Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Введение. В современных условиях частота возникновения случаев нарушения церебральной гемодинамики не только не уменьшается, а напротив, имеет тенденцию к росту [1]. Ишемия головного мозга характеризуется многофакторными механизмами повреждения, пусковым фактором которых является недостаточный приток крови, приводящий к гипоксии и вызывающий некроз мозговой ткани [2]. Нарушение кровоснабжения головного мозга ведет к сбою метаболических процессов, от чего ухудшается центральная нейрорегуляция всех систем организма. При ишемическом инсульте погибает каждый третий, а выжившие нуждаются в длительном и дорогостоящем лечении с последующей реабилитацией [3]. С целью фармакотерапии ишемического инсульта, а также его последствий применяется достаточно обширная группа лекарственных препаратов, обладающих церебропротекторными свойствами. Однако арсенал церебропротекторов не в полной мере удовлетворяет практикующих специалистов, что в свою очередь ставит новые задачи перед экспериментальной медицинской химией и фармакологией в области целенаправленного поиска и изучения новых противоишемических средств [4]. Установлено, что производные пиримидин-4(1н)-она обладают выраженными противовоспалительными [5], антиагрегационными [6], эндотелиопротекторными [7] свойствами, в связи с этим для данной группы веществ можно предположить наличие других видов фармакологической активности, в том числе и церебропротекторной.

Цель исследования. Изучить влияние новых производных пиримидин-4(1н)-она на психоэмоциональный дисбаланс и некоторые нарушения энергетического обмена у крыс на фоне ишемии головного мозга.

Материалы и методы. Исследование проводилось в соответствии с «Руководством по проведению доклинических исследований лекарственных средств под ред. А.Н. Миронова (2012 г. Изд.) [8]. Эксперимент выполнен на крысах-самцах линии Wistar массой 220–240 гр. 102 животных были предварительно рандомизированы по весу и поведенческой активности в тестах «открытое поле» (ОП) и «приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ), затем разделены на 6 групп по 17 особей в каждой. Крысы содержались на стандартном рационе вивария при естественной смене свето-темнового режима. Первая группа – ложнооперированные животные (ЛО). Вторая группа – негативный контроль (НК), получала 0,9 % раствор натрия хлорида в эквивалентном объеме. Экспериментальные вещества (3-ая группа – PIR-23, 4-ая – PIR-14) вводили в дозе 50 мг/кг, что соответствовало 1/30 LD50. В качестве препаратов сравнения использовали кавинтон (Gedeon Richter 3,2 мг/кг) – пятая группа и циннаризин (Sopharma5,2 мг/кг) – шестая группа [9]. Испытуемые вещества, препараты сравнения, а также 0,9 % натрия хлорид вводились внутрибрюшинно в течение трёх дней перед моделированием острого нарушения мозгового кровообращения (ОНМК). Второй и последующим группам воспроизводили ОНМК путем необратимой двухсторонней окклюзии общих сонных артерий под хлоралгидратным наркозом (350 мг/кг).

Для определения психоэмоциональных изменений через сутки после острого нарушения мозгового кровообращения проводили поведенческие тесты «открытое поле» и «приподнятый крестообразный лабиринт» [Open Science, Россия].

С целью оценки энергообмена производили забор крови для биохимических исследований. Содержание лактата определяли с помощью стандартного набора реагентов «Молочная кислота Абрис +». Оптическую плотность (E) измеряли спектрофотометрически при длине волны 500 нм. Расчет содержания молочной кислоты проводили по формуле:

C = 3,34*(ммоль/л).Потребление глюкозы мозгом фиксировали прибором «Акку-Чек Актив» по разнице показателей артериальной и венозной крови.

Полученные данные обрабатывали методом вариационной статистики. Нормальность распределения оценивали критерием Шапиро – Уилка. В случае нормального распределения данных использовали параметрический t-критерий Стьюдента. В случае ненормального распределения данных статистическую обработку проводили с использованием U-критерия Мана – Уитни. Достоверными считали отличия с уровнем значимости более 95 % (p<0,05).

Результаты и обсуждение. При оценке двигательной и ориентировочно-исследовательской активностей в тесте «открытое поле» у группы животных негативного контроля все исследуемые показатели в остром постинсультном периоде были статистически достоверно ниже как относительно исходных данных (число пройденных квадратов на 79 %, стойки на 79,6 %, заглядывания на 84,3 %), так и по сравнению с группой ложнооперированных крыс (горизонтальные на 77,4 %, вертикальные передвижения на 84,2 %, заглядывания на 85,2 %). В этой же группе животных повышалось психоэмоциональное напряжение, о котором можно судить по увеличению времени нахождения в центральном квадрате в 6,1 раз и средней продолжительности груминга в 2,3 раза по сравнению с данными до воспроизведения ИИ. Относительно ЛО группы крыс у животных негативного контроля время в центре было ниже в 6,2 раз, а «груминг» в 2,2 раза. Снижение двигательной активности относительно исходных данных замечено также и у экспериментальных групп животных. Так, у группы крыс, получавшей PIR-23, данный вид активности снизился на 66,7 %, а у опытной группы животных, получавшей PIR-14, он снизился на 52,6 %. В сравнении с крысами негативного контроля локомоторная активность была выше на 47,4 % и на 147,9 % у групп животных на фоне введения PIR-23 и PIR-14, соответственно. Кроме того, у группы крыс, которым вводили PIR-14, уровень ориентировочно-исследовательской активности статистически значимо превышал показатели группы животных негативного контроля (стойки на 195,1 %, заглядывания на 197,3 %), при этом относительно исходных данных количество заглядываний снизилось на 56,2 %, а вертикальная активность лишь на 8,4 %. На фоне применения препаратов сравнения показатели двигательной активности были выше на 103,7 % у крыс, получавших кавинтон, и на 138,3 % в группе получавшей циннаризин, относительно животных группы НК. Статистически достоверных отличий между экспериментальными веществами и препаратами сравнения по данному показателю не наблюдалось. Показатели ориентировочно-исследовательской активности у группы крыс, получавшей PIR-14, статистически значимо превышали данные группы животных, получавших кавинтон (стойки на 277,4 %, заглядывания на 77,8 %). При этом стоит отметить, что по показателям «время нахождения в центральном квадрате», «груминг» и «дефекация» в опытных группах животных статистически значимых отличий по отношению к исходным данным и ЛО крысам не наблюдалось, что свидетельствует о сохранении психоэмоционального статуса [10].

Таблица 1

Оценка степени изменения локомоторной и ориентировочно-исследовательской активности в тесте «открытое поле» на фоне ишемии головного мозга

Примечание: * – достоверно относительно группы ложнооперированных животных (P<0,05); ** – достоверно относительно контрольной группы животных (P<0,05); Δ – достоверно относительно группы крыс, получавших Кавинтон (3,2 мг/кг).

Таблица 2

Оценка изменения психо-эмоционального статуса в тесте «открытое поле» на фоне ишемии головного мозга

Примечание: * – достоверно относительно группы ложнооперированных животных (P<0,05); ** – достоверно относительно контрольной группы животных (P<0,05).

Наряду с двигательной и ориентировочно-исследовательской активностью у крыс изменялись и показатели тревожности. У группы крыс НК время пребывания в открытых рукавах ПКЛ снизилось на 71,2 % в сравнении с исходными показателями. После применения экспериментальных соединений PIR-23 и PIR-14 время нахождения в открытых рукавах «приподнятого крестообразного лабиринта» относительно исходных данных повысилось на 54,1 % и 1,7 %, соответственно. При этом данный показатель экспериментальных групп был выше группы крыс НК в 4,3 раза у животных, получавших PIR-23, и в 3,3 раза у крыс, получавших PIR-14. Также у групп крыс, получавших исследуемые вещества, наблюдалось достоверное превышение времени нахождения в центральном квадрате (в 2,7 раз у обеих групп, относительно групп животных НК). В сравнении же с данными до моделирования ОНМК аналогичный показатель повысился у группы крыс на фоне применения PIR-14 на 376 %, а у животных, получавших PIR-23, всего на 34,2%. У крыс, получавших препараты сравнения, время пребывания в центральном квадрате статистически значимо не отличалось от интактной группы животных, в то время как у крыс группы НК время нахождения в центре ПКЛ было ниже ЛО животных на 29,1 %, относительно исходных данных группы крыс НК этот показатель повысился на 78,6 %. У группы животных негативного контроля время пребывания в закрытых рукавах лабиринта повысилось на 33,2 % относительно исходных данных, а по сравнению с группой ЛО крыс было выше на 13,6 %. У экспериментальных групп животных замечена тенденция к уменьшению времени нахождения в закрытых рукавах ПКЛ (рис. 1).

Полученные данные свидетельствуют о понижении уровня тревожности у групп крыс, которым вводили исследуемые вещества и препараты сравнения по отношению к данным до моделирования ИИ и к НК группе животных [11].

Рис. 1. Оценка степени тревожности в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» на фоне ишемии головного мозга

Примечание: * – достоверно относительно группы ложнооперированных животных (P<0,05); ** – достоверно относительно контрольной группы животных (P<0,05).

Также в тесте ПКЛ наблюдалось сохранение двигательной активности у экспериментальных групп животных относительно первоначальных значений. При этом количество заходов в открытые и закрытые рукава лабиринта было выше по сравнению с группой крыс негативного контроля. Количество заходов в открытые рукава лабиринта у группы крыс, получавших PIR-23, снизилось на 15,4 %, у группы крыс, получавших PIR-14 – на 24,2 %, при том, что данный показатель у группы животных негативного контроля снизился на 61,9 %. Данные исследовательской активности группы крыс на фоне применения PIR-14 достоверно превосходили таковые контрольной группы животных (число стоек на 212 %, свешиваний на 223 %). Группа крыс, получавших PIR-23, не имела достоверных отличий по количеству стоек и свешиваний относительно НК группы животных, однако результаты были сопоставимы с данными препаратов сравнения (рис. 2). Показатели двигательной и исследовательской активности в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» сопоставимы с результатами теста «открытое поле».

Рис. 2. Оценка двигательной и исследовательской активности в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» на фоне ишемии головного мозга

Примечание: * – достоверно относительно группы ложнооперированных животных (P<0,05); ** – достоверно относительно контрольной группы животных (P<0,05).

Известно, что помимо изменения поведенческой активности при ишемии головного мозга наблюдаются нарушения энергетического обмена, характеризующиеся уменьшением утилизации глюкозы и молочной кислоты тканью мозга [12]. Содержание молочной кислоты в группе негативного контроля было крайне завышено (в 5,8 раз относительно группы ложнооперированных животных), что свидетельствует о выраженном лактатацидозе и как, следовательно, о нарушениях со стороны энергетического обмена. Уровень лактата на фоне введения исследуемых веществ был меньше относительно НК группы животных у группы 3 на 40,1 %, у группы 4 на 54,3 %, что может свидетельствовать об улучшении процессов энергообмена в мозговой ткани ишемизированных крыс. У групп животных, получавших кавинтон (3,2 мг/кг) и циннаризин (5,2 мг/кг), содержание лактата в крови также было достоверно ниже по сравнению с группой животных негативного контроля (на 54,8 % и на 46,7 %, соответственно).

Приведенные в таблице 3 данные свидетельствуют о том, что, несмотря на существенное повышение глюкозы в крови у крыс с церебральной ишемией, происходит значительное уменьшение (на 61,7 %) потребления глюкозы мозговой тканью. Процент утилизации глюкозы мозговой тканью при терапии экспериментальными веществами PIR-23 и PIR-14 составил соответственно 19,6 % и 15,5 %, что незначительно отличается от данных препаратов сравнения (кавинтон – 16,6 %, циннаризин – 11,5 %). В то время как у негативного контроля этот показатель составляет 5,5 %.

Таким образом, можно предполагать, что изучаемые вещества и препараты сравнения предупреждают развитие глубоких нарушений энергообмена и защищают головной мозг от выраженного лактатацидоза.

Таблица 3

Концентрация лактата в крови и потребление глюкозы тканями мозга на фоне ишемии головного мозга

Примечание: * – достоверно относительно группы ложнооперированных животных (P<0,05); ** – достоверно относительно контрольной группы животных (P<0,05).

Выводы

1. Билатеральная окклюзия общих сонных артерий, приводящая к ишемии головного мозга, вызывает выраженные нарушения поведенческой активности (уменьшение (относительно группы крыс НК) горизонтальных передвижений на 77,4 %, вертикальных на 84,2 %, заглядываний на 85,2 % (p<0,05)), сопровождающиеся лактатацидозом (повышение уровня молочной кислоты в 5,8 раз) и энергодефицитом в тканях головного мозга (снижение потребления глюкозы на 61,7 %).

2. Применение исследуемых соединений, в большей степени PIR-14, снижает выраженность психоэмоционального дефицита (двигательная активность групп крыс, получавших PIR-14, была выше на 147,9 %, что статистически достоверно не отличалось от препаратов сравнения (кавинтон – на 103,7 %, циннаризин – на 138,3 %). Следует отметить, что показатели ориентировочно-исследовательской активности у группы крыс, получавших PIR-14, статистически значимо превышали данные группы животных, получавших кавинтон (стойки на 277,4 %, заглядывания на 77,8 %).

3. Профилактическое введение PIR-23 и PIR-14 увеличивает потребление глюкозы мозговой тканью (на 14,1 % и 10,0 % относительно группы животных негативного контроля) в постинсультном периоде и уменьшает лактатацидоз на 40,1 % и 54,3 %, соответственно.

4. Полученные данные позволяют предполагать наличие у изучаемых производных пиримидин-4(1н)-она церебропротекторной активности. При этом данные свойства наиболее выражены у экспериментального соединения PIR-14.