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
Группа |
Число пройденных квадратов |
Кол-во пристеночных стоек |
Кол-во свободных стоек |
Заглядывание |
||
1 группа |
M±m
|
Исход |
39,59±1,47 |
10,41±0,54 |
6,76±0,34 |
4,71±0,36 |
Итог |
39,76±1,51 |
10,12±0,59 |
6,76±0,42 |
4,53±0,35 |
||
2 группа |
M±m
|
Исход |
42,8±2,27 |
7,6±0,76 |
5,6±0,7 |
4,27±0,5 |
Итог |
(9±1,65)* |
(1,83±0,75)* |
(0,83±0,54)* |
(0,67±0,33)* |
||
3 группа
|
M±m
|
Исход |
39,88±2,68 |
8,65±0,84 |
5,71±0,87 |
4,35±0,66 |
Итог |
13,27±2,75 |
2,09±0,33 |
1,18±0,12 |
0,73±0,3 |
||
4 группа
|
M±m
|
Исход |
47,06±1,58 |
6,13±0,34 |
2,44±0,3 |
4,38±0,34 |
Итог |
(22,31±1,84)** |
(5,31±0,68)**/Δ |
(2,54±0,5)**/Δ |
(1,92±0,13)** /Δ |
||
5 группа |
M±m
|
Исход |
42,59±1,53 |
8,06±0,64 |
4,41±0,56 |
5,47±0,61 |
Итог |
(18,33±1,47)** |
2,08±0,42 |
0 |
1,08±0,26 |
||
6 группа
|
M±m
|
Исход |
48,76±3,18 |
7,29±0,7 |
3,82±0,73 |
3,52±0,48 |
Итог |
(21,45±4,68)** |
1,73±0,51 |
0,55±0,21 |
0,91±0,37 |
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
Группа |
Время в центральном квадрате |
Груминг |
Дефекация |
Мочеиспускание |
||
1 группа |
M±m
|
Исход |
2,65±0,21 |
3,71±0,27 |
1,88±0,28 |
1,35±0,15 |
Итог |
2,76±0,22 |
3,71±0,32 |
1,94±0,3 |
1,41±0,15 |
||
2 группа |
M±m
|
Исход |
2,8±0,45 |
3,6±0,93 |
3,4±0,67 |
1,13±0,17 |
Итог |
(17,17±2,81)* |
(8,17±1,25)* |
0 |
0,83±0,17 |
||
3 группа |
M±m
|
Исход |
9,59±7,1 |
4,82±0,52 |
2,59±0,59 |
1,12±0,17 |
Итог |
20,91±15,94 |
(1±0,54) ** |
0,82±0,44 |
(0,27±0,2)** |
||
4 группа |
M±m
|
Исход |
1,75±0,27 |
5,44±0,74 |
1,81±0,31 |
0,75±0,17 |
Итог |
(1,77±0,2)** |
(2,62±0,87)** |
0,31±0,17 |
0,54±0,14 |
||
5 группа |
M±m
|
Исход |
2,41±0,24 |
3,06±0,68 |
2,41±0,45 |
1,06±0,18 |
Итог |
(4,17±0,52)** |
4±1,22 |
0,75±0,28 |
0,58±0,15 |
||
6 группа |
M±m
|
Исход |
2,59±0,36 |
6,35±1,28 |
1,47±0,39 |
1,12±0,17 |
Итог |
(3,36±1,18)** |
3,45±1,88 |
0,73±0,27 |
0,45±0,16 |
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
Группа |
Лактат, ммоль/л |
Потребление глюкозы, ммоль/л |
|
1 группа |
M±m |
1,92±0,06 |
1,49±0,11 |
2 группа |
M±m |
(11,09±0,47)* |
(0,57±0,18)* |
3 группа |
M±m |
(6,56±0,35)** |
(1,44±0,06)** |
4 группа |
M±m |
(5,07±0,15)** |
(1,08±0,07)** |
5 группа |
M±m |
(5,01±0,38)** |
(1,28±0,13)** |
6 группа |
M±m |
(5,91±0,27)** |
0,89±0,11 |
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.
Библиографическая ссылка
Воронков А.В., Шабанова Н.Б., Поздняков Д.И., Луговой И.С., Кодониди И.П. ВЛИЯНИЕ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ПИРИМИДИН-4(1Н)-ОНА НА ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫЙ ДИСБАЛАНС И НЕКОТОРЫЕ НАРУШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА У КРЫС НА ФОНЕ ИШЕМИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 5. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=26738 (дата обращения: 13.02.2025).