Средство, оказывающее нейропротекторное действие в остром периоде черепно-мозговой травмы
Владельцы патента RU 2414901:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинская государственная медицинская академия Росздрава (RU)
Предложено применение известного антиконвульсанта ламотриджина (другие названия вещества - ламиктал, ламолеп) в качестве средства, предупреждающего ишемические и гипоксические расстройства в остром периоде черепно-мозговой травмы. Показано предупреждение вторичных расстройств функций мозга вследствие ишемии, гипоксии с гиперкапнией, гемической гипоксии с одновременным облегчением восстановления нервно-психического статуса. Ламотриджин на 24,9-42,6% повышает устойчивость мозга к ведущим факторам его вторичного повреждения и увеличивает продолжительность жизни мышей в посттравматический период на 109,6%. 5 табл.
Изобретение относится к медицине, в частности к фармакологии и неврологии. Касается применения известного антиконвульсанта ламотриджина (другие названия вещества: ламиктал, ламолеп) в качестве нейропротекторного средства в остром периоде черепно-мозговой травмы.
Согласно современным представлениям тяжесть течения острого периода черепно-мозговой травмы определяется частотой и интенсивностью вторичных повреждений мозга, обусловленных ишемией, судорожными явлениями и гипоксией. Эпизоды судорог, ишемии и гипоксии постоянно возникают на протяжении острого периода заболевания. Поэтому лекарственная нейропротекция нейронов, сохранивших свою функциональную активность в очагах размозжения, рассматривается как главное направление медикаментозной терапии травмы мозга (Р.Д.Касымов, А.Н.Кондратьев, 2001, Т.А.Скоромец, 2002, Teadale G.M., Grabam D.J., 1999, Белозерцев Ф.Ю. и др., 2007).
С целью коррекции этих синдромов применяют антиконвульсанты (фенобарбитал, фенитоин, карбамазепин, диазепам и др.), вазоактивные вещества (нимодипин, сермион и др.), ноотропные средства (пирацетам, нооглютил, пантогам, актовегин и др.). Перечисленные препараты обладают, как правило, одним специфическим терапевтическим эффектом. 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. Особое внимание уделяют предупреждению вторичных судорожных эпизодов, которые усугубляют влияние на травмированный мозг высокого внутричерепного давления, колебаний артериального давления, сниженной доставки кислорода, метаболического дефицита. Для их профилактики в остром посттравматическом периоде рекомендуется применять карбамазепин, фенитоин, фенобарбитал, диазепам (И.А.Качков, В.Г.Амчиславский, Б.А.Филимонов, 1999, Ф.Ю.Белозерцев и др., 2007).
В настоящее время для одновременной профилактики вторичных повреждений при черепно-мозговой травме прибегают к назначению комплекса, состоящего из антиконвульсантов, вазодилататоров, ноотропов и других препаратов. Комплексную фармакотерапию рекомендуют начинать с 3 суток посттравматического периода (Р.Мартуза, М. Проктор, 1997, Р.Д.Касымов, А.Н.Кондратьев, 2001, Т.А.Скоромец, 2002, A.I.Faden, 1996, Портер Р.Д., Мелдрум Б.С., 2007).
Вместе с тем, полипрагмазия может вызывать нежелательные лекарственные взаимодействия, усиливать дезинтегративные процессы в ЦНС или угнетать саногенетические механизмы, ограничивающие ишемические, гипоксические, судорожные вторичные повреждения мозга (И.А.Качков и др., 1999, Ф.Ю.Белозерцев и др., 2007).
В настоящее время ведется поиск лекарственных средств с многофакторным терапевтическим действием, что позволит использовать для лечения посттравматического синдрома один препарат вместо трех-четырех.
Для расширения арсенала лекарственных средств, используемых в качестве нейропротекторов при черепно-мозговой травме, и повышения эффективности фармакотерапии острого посттравматического периода предлагается использовать антиконвульсант ламотриджин. Согласно нашим данным препарат помимо устранения судорог способен снижать отрицательное воздействие ишемии и гипоксии на функционирование нервной ткани, а также устранять амнестические расстройства.
Ламотриджин (ламиктал, ламолеп) является производным фенилтриазина и относится к группе противоэпилептических препаратов нового поколения. Препарат вызывает инактивацию натриевых каналов, что подавляет повторные быстрые разряды нейронов в ЦНС и, возможно, потенциалзависимые кальциевые каналы. На фоне действия препарата обнаружено уменьшение высвобождения ряда медиаторов. Разрешено применение ламотриджина в неврологической практике для лечения парциальных и генерализованных приступов и судорожных приступов при синдроме Леннокса-Гасто (Портер Р.Д., Мелдрум Б.С., 2007, Р.У.Хабриев, А.Г.Чучалин, 2006, инструкция по применению ламотриджина).
Применение ламотриджина по новому назначению стало возможным благодаря выявленным новым фармакологическим свойствам препарата.
Впервые показано, что ламотриджин в остром периоде черепно-мозговой травмы оказывает антиишемический, антигипоксический и антиамнестический эффект. Как установлено, курсовое введение ламотриджина в дозе 25-50 мг/кг животным, перенесшим черепно-мозговую травму, продляет функциональную активность головного мозга при его полной ишемии, увеличивает резервное время при гипоксии с гиперкапнией и гемической гипоксии, уменьшает продолжительность электрошоковых судорог и устраняет амнестические расстройства. В литературе не описаны эти свойства ламотриджина, которые в условиях черепно-мозговой травмы обеспечивают повышение устойчивости мозга к ишемии, гипоксии, гиперкапнии, гемической гипоксии и устранение амнезии.
Эксперименты проведены на белых беспородных мышах массой 20-25 г и белых беспородных крысах массой 140-160 г. Животным наносили контактную черепно-мозговую травму (Ф.Ю.Белозерцев и др., 2004). Начиная со 2 дня, группе животных внутрибрюшинно вводили ламотриджин в дозе 25 и 50 мг/кг/сутки.
Группе сравнения назначали прототипы с узким спектром нейропротекторного эффекта: вазоактивный препарат сермион (5 мг/кг), антигипоксант натрия оксибутират (50 мг/кг), ноотроп пирацетам (50 мг/кг), антиконвульсанты сульфат магния (80 мг/кг) и вальпроат натрия (100 мг/кг). Эти нейропротекторы рекомендованы для применения при черепно-мозговой травме.
Нейропротекторную активность ламотриджина и прототипов оценивали по устойчивости мозга к факторам его вторичного повреждения в условиях черепно-мозговой травмы - ишемии, гипоксической гипоксии с гиперкапнией, гемической гипоксии и судорожным явлениям.
Для определения антиишемической активности препаратов использовали декапитационную модель полной ишемии головного мозга (O.H.Lowry et al., 1964, D.Gosal, J.E.Torres, 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 и после введения раствора нитрита натрия в дозе 200 мг/кг (Воронина Т.А. и др., 2005), 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 (Воронина Т.А., Неробокова Л.Н., 2005).
Оценка состояния мнестических функций у животных, перенесших черепно-мозговую травму, выполнена с использованием методики выработки и отсроченного воспроизведения условной реакции пассивного избегания (Т.А.Воронина и др., 2005). Эффекты препаратов оценивали по достижению критерия обучения и количества выработанных условных ответов. Оценку состояния долговременной памяти производили по показателям отсроченного воспроизведения условной реакции пассивного избегания через 7 дней после сеанса обучения.
Проведенные исследования показали, что в первые сутки 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 (табл.1, 2, 3), что указывает на уменьшение активности эндогенных протекторных механизмов и повышение вероятности вторичных повреждений мозга.
Антиконвульсант ламотриджин оказывает выраженный протекторный эффект при ишемическом повреждении мозга. На 5 день введения ламотриджина в дозе 25 мг/кг/сутки мышам с черепно-мозговой травмой частота агонального дыхания на фоне полной ишемии головного мозга возрастает на 160%, а 50 мг\кг препарата - на 177%. Увеличение продолжительности агонального дыхания (на 120%) наблюдается при курсовом применении меньшей дозировки ламотриджина - 25 мг/кг/сутки.
Эффективность препарата прототипа вазодилататора серимиона, используемого в качестве вазоактивного средства при черепно-мозговой травме, была ниже. В терапевтической дозе 5 мг/кг/сутки сермион увеличивает продолжительность агонального дыхания при полной ишемии головного мозга травмированных животных на 81,6% и частоту гаспинга - на 131% (табл.1).
В еще меньшей степени изменяются показатели устойчивости головного мозга к его глобальной ишемии на фоне действия остальных прототипов - антиконвульсанта магния сульфата и ноотропа пирацетама (таблица 1).
В следующей серии установлено, что курсовое введение ламотриджина увеличивает резервное время у травмированных животных, помещенных в гермокамеру. В условиях черепно-мозговой травмы достоверное увеличение резервного времени отмечается после назначения 50 мг/кг/сутки (на 28%), что сравнимо с эффектом антигипоксического препарата прототипа натрия оксибутирата. Напротив, после курса прототипа изобретения вазодилататора сермиона в дозе 5 мг/кг/сутки резервное время у травмированных животных уменьшается на 10% и не изменяется под влиянием остальных прототипов - магния сульфата и пирацетама (таблица 2).
Определение устойчивости животных к гемической гипоксии показало, что у травмированных мышей резервное время на фоне действия нитрита натрия в дозе 200 мг/кг на 16% ниже, чем у интактных мышей (Р<0,05). 9-Дневный курс ламотриджина увеличивает продолжительность жизни мышей в посттравматический период на 109,6%. Сходным образом, но слабее повышает устойчивость травмированных животных к гемической гипоксии препарат сравнения оксибутират натрия (таблица 3).
В серии исследований изучена способность ламотриджина устранять амнестические расстройства в посттравматический период. На 10 сутки острого периода черепно-мозговой травмы после выработки условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ) животным наносили электрошок и через 7 суток тестировали отсроченное воспроизведение УРПИ (таблица 5). По сравнению с интактными животными в посттравматический период зафиксировано полное исчезновение адаптивного оборонительного ответа. Курсовое введение ламотриджина (25 мг/кг) устраняет травматическую амнезию. При этом частота отсроченного воспроизведения УРПИ через 7 суток была выше на 37,5%, чем в контроле. Отсроченное воспроизведение адаптивных реакций под влиянием курсового применения прототипа изобретения ноотропа пирацетама восстанавливается в том же объеме (на 40%). На фоне действия другого препарата сравнения магния сульфата не обнаружено ослабления амнезии (таблица 4).
В дозах, оказывающих антиишемическое, антигипоксическое и антиамнестическое действие, ламотриджин ограничивает электрошоковые судороги. Его курсовое введение в дозе 25 мг/кг предупреждает возникновение электрошоковых судорог у 75% травмированных животных, а 50 мг/кг - в 100% случаев (Р<0,05). Эксперименты показали, что противосудорожный эффект ламотриджина достоверно выше, чем у прототипа изобретения магния сульфата (таблица 5).
Таким образом, в отличие от симптоматических средств с избирательно вазоактивным (сермион), антигипоксическим (натрия оксибутират), антиамнестическим (пирацетам) или противосудорожным действием (магния сульфата) антиконвульсант ламотриджин обладает многофакторным протекторным эффектом в условиях черепно-мозговой травмы. Его позитивное влияние на течение ишемии, гипоксии, гиперкапнии, амнезии и судорог в посттравматическом периоде не уступает или превосходит по силе эффекта перечисленные выше препараты сравнения, которые входят в стандарт лечения в остром периоде черепно-мозговой травмы.
Таким образом, полученные данные убедительно свидетельствуют о наличии у ламотриджина значительного многофакторного протекторного эффекта в острый период черепно-мозговой травмы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белозерцев Ф.Ю., Белозерцев Ю.А. Значение нейропротекторов в лечении травматической энцефалопатии. - Чита, 2004. - 84 с.
2. Воронина Т.А., Неробокова Л.Н. Методические указания по изучению противосудорожных веществ. / Руководство по экспериментальному изучению новых фармакологических веществ под редакцией Р.У.Хабриева. - Москва, 2005. - С.332-337.
3. Касымов Р.Д., Кондратьев А.Н. Основные принципы хирургического лечения и интенсивной терапии тяжелой черепно-мозговой травмы. - Санкт-Петербург. - 2001.
4. Качков И.А., Амчеславский В.Г., Филимонов Б.А. Алгоритмы лечения тяжелой черепно-мозговой травмы. // Consilium medicum. - 1999. - T.1. - №2. - 85-90.
5. Лекарственные средства. Под ред. Р.У.Хабриева, А.Г.Чучалина. - М.: Гэотар, 2006. - С.333-335.
6. Мартуза З., Проктор М. Травма. - / Неврология. Под ред. Самуэльс М. - М.: Практика, 1997. - С.355-398.
7. Портер Р.Д., Мелдрум Б.С. Противоэпилептические средства. / Базисная и клиническая фармакология. Под редакцией Б.Катцунга. - Санкт-Петербург: Невский диалект, 2007. - Т.1. - С.464-491.
8. Руководство по экспериментальному изучению новых фармакологических веществ. Под редакцией Р.У.Хабриева. - Москва, 2005. - 785 с.
9. Скоромец Т.А. Вторичная ишемия головного мозга в остром периоде черепно-мозговой травмы. // Автореф диссер. докт. мед. наук. - Санкт-Петербург, 2002. - С.44.
10. Faden A.I. Pharmacologic treatment of acute traumatic brain injury. // JAMA 1996. - 276. - P.569-57.
11. 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.
12. Green R.W., H.L.Haas. The electrophysiology of adenosine in the mammalian central nervous system. // Prog. Neurobiol. - 1991. - Vol.36. - P.329.
13. 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.
14. Teadale G.M., Graham D.I. Craniocerebral Trauma: protection and retrievale of the neural population after injury. // Neurosurgery. - 1998. - P.43.
| Таблица 1 | ||||
| Влияние ламотриджина на устойчивость мышей к ишемии после черепно-мозговой травмы | ||||
| Группа животных и препарат | Количество животных | Доза (мг/кг) | Агональное дыхание (гаспинг) | |
| Время (с) | Частота дыхательных движений | |||
| Интактная (интактные мыши) |
23 | - | 13,6±0,87 | 9,1±0,45 |
| Контрольная 1 (мыши с ЧМТ) 1 сутки |
10 | - | 19,4±0,98* | 10,6±0,8 |
| Контроль 2 (мыши с ЧМТ, 6 сутки) |
10 | - | 13,7±1,7 | 7,2±1,5 |
| Опытная 1 | ||||
| Ламотриджин | 8 | 25 | 42.7±2.91** | 18.9±0.85** |
| (мыши с ЧМТ) | 8 | 50 | 23±3.11 | 20±1.09** |
| Опытная 2 Сермион (мыши с ЧМТ) |
8 | 5 | 24,7±1,4** | 16,7±2,5** |
| Опытная 3 Магния сульфат (мыши с ЧМТ) |
8 | 80 | 22,7±0,9** | 12,5±1,1 |
| Опытная 4 Пирацетам (мыши с ЧМТ) |
8 | 50 | 12,7±0,8 | 10,2±0,5 |
| Примечание. Значимость различий контроль 1 (интактные мыши) - мыши после ЧМТ и мыши после ЧМТ - опыт: * - Р<0,05 ** - Р<0,05. |
| Таблица 2 | |||
| Влияние ламотриджина на продолжительность резервного времени крыс с черепно-мозговой травмой (11 сутки) в условиях гипоксии с гиперкапнией | |||
| Группа животных и препарат | Количество животных | Доза (мг/кг) | Резервное время (мин) |
| Интактная (интактные мыши) |
12 | - | 25.5±1.21 |
| Контрольная (мыши с ЧМТ) 11 сутки |
12 | - | 23.5±1.12 |
| Опытная 1 Ламотриджин (мыши с ЧМТ) |
8 | 50 | 30.12±1.63* |
| Опытная 2 Оксибутират натрия (мыши с ЧМТ) |
10 | 50 | 35,9±3,11** |
| Опытная 3 Сермион (мыши с ЧМТ) |
8 | 5 | 21,1±2,1 |
| Опытная 4 Магния сульфат (мыши с ЧМТ) |
8 | 80 | 22,7±3,1 |
| Опытная 5 Пирацетам (мыши с ЧМТ) |
8 | 50 | 26,6±2,7 |
| Примечание. Значимость различий контроль 1 (интактные мыши) - мыши после ЧМТ и мыши после ЧМТ - опыт: * - Р<0,05 ** - Р<0,05. |
| Таблица 3 | |||
| Влияние ламотриджина на резервное время у травмированных крыс в условиях гемической гипоксии (10 сутки) | |||
| Группа животных и препарат | Количество животных | Доза (мг/кг) | Резервное время (мин) |
| Интактная (интактные мыши) | 12 | - | 29.6±1.77 |
| Контрольная (мыши с ЧМТ) 11 сутки |
12 | - | 24.9±1.57* |
| Опытная 1 Ламотриджин (мыши с ЧМТ) |
8 | 50 | 52,2±3,33** |
| Опытная 2 Оксибутират натрия (мыши с ЧМТ) |
8 | 100 | 36,2±3,8** |
| Примечание. Значимость различий интактные мыши - контроль (мыши после ЧМТ) и контроль-опыт: * - Р<0,05 и ** - Р<0,05. |
| Таблица 4 | |||||
| Влияние ламотриджина на воспроизведение УРПИ у крыс в посттравматический период через 7 суток после обучения и нанесения электрошока | |||||
| Группа животных (п - число животных) | Доза препарата (мг/кг) | Показатели воспроизведения условного рефлекса пассивного избегания | |||
| Выработка УРПИ | Отсроченное воспроизведение через 7 суток | ||||
| Количество УРПИ (%) | Латентный период перехода в темный отсек (с) | Время пребывания в темном отсеке (с) | Количество УРПИ(%) | ||
| Интактная (п=11) |
- | 100 | 4,3±1,45 | 41±4,93 | 27,2 |
| Контрольная ЧМТ+ЭШ (п=9) |
- | 100 | 14,9±1,96 | 92,2±4,5** | 0 |
| Опытная 1 Ламотриджин ЧМТ+ЭШ (п=8) |
25 | 100 | 22±3,11 | 84±14.66 | 37,5 |
| Опытная 2 Пирацетам ЧМТ+ЭШ (п=10) |
50 | 100 | 66,8±0,74 | 43,3±11,7* | 40 |
| Опытная 3 Магния сульфат ЧМТ+ЭШ (п=8) |
40 | 100 | 37,9±8,2 | 116,5±18.7 | 12,5 |
| Примечание. Значимость различий интактная - контрольная (крысы после черепно-мозговой травмы + ЭШ) и контрольная - опыт: * - Р<0,05 и ** - Р<0,001. |
| Таблица 5 | |||||
| Влияние ламотриджина на электрошоковые судороги у крыс в посттравматический период | |||||
| Группа животных и препарат | Доза (мг/кг) | Латентный период тонической экстензии (с) | Длительность тонической экстензии (с) | Защитный индекс | |
| абс | % | ||||
| Интактная | - | 1,3±0,8 | 15,5±0,8 | 0/10 | 0% |
| Контрольная 1 (крысы с ЧМТ) 4 сутки |
- | 1.86±0.34 | 9.43±0.53 | 0/10 | 0% |
| Контрольная 1 (крысы с ЧМТ) 10 сутки |
- | 2.38±043 | 13.93±0.93 | 0/10 | 0% |
| Опытная 1 Ламотриджин (крысы с ЧМТ) 4 сутки |
25 | 0,68±0,12 | 5,5±1,5* | 6/8* | 75% |
| Опытная 2 Ламотриджин (крысы с ЧМТ) 10 сутки |
50 | 0 | 0 | 8/8* | 100% |
| Опытная 3 Магния сульфат (крысы с ЧМТ) 10 сутки |
80 | 1,6±0,3 | 9,6±0,3* | 5/10* | 50% |
| Примечание. Значимость различий интактная 2 - контрольная (крысы после черепно-мозговой травмы) и контрольная - опыт (препарат): * - Р<0,05; ** - Р<0,001. |
Применение ламотриджина в качестве средства, предупреждающего ишемические и гипоксические расстройства в остром периоде черепно-мозговой травмы.
