Лекарственное средство, оказывающее многофакторное нейропротекторное и ноотропное действие при черепно-мозговой травме
Владельцы патента RU 2318501:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинская государственная медицинская академия (RU)
Предложено применение известного антиконвульсанта ацедипрола (др. названия вещества - депакин, конвулекс, вальпроат натрия) в качестве средства, предупреждающего гипоксические и мнестические расстройства в остром периоде черепно-мозговой травмы. Впервые обнаружен высокий защитный противосудорожный индекс вальпроата натрия в постравматический период при больших судорожных припадках в случае его назначения со 2 суток после травмы. Курсовое применение препарата не только восстанавливает скорость обучения травмированных животных до уровня интактных, но и стимулирует приобретение поведенческих адаптивных ответов, в том числе отсроченное воспроизведение адаптивных реакций (метод оценки состояния мнестических функций). 4 табл.
Изобретение относится к медицине, в частности к невропатологии. Касается применения известного антиконвульсанта ацедипрола (др. названия вещества: депакин, конвулекс, вальпроат натрия) в качестве нейропротектора и активатора обучения в условиях черепно-мозговой травмы.
Основными факторами, определяющими исход черепно-мозговой травмы, считаются вторично возникающие ишемия, гипоксия с гиперкапнией, судороги, повышение внутричерепного давления, посттравматическая энцефалопатия. С целью коррекции этих синдромов применяют барбитураты (фенобарбитал), кортикостероиды (преднизолон и др.), бензодиазепины (диазепам и др.), вазоактивные вещества (нимодипин, сермион, кавинтон, эуфиллин и др.), нейрометаболики (пирацетам, актовегин и др.). Однако указанные препараты обладают, как правило, узкоспецифическим нейропротекторным действием в отношении одного из многих факторов вторичного повреждения мозга. Вазоактивные вещества предупреждают развитие или устраняют ангиоспазмы, ведущие к ишемии. Барбитураты уменьшают интенсивность последствий гипоксии с гиперкапнией, препятствуя истощению метаболических резервов и повышению внутричерепного давления. Безодиазепины предупреждают возникновение вторичных судорожных эпизодов, усугубляющих влияние на травмированный мозг высокого внутричерепного давления, колебаний артериального давления, сниженной доставки кислорода, метаболического дефицита. Кроме того, вызываемые лекарственными средствами изменения в нервной ткани и организме в целом могут усиливать дезинтегративные процессы либо угнетать саногенетические механизмы, ограничивающие ишемические, гипоксические, судорожные вторичные повреждения мозга (И.А.Качков и др., 1999, Р.Д.Касымов, А.Н.Кондратьев, 2001, Т.А.Скоромец, 2002, A.I. Faden, 1996, Р.Мартуза, М.Проктор, 1997).
Лекарственные средства с многофакторным действием на эти процессы патогенеза черепно-мозговой травмы и одновременно активирующие восстановление нервно-психического статуса больных в настоящее время неизвестны. Поэтому лекарственное средство, предлагаемое нами для терапии раннего посттравматического периода, не имеет аналогов. Целью изобретения является снижение отрицательного влияния на деятельность нервной ткани ишемии, гипоксии, судорог и одновременно позитивное влияние на адаптивные реакции, обеспечивающие быструю и стабильную компенсацию нервно-психических функций при черепно-мозговой травме.
Поставленная цель достигается назначением в качестве средства с многофакторным влиянием на проявления черепно-мозговой травмы гамкергического препарата ацедипрола.
Ацедипрол (депакин, конвулекс, вальпроат натрия) относится к группе гамк-позитивных препаратов неизбирательного действия.
Установлено его блокирующее влияние на гамк-аминотрансферазу, разрушающую нейротрансмиттер гамма-аминомасляную кислоту в пресинаптических зонах гамкергических синапсов ЦНС. В результате вторично активируется гамкергическая передача в ГАМКа- и, в меньшей степени, ГАМКв-синаптических окончаниях мозга. Ацедипрол дополнительно активирует калиевые каналы мембран нейронов, что способствует сопряжению функциональной активности нейронов с их энергоресурсами (R.W.Green, H.L.Haas, 1991, Р.Дж.Портер, Б.С.Мелдрум, 1998).
Известно применение ацедипрола в неврологической практике при различных формах эпилепсии как противосудорожного средства. Вызывая гиперполяризацию мембран нейронов, ацедипрол блокирует высокочастотную импульсацию нервных клеток.
Применение ацедипрола по новому назначению стало возможным благодаря выявленным нами новым фармакологическим свойствам препарата.
Впервые показано, что ацедипрол в ранний период после черепно-мозговой травмы оказывает антиишемический и антигипоксический эффект, способствует выработке новых адаптивных реакций. Как установлено, курсовое введение ацедипрола в дозе 60-100 мг/кг животным, перенесшим черепно-мозговую травму, продляет жизнедеятельность мозга при полной ишемии головного мозга, увеличивает резервное время при гипоксии с гиперкапнией, предупреждает развитие и уменьшает продолжительность судорог, а также устраняет нарушения скорости приобретения новых адаптивных реакций и их отсроченного воспроизведения. В литературе не описаны эти свойства ацедипрола, которые в условиях черепно-мозговой травмы обеспечивают повышение устойчивости мозга к ишемии, гипоксии, гиперкапнии, судорогам и стимулируют обучение.
Эксперименты проведены на мышах линии СВА, массой 20-25 г и крысах линии Вистар, массой 140-180 г. Животным наносили контактную черепно-мозговую травму. Начиная со 2 дня, группе животных вводили ацедипрол в дозе 60 и 100 мг/кг/сутки перорально /через зонд/. Животным группы сравнения вводили вазоактивный препарат нимодипин (2,5-5 мг/кг/сутки), антигипоксант натрия оксибутират (50 мг/кг/сутки), противосудорожный препарат магния сульфат (80 мг/кг/сутки) и ноотроп пирацетам (50 мг/кг/сутки), т.е. лекарственные средства, рекомендованные для применения при черепно-мозговой травме.
Нейропротекторную активность препаратов оценивали по устойчивости мозга к факторам его вторичного повреждения в условиях черепно-мозговой тарвмы - ишемии, гипоксической гипоксии с гиперкапнией, судорожным явлениям.
Для определения антиишемической активности препаратов использовали декапитационную модель полной ишемии головного мозга (О.Н.Lowry et al., 1964, D.Gosal, J.E.Torres, 2001, В.И.Кулинский и др., 2001). С этой целью после декапитации на уровне 1 шейного позвонка определяли продолжительность и частоту агонального дыхания (гаспинга).
Антигипоксическую активность препаратов определяли по продолжительности резервного времени у мышей в условиях гермокамеры, что моделирует воздействие на животных двух факторов, повреждающих мозг при контактной травме головы (Качков И.А. и др., 1999).
Для оценки противосудорожной активности препаратов у крыс регистрировали продолжительность тонической экстензии при электрораздражении мозга через глазничные электроды и определяли защитный индекс - процент животных, у которых не возникали электрошоковые судороги (А.А.Дутов, 1998).
Оценка состояния мнестических и когнитивных функций у животных, перенесших черепно-мозговую травму, выполнена с использованием методики выработки и отсроченного воспроизведения условной реакции активного избегания (Г.В.Ковалев 1990). Эффекты препаратов оценивали по динамике времени обучения и числу проб, затраченных на выработку условных ответов до критерия обучения. Оценку состояния памяти производили по показателям воспроизведения выработанных реакций через 7 дней после сеанса обучения.
Проведенные исследования показали, что в первые три дня посттравматического периода наблюдается повышение на 24,9-42,6% устойчивости мозга к ведущим факторам его вторичного повреждения. Начиная с 3 суток, отмечается снижение показателей устойчивости головного мозга травмированных животных к ишемии, гипоксии, гиперкапнии и судорогам практически до уровня интактных животных (табл. 1, 2, 3), что указывает на уменьшение активности эндогенных протекторных механизмов и повышение вероятности вторичного повреждения мозга.
Гамкергическое средство ацедипрол оказывает выраженный протекторный эффект при ишемическом повреждении мозга. На 8 день введения ацедипрола в дозе 60 мг/кг/сутки мышам с черепно-мозговой травмой продолжительность агонального дыхания на фоне полной ишемии головного мозга возросла на 48,7%, а его частота - на 37,9%. Максимальное увеличение продолжительности агонального дыхания (на 119,7%) наблюдалось при курсовом применении ацедипрола в дозе 100 мг/кг/сутки. Частота агонального дыхания возросла на 15,5% в сравнении с контрольной группой. Эффективность препарата сравнения вазодилататора нимодипина, используемого в качестве вазоактивного средства при черепно-мозговой травме, была отчетливо ниже. В дозе 5 мг/кг/сутки нимодипин увеличивает продолжительность агонального дыхания при полной ишемии головного мозга травмированных животных на 17,8% (табл.1).
В меньшей степени курсовое введение ацедипрола увеличивает резервное время у травмированных животных, помещенных в гермокамеру. В условиях черепно-мозговой травмы достоверное увеличение резервного времени отмечается после назначения 100 мг/кг/сутки (на 41%), что сравнимо с эффектом антигипоксического препарата сравнения натрия оксибутирата. Напротив, нимодипин в дозе 5 мг/кг/сутки уменьшал резервное время у травмированных животных на 33,9% (табл.2).
В сравнении с препаратом сравнения магния сульфатом ацедипрол в дозе 100 мг/кг/сутки оказывал более выраженное противосудорожное действие. Его курсовое введение предупреждает возникновение электрошоковых судорог у 70% травмированных животных. В остальных случаях отмечается уменьшение на 85,4% продолжительности тонической экстензии. Эксперименты показали, что противосудорожный эффект меньшей дозировки ацедипрола (60 мг/кг/сутки) не уступает действию магния сульфата (табл.3).
Таким образом, в отличие от симптоматических средств с избирательно вазоактивным (нимодипин), антигипоксическим (натрия оксибутират) или противосудорожным действием (магния сульфат) гамкергическое средство ацедипрол обладает многофакторным протекторным эффектом. Его позитивное влияние на течение ишемии, гипоксии, гиперкапнии и судорог не уступает или превосходит по силе действия перечисленные выше препараты сравнения, которые входят в стандарт лечения в остром периоде черепно-мозговой травмы.
В серии исследований установлено, что наряду с многофакторным протекторным эффектом ацедипрол обладает свойством активировать выработку адаптационных реакций и улучшать их отсроченное воспроизведение. На 3-6 сутки острого периода черепно-мозговой травмы отмечается значительное снижение на 122,5-76,4% скорости выработки адаптивного оборонительного ответа (Р≤0,05) и на 16,7% частоты его воспроизведения (Р≤0,05). Курсовое применение ацедипрола (60 мг/кг) не только восстанавливает скорость обучения травмированных животных до уровня интактных животных, но и стимулирует приобретение поведенческих адаптивных ответов. Введение препарата сравнения пирацетама, эталонного ноотропного средства, рекомендованного для использования в подостром периоде для ускоренной нервно-психической реабилитации больных, восстанавливает показатели обучения адаптивным ответам до уровня интактных животных (табл.4). Отсроченное воспроизведение адаптивных реакций (через 7 суток после сеанса обучения) полностью восстанавливается под влиянием курсового применения ацедипрола, но не препарата сравнения пирацетама (табл.4).
Известно, что для профилактики возникновения ранних судорог при ЧМТ рекомендуется применять карбамазепин, фенитоин, фенобар-битал (И.А.Качков и др. Алгоритмы лечения тяжелой черепно-мозговой травмы в остром периоде Consilium medicus, 1999, т.1, № 2, с.89).
В наших исследованиях впервые обнаружен высокий защитный противосудорожный индекс вальпроата натрия в посттравматический период при больших судорожных припадках в случае его назначения со 2 суток после травмы.
Таким образом, полученные данные убедительно свидетельствуют о наличии у гамкергического средства ацедипрола многофакторного нейропротекторного эффекта и способности активировать восстановление выработки и отсроченного воспроизведения адаптивных поведенческих реакций при черепно-мозговой травме.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дутов А.А. Исследование эффективности кавинтона и препаратов тиреоидных гормонов при эпилепсии. // Автореф. докт. диссер. - Санкт-Петербург, 1998.
2. Касымов Р.Д., Кондратьев А.Н. Основные принципы хирургического лечения и интенсивной терапии тяжелой черепно-мозговой травмы. - Санкт-Петербург. - 2001.
3. Качков И.А., Амчеславский В.Г., Филимонов Б.А. Алгоритмы лечения тяжелой черепно-мозговой травмы. //Consilium medicum. - 1999. - Т 1. - № 2. - 85-90.
4. Ковалев Г.В. Ноотропные средства. - Волгоград, 1990.
5. Кулинский В.И. Агонисты рецепторов - перспективные нейропротекторы. // Вестник РАМН. - 2000. - № 9. - С.39-43.
6. Мартуза З., Проктор М. Травма. - / Неврология под ред. Самуэльс М. - М.: Практика, 1997. - С.355-398.
7. Машковский М.Д. Лекарственные средства. - Харьков, 2003.
8. Скоромец Т.А. Вторичная ишемия головного мозга в остром периоде черепно-мозговой травмы. //Автореф. диссер. докт. мед. наук. - Санкт-Петербург, 2002. - С.44.
9. Faden A.I. Pharmacologic treatment of acute traumatic brain injury. // JAMA 1996. - 276. - P.569-57.
10. Gostal D., J.E. Torres. Brainstem nitric oxide tissue levels correlate with anoxia-induced gasping activity in the developing rat. // Biol. Neonate. - 2001. - Vol.79. - № 22. - Р.122-131.
11. Green R.W., H.L. Haas. The electrophysiology of adenosine in the mammalian central nervous system. // Prog. Neurobiol. - 1991. - Vol.36. - P.329.
12. Lowry O.H., J V. Passoneau, F X Hasselber-ger, D.W. Schulz. Effect of ischemia on known substrates and cofactors of the glycolitic pathway in brain. //J. Biol. Chem. - 1964. - Vol.239. - P.18-30.
| Таблица 1 | ||||
| Влияние ацедипрола и нимодипина на устойчивость мышей к полной ишемии головного мозга после черепно-мозговой травмы (10 сутки) | ||||
| Группа животных и препарат | Количество животных | Доза мг/кг | Агональное дыхание (гаспинг) | |
| Время (в с) | Частота дыхательных движений | |||
| Интактная (интактные мыши) | 23 | 13,6±0,87 | 9,1±0,45 | |
| Контрольная (мыши с ЧМТ) 1 сутки | 10 | 19,4±0,98* | 10,6±0,8 | |
| Контрольная (мыши с ЧМТ) 10 сутки | 10 | 15,2±1,6 | 11,6±0,25 | |
| Опытная 1 | 8 | 60 | 22,6±1,6* | 16±1,1* |
| (мыши с ЧМТ + ацедипрол) | 8 | 100 | 33,4±3,6* | 13,4±1,2 |
| Опытная 2 (мыши с ЧМТ + нимодипин) | 8 | 5 | 17,9±1,5 | 15,7±1,3* |
| Примечание. Значимость различий контрольная группа - опытная группа: * - Р<0,05 |
| Таблица 2. | |||
| Влияние ацедипрола и натрия оксибутирата на продолжительность резервного времени мышей с черепно-мозговой травмой (10 сутки) в условиях гипоксии с гиперкапнией | |||
| Группа животных и препарат | Количество животных | Доза (мг/кг) | Резервное время (мин) |
| Интактная (интактные мыши) | 22 | 23,3±1,8 | |
| Контрольная | |||
| (мыши с ЧМТ) 1 сутки | 12 | 29,1±2,1* | |
| Контрольная (мыши с ЧМТ) 10 сутки | 12 | 22,9±0,7 | |
| Опытная 1 | 8 | 60 | 24,5±2,1 |
| (мыши с ЧМТ + ацедипрол) | 8 | 100 | 32,9±1,9* |
| Опытная 2 (мыши с ЧМТ + нимодипин) | 8 | 5 | 17,4±2,1* |
| Опытная 3 (мыши с ЧМТ + натрия оксибутират) | 10 | 50 | 33,9±2,2* |
| Примечание. Значимость различий контрольная группа - опытная группа: * - Р<0,05. |
| Таблица 3. | |||||
| Влияние ацедипрола и магния сульфата на течение электрошоковых судорог у крыс с черепно-мозговой травмой | |||||
| Группа животных и препарат | Количество животных | Доза (мг/кг) | Латентный период тонической экстензии (с) | Длительность тонической экстензии (с) | Защитный индекс |
| Интактная (интактные крысы) | 15 | 1,3±0,8 | 15,5±0,8 | 0/15 | |
| Контрольная (крысы с ЧМТ) 1 сутки | 10 | 2,23±0,3 | 10,5±0,6 | 0/10 | |
| Контрольная (крысы с ЧМТ) 10 сутки | 10 | 1,6±0,8 | 13,9±1,3 | 0/10 | |
| Опытная 1 | 10 | 60 | 2,5±0,6 | 6,1±0,9* | 4/10 |
| (крысы с ЧМТ + ацедипрол) | 10 | 100 | 2,8±0,5 | 2,0±0,3* | 7/10* |
| Опытная 2 | 10 | 2,5 | 1,9±0,6 | 11,6±1,1 | 0/10 |
| (крысы с ЧМТ + нимодипин) | 10 | 5 | 0,9±0,4 | 12,8±0,9 | 0/10 |
| Опытная 3 (крысы с ЧМТ + магния сульфат) | 10 | 80 | 1,6±0,3 | 9,6±0,3* | 5/10* |
| Примечание. Значимость различий контрольная группа - опытная группа: * - Р <0,05. |
| Таблица 4. Влияние ацедипрола и пирацетама на выработку условной реакции активного избегания у мышей с черепно-мозговой травмой | |||||
| Группа животных и препарат | Количество животных | Доза (мг/кг) | Показатели выработки и отсроченного воспроизведения условной реакции активного избегания | ||
| Время поиска в первых трех пробах (с) | Обучение до критерия (число проб) | Частота воспроизведения УРАИ через 7 суток (в %) | |||
| Интактная (интактные мыши) | 23 | 37,1±3,1 | 12,9±0,45 | 67,8±4,3 | |
| Контрольная (мыши с ЧМТ) 6 сутки | 12 | 62,1±6,6* | 22,4±1,4 | 51,1±3,9* | |
| Опытная 1 (мыши с ЧМТ + ацедипрол) | 8 | 60 | 87±6,1* | 7,8±0,7* | 72,9±3* |
| Опытная 2 (мыши с ЧМТ + пирацетам) | 8 | 50 | 58,2±6,6 | 14,1±1,6* | 53,7±5 |
| Примечание. Значимость различий контрольная группа - опытная группа: * - Р<0,05. |
Применение вальпроата натрия в качестве средства, предупреждающего гипоксические и мнестические расстройства в остром периоде черепно-мозговой травмы.
