологических исследований, проводимые Всемирной организацией здравоохранения, и исследования в отдельных странах показывают, что рост темпа жизни, урбанизация и научно-технический прогресс, а также социально-экономическое напряжение в обществе приводят к увеличению числа заболеваний нервной системы (Атаманов А.А., Менделевич В.Д., 2011; Вельтищев Д.Ю., 2011; Weisberg R.B., 2009; Provencher M.D., 2013), среди которых, с отчетливой тенденцией к увеличению, преобладают синдром хронической усталости, тревожные расстройства и когнитивные нарушения (Воронина Т.А., 2009; Захаров В.В., 2012; Luyckx К. et al., 2011; Durham R.C. et al., 2012). Основными факторами развития как тревожных расстройств, так и когнитивных нарушений являются наследственная предрасположенность, стрессы, расстройства мозгового кровообращения различного генеза, использование нейропсихотропных средств, а также соматические и эндокринные заболевания (Вельтищев Д.Ю., 2011; Захаров В.В., Вахнина Н.В., 2011; Старчина Ю.А., 2012; Forbes D. et al., 2011; Provencher M.D. et al., 2012). Отмечается рост резидуальной церебрально-органической патологии, вследствие цереброастенических и энцефа-лопатических нарушений, возникающих на фоне внутриутробной асфиксии плода, родовых травм мозга и др. (Евтушенко Е.Д., 2003; Уракова Н.А., 2012; Poletti М. et al., 2012; Suttanon P. et al., 2012). С увеличением продолжительности жизни населения, резко возрос процент лиц с нейродегенеративными заболеваниями (Камчатнов П.Р. и др., 2010; Старчина Ю.А., 2012; Smith R.A. et al., 2006; Li H. et al., 2011; Poletti M. et al., 2012).
В настоящее время в медикаментозном лечении больных с заболеваниями нервной системы применяются средства с анксиолитическим, антидепрессивным, ноотропным и другими действиями, влияние которых направлено на высшие интегративные функции мозга: восстановление нарушенных мне-стических и мыслительных функций, снижение неврологического дефицита, уровня тревожности и повышение резистентности организма к экстремальным воздействиям (Гуревич М.А., 2006; Jellinger К.А., 2008). При этом большинство применяемых синтетических препаратов вызывает побочные реакции, что, в конечном итоге, нивелирует их терапевтическую эффективность. Так, на фоне анксиолитиков бензодиазепинового ряда наблюдаются нарушения когнитивных функций, синдром отнятия и рецидива тревоги в случае их отмены (Durham R.C. et al., 2012); трициклические транквилизаторы проявляют антихолинергическое, кардиотоксическое влияние, нарушают когнитивные функции и др. (Durham R.C. et al., 2012; Friborg О. et al., 2013). Применяемые в настоящее время синтетические ноотропные средства также обладают рядом побочных эффектов, которые ограничивают их применение (Воронина Т.А., Середенин СБ., 2007; Akabay P. et al., 2003).
Между тем, для лечения неврологической патологии с глубокой древности используются такие растения как женьшень, валериана лекарственная, пустырник сердечный, мелисса лекарственная, пион уклоняющийся, зверобой продырявленный, шлемник байкальский и созданные на их основе фитосборы (Барнаулов О. Д., 2010; Венгеровский А.И. и др., 2011; Арушанян Э.Б., 2008; 2012). Доказано, что благодаря наличию комплекса биологически
активных веществ растительные средства обладают широким спектром фармакологической активности, оказывают выраженный терапевтический эффект и их побочное действие, в большинстве случаев, ограничивается индивидуальной непереносимостью компонентов (Авдеева Т.И., Кинкулькина М.А., 2008; Турищев С.Н., 2008; Алексеева А.В., 2011; Бурчинский С.Г., 2012; Куркин В.А. и др., 2012). Преимущество комплексных средств перед монопрепаратами обусловлено синергизмом действия лекарственных растений в сборах, благодаря чему усиливаются полезные свойства компонентов, входящих в их состав. Рационально подобранные фитопрепараты способны выступать в качестве регулирующей системы при патологических состояниях организма (Николаев СМ., 2008; 2012). Интерес представляют традиционные медицинские системы, в частности тибетская, которая широко использует многокомпонентные сборы при болезнях «гза» («болезни, насылаемые духами»: при инсультах, параличах и других нарушениях функций нервной системы) (Тибетская..., 2008).
В связи с этим актуальным является поиск средств в лечении расстройств нервной системы, обладающих широким спектром фармакологических свойств в сочетании с максимальной безвредностью. Лекарственные растения и созданные на основе тибетской традиции врачевания средства представляют большой интерес.
Целью исследования явилось определение особенностей морфофунк-циональных нарушений центральной нервной системы, вызванных алкогольной интоксикацией, длительным эмоциональным стрессом, депривацией сна, введением скополамина, а также гипоксией, и оценка фармакотерапев-тической эффективности растительных средств при указанных патологических состояниях.
Для достижения указанной цели были сформулированы следующие задачи:
-
определить особенности влияния алкогольной интоксикации, эмоционального стресса, депривации сна, скополамина и гипоксии на морфофунк-циональное состояние центральной нервной системы;
-
изучить структурные изменения в коре больших полушарий головного мозга, гиппокампе и мозжечке при указанных патологических состояниях;
-
определить спектр нейропротективной активности исследуемых растительных средств;
4) оценить фармакотерапевтическую эффективность растительных
средств на фоне алкогольной интоксикации;
-
определить фармакотерапевтическую эффективность экстракта соплодий хмеля обыкновенного (ЭСХО), настойки цимицифуги даурской (НЦД) и «Анксиофита» при патологических состояниях, сопровождающихся тревожными расстройствами;
-
изучить влияние растительных средств на морфофункциональное состояние нервной системы при нейродегенеративных и гипоксических состояниях;
-
выявить основные механизмы нейропротективного влияния исследуемых растительных средств.
Научная новизна. Работа представляет комплексное исследование по влиянию алкогольной интоксикации, эмоционального стресса, депривации сна, введения скополамина и гипоксии на морфофункциональное состояние головного мозга белых крыс с обоснованием возможности и целесообразности фармакокоррекции растительными средствами указанных патологических состояний. Определено, что при алкогольной интоксикации, стрессовых, нейродегенеративных и гипоксических состояниях у животных развивается комплекс поведенческих нарушений, характеризующийся двигательной и эмоциональной заторможенностью животных, нарушениями когнитивных функций. В коре больших полушарий, гиппокампе и мозжечке наблюдаются морфофункциональные изменения, характеризующиеся уменьшением количества функционально активных и увеличением количества регрессивных форм нейронов (пикнотических, резко гипохромных и «клеток-теней»), явлений сателлитоза и нейронофагии на фоне снижения энергетического потенциала и подавления активности моноаминергической системы головного мозга. Установлено, что при длительной инъекции скополамина (экспериментальная болезнь Альцгеймера) у животных отмечаются наиболее выраженные структурные изменения в гиппокампе, характеризующиеся не только тотальным гиперхроматозом нейронов, характерным для других патологических состояний, но и их лизисом, в результате чего наблюдаются массивные очаги клеточного опустошения.
Выявлено, что основными и общими механизмами в повреждающем действии нервной системы при указанных патологических состояниях являются активация свободнорадикального окисления липидов и снижение активности системы антиоксидантной защиты.
В работе установлено, что исследуемые растительные средства оказывают ноотропное, антидепрессивное, антиагрессивное, анксиолитическое и умеренное седативное действие. Определено, что «Ноофит» проявляет более выраженное ноотропное действие, «Анксиофит» - анксиолитическое; при этом, с повышением дозы фитопрепарата снижается ноотропное действие и повышается седативный эффект.
Установлено, что исследуемые растительные средства обеспечивают выраженную фармакотерапевтическую эффективность при хронической алкогольной интоксикации, оказывая противотревожное и антиамнестическое влияние, уменьшая количество регрессивных нейронов в коре больших полушарий, гиппокампе и мозжечке. Показано, что на фоне длительного эмоционального стресса и депривации сна ЭСХО, НЦД и «Анксиофит» нормализуют у животных поведенческие реакции, снижая эмоциональное напряжение, оказывая антиамнестическое влияние; уменьшают количество регрессивных нейронов в структурах головного мозга и стимулируют моноаминер-гическую систему. При экспериментальных нейродегенеративных состояниях «Ноофит» проявляет выраженную фармакотерапевтическую эффективность, нормализуя у животных поведенческие реакции, оказывая антиамнестическое влияние, подавляя свободнорадикальные процессы, активируя антиоксидантную систему организма, уменьшая количество регрессивных нейронов. Курсовое введение исследуемых средств оказывает антиамнестическое влияние, нормализует энергетический потенциал нейронов и снижает содержание нейрон-специфической енолазы при гипоксии.
Доказано, что основными механизмами, определяющими нейропротек-тивное влияние растительных средств, являются стимуляция ГАМК-ергической и катехоламинергической нейропередач, нормализация энергетического обмена при антиоксидантном, мембраностабилизирующем, стресс-протективном, антигипоксическом и церебропротекторном действии.
Практическое значение. Результаты проведенных экспериментальных исследований позволяют рекомендовать исследуемые средства для клинических исследований с целью их применения в качестве эффективных и безопасных средств в клинической и ветеринарной практике для лечения и профилактики тревожных расстройств, а также умеренных когнитивных нарушений.
Результаты проведенных исследований включены в научный отчет «Мо-лекулярно-клеточные механизмы стресс-индуцированных патологических состояний и коррекция их средствами природного происхождения», представленный в СО РАН. Материалы исследований включены в учебное пособие «Особенности фитокоррекции заболеваний нервной системы» и используются в учебном процессе на кафедрах общей патологии человека и фармакологии, клинической фармакологии и фитотерапии медицинского факультета Бурятского государственного университета; анатомии, гистологии и патоморфологии Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова; внутренних незаразных болезней, клинической диагностики и фармакологии Иркутской государственной сельскохозяйственной академии; клинической фармакологии Иркутской государственной медицинской академии последипломного образования. По результатам исследований получены патент РФ (№ 2460534 от 10.09.2012 «Способ получения вещества, обладающего анксиолитической активностью») и Свидетельство о государственной регистрации биологически активной добавки к пище: «Арура-Тан № 10» - «Анксиофит» (№ 77.99.11.003.Е.004344.05.13 от 28.05.2013).
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Особенности влияния алкогольной интоксикации, эмоционального стресса, депривации сна, скополамина и гипоксии на психоэмоциональное состояние животных, когнитивные функции; влияние указанных патологических состояний на процессы свободнорадикального окисления липидов и активность ферментов антиоксидантной защиты организма.
-
Структурные изменения в коре больших полушарий головного мозга, гиппокампе и мозжечке при указанных патологических состояниях: снижение количества функционально активных нейронов (нормохромных, умеренно гипер- и гипохромных), увеличение количества регрессивных нейронов (резко гипохромных, пикнотических и «клеток-теней»), явлений сател-литоза и нейронофагии.
-
Спектр нейропротективной активности растительных средств: ан-ксиолитическое, антидепрессивное, антиагрессивное, ноотропное и умеренное седативное действие.
-
Нейропротективное влияние фитопрепаратов при указанных патологических состояниях: снижение количества дистрофически измененных и регрессивных форм нейронов и увеличение функционально активных нейронов в
структурах головного мозга; подавление свободнорадикальных процессов и активация антиоксидантной системы организма.
-
Нормализация растительными средствами при расстройствах нервной системы поведенческих реакций: снижение неврологического дефицита, чувства страха и тревоги, восстановление эмоционального статуса и антиамне-стическое влияние.
-
Основные механизмы нейропротективного влияния исследуемых фитопрепаратов: стимуляция ГАМК-ергической и катехоламинергической ней-ропередачи, нормализация энергетического обмена, антиоксидантное, мем-браностабилизирующее, антигипоксическое и церебропротекторное действие.
Апробация материалов диссертации. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: Южно-Сибирской Международной научной конференции молодых ученых «Экология Южной Сибири» (Абакан, 2001); Международной научно-практической конференции «Устойчивое развитие сельского хозяйства в бассейне озера Байкал» (Улан-Удэ, 2002); Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы адекватного питания в эндемичных регионах» (Улан-Удэ, 2002); IX, X, XII, XIX, XX Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2002; 2003; 2005; 2012; 2013); VI Всероссийской научной конференции молодых ученых "Биология - наука XXI века» (Пущино, 2002); Международной научной конференции «Возрастная физиология и патология сельскохозяйственных животных» (Улан-Удэ, 2003); Всероссийской научно-практической конференции «Развитие традиционной медицины в России» (Улан-Удэ, 2004; 2010); III Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создания функциональных продуктов» (Москва, 2005); Международной научной конференции «Дорно-орнийн анагаах ухааны хосолмол тогтолцоо» (Уланбатор, 2005); Всероссийской научной конференции молодых ученых «Экология в современном мире: взгляд научной молодежи» (Улан-Удэ, 2007); II International Symposium on Chemistry of Herbal Medicine and Mongolian Drag (Ulaanbaatar, 2006); II International Conference «Traditional medicine: current situation and future status» (Ulaanbaatar, 2006); III International Scientific Conference «Traditional Medicine: a Current Situation and Perspectives of Development» (Ulan-Ude, 2008); IV International Symposium on Traditional Medicine and Innovative Drags (Erdos, 2009); Международном научном конгрессе «Современные тенденции и перспективы развития курортного дела в Российской Федерации» (Москва, 2010); The International Scientific Conference "Current Situation and Future Trends of Drag Research and Development from Natural Sources" (Ulaanbaatar, 2010); V International Symposium on Present Situation and Future Development of Mongolian Traditional Medicine (Ulaanbaatar, 2011); II Международной научной конференции «Разнообразие почв и биоты Северной и Центральной Азии» (Улан-Удэ, 2011); II Международной научно-практической конференции «Особенности формирования здорового образа жизни: факторы и условия» (Улан-Удэ, 2012); VI International Scientific Conference "Traditional Medicine: Ways of Integration with Modern Health Care» (Ulan-Ude, 2013).
Личный вклад автора. Вклад автора состоял в формировании направления исследования, непосредственном выполнении, постановке конкретных задач и их экспериментальном решении, интерпретации и обсуждении экспериментальных данных. Диссертационная работа представляет собой обобщение результатов многолетних исследований, полученных автором лично.
Связь задач исследований с проблемным планом НИР. Работа выполнена в Отделе биологически активных веществ ФГБУН ИОЭБ СО РАН в соответствии с комплексной программой по научным проектам: интеграционный проект № 54 «Научные основы разработки новых лекарственных средств. Перспективы использования возобновляемого сырья»; проект СО РАН № 146 «Разработка лекарственных и профилактических препаратов для медицины. Фундаментальные основы и реализация», проект СО РАН № VI. 52.1.3 «Молекулярно-клеточные механизмы стресс-индуцированных патологических состояний и коррекция их средствами природного происхождения».
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 105 научных работ, из них 40 статей - в периодических изданиях, рекомендованных ВАК МО и науки РФ, получены 1 патент РФ на изобретение и свидетельство о регистрации.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 285 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований (4 главы), обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, приложений. Работа иллюстрирована 65 таблицами и 92 рисунками, в том числе 53 микрофотографиями. Список литературы включает 476 источников, из них 326 отечественных и 150 иностранных.
