На правах рукописи МЕРКУШЕНКОВА ОЛЬГА ВАЛЕРЬЕВНА СПЕКТР ПСИХОТРОПНОГО ДЕЙСТВИЯ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ГАММА-АМИНОМАСЛЯНОЙ И ГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТ, ИМЕЮЩИХ СХОДНЫЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ И ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ ЗАМЕСТИТЕЛИ 14.00.25 фармакология, клиническая фармакология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук ВОЛГОГРАД 2009 2 Работа выполнена на кафедре фармакологии и биофармации факультета усовершенствования врачей Волгоградского государственного медицинского университета Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Тюренков Иван Николаевич Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Воронина Татьяна Александровна доктор медицинских наук, профессор Островский Олег Владимирович Ведущая организация: Ростовский государственный медицинский университет Защита состоится «_____»____________2009 г. в __________часов на заседании Диссертационного совета Д 208.008.02 при Волгоградском государственном медицинском университете (400131, Россия, г. Волгоград, пл. Павших борцов, 1). С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Волгоградского государственного медицинского университета по адресу: 400131, Россия, г. Волгоград, пл. Павших борцов, 1 Автореферат разослан «_____»_______________2009 г. Ученый секретарь д.м.н., проф. Диссертационного Совета А.Р. Бабаева 3 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы Актуальность проблемы обусловлена тенденцией к нарастанию частоты разного рода психических нарушений в условиях современного общества с высоким темпом жизни и обилием стрессовых ситуаций, которые, как известно, могут провоцировать и усугублять течение психических расстройств. Область применения фармакологических средств для коррекции психических функций чрезвычайно широка: помимо собственно психиатрии препараты с психотропной активностью используются специалистами различных отраслей медицины, включены в стандарты терапии многих соматических заболеваний. На российском и зарубежном фармацевтических рынках данный класс лекарственных средств представлен огромным количеством препаратов различных производителей. Тем не менее, даже на современном уровне развития фармакологии и фармацевтической промышленности остается высокой потребность в разработке новых психотропных средств, поскольку многие из имеющихся препаратов обладают недостаточной эффективностью, низкой избирательностью действия и большим количеством побочных эффектов. Поскольку главной научной основой для направленного поиска психотропных средств является представление о том, что эффекты всех препаратов данного класса реализуется за счет взаимодействия с нейромедиаторными системами головного мозга, поиск новых психотропных средств в ряду производных гамма-аминомасляной и глутаминовой кислот можно считать весьма перспективным, что и послужило основанием к проведению данного исследования. Цель исследования сравнительное изучение спектра психотропного действия новых производных гамма-аминомасляной (ГАМК), глутаминовой кислот (ГК), имеющих одинаковые заместители по углероду в бета положении и изучение возможных механизмов действия. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи: 4 1. Провести скрининг в ряду новых ароматических и гетероциклических производных ГАМК и глутаминовой кислоты соединений, обладающих психотропной активностью. 2. Определить острую токсичность наиболее активных веществ и провести изучение зависимости их психотропного действия от дозы. 3. Изучить нейропротекторное действие наиболее активных веществ на различных экспериментальных моделях судорог, острого и хронического стресса с использованием стандартных психофармакологических тестов, отражающих функциональное состояние ЦНС. 4. Изучить возможный нейрохимический механизм психотропного действия наиболее активных веществ с использованием агонистов и антагонистов основных медиаторных систем. 5. Изучить влияние наиболее активных веществ на обмен моноаминов и нейроактивных аминокислот в структурах мозга. Научная новизна исследования: Впервые проведено сравнительное исследование спектра психотропного действия новых производных ГАМК и глутаминовой кислоты и выявлены вещества с высоким антидепрессивным, анксиолитическим, ноотропным эффектом, перспективные для дальнейшего доклинического изучения. Впервые получены данные о церебропротекторном действии новых производных глутаминовой кислоты при экспериментальном судорожном и стрессорном воздействии. Впервые определены возможные механизмы нейрохимического действия нового производного глутаминовой кислоты соединения РГПУ-135, оказывающего антидепрессивное, анксиолитическое, активирующее и неропротекторное действие. Изучено его влияние на обмен моноаминов и нейроактивных кислот в структурах мозга. Научно-практическая ценность работы и реализация результатов исследования. 5 Тема диссертации исследовательской является работы составной кафедры частью фармакологии плана и научно- биофармации факультета усовершенствования врачей Волгоградского государственного медицинского университета и утверждена на заседании Ученого совета (Протокол №6 от 14 ноября 2007 года). Полученные результаты исследования нейропсихотропной активности новых производных гамма-аминомасляной и глутаминовой кислот указывают на перспективность дальнейшего поиска веществ с психотропным действием в ряду структурных аналогов данных нейроактивных аминокислот, имеющих ароматические и гетероциклические заместители. Выделенное новое производное ГК соединение РГПУ-135 с выраженным антидепрессивным, анксиолитическим, нейропротекторным и активирующим действим является перспекивным для дальнейшего углубленного изучения. Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе на кафедре фармакологии и биофармации ФУВ и на кафедре фармакологии ВолГМУ Полученные данные используются химикамисинтетиками Российского государственного педагогического университета им. А.М. Герцена для проведения дальнейшего целенаправленного поиска в ряду новых производных ГАМК и ГК новых веществ с психотропным действием, а фармакологии также и в научно-исследовательской биофармации ФУВ ВолГМУ работе и кафедры лаборатории психофармакологии НИИ фармакологии ВолГМУ. Положения, выносимые на защиту: 1. Новые структурные аналоги ГАМК и ГК, имеющие одинаковые заместители в бета-положении существенно отличаются по спектру психотропного действия. 2. Соединение РГПУ-135 обладает выраженной антидепрессантной активностью, не уступающей действию мелипрамина и значительно превосходящей эффекты коаксила и флуоксетина. 6 3. Соединения РГПУ-135, РГПУ-160 и РГПУ-202 обладают анксиолитической активностью сопоставимой между собой. РГПУ-135 и РГПУ-202 при сравнении с препаратами позитивного контроля не уступали диазепаму и статистически значимо превосходили афобазол. 4. Соединение РГПУ-135 как при однократном, так и при курсовом лечебно-профилактическом энтеральном введении проявляет выраженную нейропротекторную активность в условиях действия различных экстремальных факторов: хемоиндуцированных генерализованных судорог, острого эмоционально-болевого стресса и хронического, вызванного путем депривации парадоксальной фазы сна. 5. Психотропная активность соединения РГПУ-135 вероятно связана со стимулирующим действием на дофаминергическую и серотонинергическую нейропередачу и, в меньшей мере, стимулирующим влиянием на центральную адренергическую нейропередачу. Апробация работы Материалы диссертации докладывались и обсуждались на следующих научно-практических конференциях: 62-ой, 65-ой юбилейной и 66-ой открытых итоговых конференциях студентов и молодых ученых ВолГМУ, 2004, 2007, 2008 гг.; ХII, XIII Региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области, «Экспериментальные аспекты медицины», ноябрь 2007, ноябрь 2008 г, ; Симпозиуме: Результаты фундаментальных и прикладных исследований для создания новых лекарственных средств, Москва, 9 -11 июня 2008 г. Публикации: По материалам диссертации опубликовано 12 работ. Структура и объем диссертации: Диссертация изложена на 168 страницах машинописного текста и включает следующие разделы: введение, обзор литературы, описание материалов и методов исследования, 4 главы собственных исследований, обсуждение результатов, научно-практические рекомендации, выводы, список литературы, содержащий 202 источника, из них 109 отечественных и 7 93 зарубежных. Диссертация иллюстрирована 27 рисунками и содержит 22 таблицы. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследование выполнено на 510 крысах-самцах линии Вистар массой 180-220 г и 274 мышах-самцах линии BALB/C массой 20-25 г. В настоящем исследовании изучена психотропная активность 7 новых производных нейромедиаторных аминокислот – ГАМК и глутаминовой, соединений с лабораторными шифрами: РГПУ-135, РГПУ-136, РГПУ-146, РГПУ-160, РГПУ-202, РГПУ-204 и РГПУ-205, а также фенибут, толибут и баклофен. Все вещества синтезированы на кафедре органической химии Российского государственного педагогического университета им. А.Н. Герцена (Санкт-Петербург, Россия)*. Скрининг осуществлен с применением доз, составляющих 1/10 от молекулярной массы (мг/кг): РГПУ-135 - 25,95 мг/кг, РГПУ-136 - 21,8 мг/кг, РГПУ-146- 29,4 мг/кг, РГПУ-160 - 30,8 мг/кг, РГПУ-202 - 27,35 мг/кг, РГПУ204 – 29,8 мг/кг РГПУ-205 – 31,2 мг/кг. В качестве препаратов позитивного контроля использовались: фенибут и фенотропил –25 мг/кг (синтезированы на кафедре органической химии Российского государственного педагогического университета им. А.Н. Герцена (Санкт-Петербург, Россия)), мелипрамин – 15 мг/кг (Egis Pharmaceuticals, Венгрия), флуоксетин - 20 мг/кг (ЗАО-Здоровье, Россия), коаксил – 12,5 мг/кг (Лаборатория Сервье, Франция), афобазол – 10 мг/кг («Мастерфарм», Россия), диазепам – 1 мг/кг (Simplex pharma Pvt. Ltd.). Исследуемые вещества, препараты сравнения, а также 2% крахмальная слизь контрольным группам животных вводились внутрижелудочно за 45 минут до проведения экспериментов. * - Приносим искреннюю благодарность зав. кафедрой органической химии Российского государственного педагогического университета им. А.М. Герцена (Санкт-Петербург, Россия) ЗДН РФ, д.х.н., профессору А.М. Берестовицкой и старшему научному сотруднику, к.х.н. О.С. Васильевой, предоставивших исследуемые вещества для нашей работы. 8 Для изучения использовались нейропсихотропной следующие активности психофармакологические соединений тесты: тест «открытое поле» (ОП) (Хаунина Р.А., Лапин И.П. 1976 г., Воронина Т.А. 1982; Гельман В.Я., Кременевская С.И., 1990); тест «приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ) (Pellow S. et al., 1985); тест «условная реакция пассивного избегания» (УРПИ) (Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П., 1991; Воронина экстраполяционного Т.А., избавления» Островская (ТЭИ) Р.У., (Бондаренко 2000), «тест Н.А., 1992.), «вертикальный экран-сетка» (Калуев А.В., 2002; Nagatani T. et al., 1987); «принудительное плавание с грузом» (Суркова В.В., Тюренков И.Н., 1979; Воронина Т.А., Островская Р.У., 2000); «методика конфликтной ситуации» (вариант Vogel) (Воронина Т.А., Середенин С.Б., 2000); «модель пролонгирования снотворного действия барбитуратов» (Воронина Т.А., Неробокова Л.Н., 2000); тест термического раздражения хвоста путем погружения в воду температурой 58оС (Судаков С.К. и др., 1995); тест раздражения лап электрическим током до вокализации (Гузеватых Л.С., Валуйских Д.В., Воронина Т.А., 2005); тест подвешивания мышей за хвост (ПМХ) (Steru L. et al., 1985) и методика принудительного плавания по Порсолту (Porsolt R.D. et al., 1977). Изучение нейропротекторного действия соединений проводилось с использованием следующих моделей нейропсихопатологии: - модели хемоиндуцированного эпилептогенеза вызванного введением пикротоксина (5 мг/кг) и коразола (90 мг/кг), (Воронина Т.А., Неробокова Т.Н., 2000). - модели острого эмоционально-болевого стресса, вызываемого путем подвешивания животных за дорсальную шейную кожную складку длительностью 24 часа (Островский О.В., Дудченко Г.П., 1985); - модели хронического стресса, вызванного пятикратной 24-х часовой депривацией парадоксальной фазы сна. Животные на 24 часа лишались полноценного сна с перерывом 24 часа, цикл повторяли 5 раз, общая 9 продолжительность стрессирования составила 10 суток. В перерывах между помещениями животных в стрессовые условия, крысы находились в индивидуальных клетках со свободным доступом к воде и пище (Воронина Т.А. и др., 1990; Jouvet et al. 1964). Стресспротекторное действие соединений оценивалось по влиянию на психоневрологический статус животных и по «стрессорной триаде» гипертрофии надпочечников, инволюции тимуса и селезенки (в мг/100 гр. веса животного) и степени изъязвления слизистой желудка (по шкале Перцова С.С., 1995). Кроме перечисленных тестов был проведен анализ влияния соединений на резистентность эритроцитов методом кислотного гемолиза. - противогипоксическое действие веществ изучалось на моделях острой генерализованной гипоксии: нормобарической гипоксии с гиперкапнией и гемической гипоксии, вызванной нитритной интоксикацией (нитрит натрия 250 мг/кг подкожно) (Воронина Т.А., Островская Р.У., 2000); Нейрофармакологический анализ возможных механизмов действия соединения РГПУ-135 проведен в соответствии с требованиями "Руководства по экспериментальному фармакологических (доклиническому) веществ" - изучению Фармакологический новых государственный комитет, МЗ РФ, Москва, 2005". Нейрохимический анализ влияния вещества РГПУ-135 на содержание моноаминов и их метаболитов определялось методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией (ВЭЖХ/ЭД) на хроматографе LC-304T (BAS, West Lafayette, США) с инжектором Rheodyne 7125 c петлёй на 20 мкл для нанесения образцов (И.И.Мирошниченко, 1988). Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием непараметрического U-критерия Манна-Уитни, рангового однофакторного анализа Крускала-Уоллиса, критерия Дана для множественных сравнений, двухфакторного дисперсионного анализа с повторениями, теста Тьюки, критерия Хи-квадрат, пробит-анализ 10 выживаемости. Обработка данных производилась с помощью пакетов программ Microsoft Excel XP, STATISTICA 6.0, BioStat 2008 Professional 5.1.3.1. Статистически значимыми расценивались эффекты при p<0,05. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Данные о направленности и выраженности психотропного действия новых производных ГАМК и ГК в суммированном виде представлены в таблице 1 и на рисунке 1, они свидетельствуют о различных спектрах психотропного действия исследуемых веществ. Таблица 1. Анализ результатов скринингового изучения нейропсихотропных свойств новых производных ГАМК и ГК Показатели Новые производные Новые производные психофармакологических ГАМК ГК тестов РГПУ- РГПУ- РГПУ- РГПУ- РГПУ- РГПУ- РГПУ136 160 204 205 135 146 202 1 2 3 4 5 6 7 8 Тест «Открытое поле» (ОП) Двигательная активность + (↓) + (↑) + (↑) ++ (↑) ++ (↓) Ориентировочно+ (↓) ++ (↑) + (↓) ++ (↓) исследовательская активность Число выходов в центр + (↑) ++ (↑) + (↑) + (↓) ++ (↑) + (↑) + (↓) Количество актов + (↓) + (↓) + (↑) + (↑) + (↑) + (↓) ++ (↓) кратковременного груминга Тест «приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ) Время в открытых + (↑) ++ (↑) + (↑) + (↑) + (↑) ++ (↑) рукавах,с. Количество выходов в + (↑) + (↑) ++ (↑) + (↑) + (↑) открытые рукава Сумма переходов между ++ (↑) + (↑) + (↑) ++ (↑) + (↑) + (↓) рукавами Время в центре ПКЛ ++ (↑) + (↓) + (↑) + (↑) ++ (↓) + (↓) ++ (↓) Тест «условная реакция пассивного избегания» (УРПИ) ЛП при воспроизведении + (↑) + (↑) + (↑) + (↓) + (↑) через 24 часа ЛП при воспроизведении ++ (↑) + (↑) + (↑) + (↑) ++ (↑) через 7 суток ЛП при воспроизведении ++ (↑) + (↑) ++ (↑) через 14 суток 11 1 2 3 4 5 6 7 Тест «тест экстраполяционного избавления» (ТЭИ) Процент снижения + (↓) ++ (↑) + (↓) ++ (↑) + (↓) ++ (↑) времени решения экстраполяционной задачи, Δ %. Тест конфликтной ситуации по Вогель ЛП первого наказуемого ++ (↓) ++ (↓) + (↓) + (↑) ++ (↓) ++ (↑) взятия воды из поилки Количество наказуемых + (↑) ++ (↑) + (↑) ++ (↑) + (↓) попыток утолить жажду Сон, вызванный введением тиопентала натрия Количество заснувших + (↑) ++ (↑) + (↑) + (↑) животных ЛП наступления сна ++ (↑) ++ (↑) + (↓) + (↑) + (↓) ++ (↑) Длительность сна + (↑) + (↓) Тест ПМХ ЛП иммобилизации + (↓) + (↑) Длительность + (↑) + (↑) ++ (↓) + (↓) иммобилизации Тест принудительного плавания по Порсольту ЛП иммобилизации + (↑) ++ (↑) ++ (↑) Длительность ++ (↓) ++ (↓) иммобилизации Количество прыжков ++ (↑) + (↑) Тест термического раздражения хвоста ЛП отдергивания хвоста ++ (↑) ++ (↑) (однокр (однокр на 180 на 180 мин) мин) Тест электроболевого раздражения лап ЛП вокализации - 8 ++ (↑) ++ (↓) ++ (↑) + (↓) + (↑) + (↑) + (↓) ++ (↑) ++ (↓) ++ (↑) ++ (↓) (однокр на 120 мин) ++ (↓) (однокр на 180 мин) Тест принудительного плавания с грузом (20% от массы тела) Продолжительность +++ (↑) ++ (↓) ++ (↓) ++ (↓) + (↑) плавания Тест подвешивание на горизонтальную сетку ЛП первого падения + (↑) +++ + (↓) +++ (↓) (↓) Общее время удержания ++ (↑) + (↓) + (↑) +++ (↓) при 3-х кратном подвешивании Фармакологическая активность по результатамскрининговых тестов для выявления психотропной активности. Психотропные свойства Ноотр Анкс; АДД АДД; Седат. Актив Сниж Анкс миорел Анкс; физ раб физ Актив. АДД раб Ноотр. Обозначения: + – изменения показателя не имеют статистической значимости 12 ++ – изменение показателя статистически значимое, р<0,05 +++ – изменение показателя статистически значимое, р<0,01 - – изменение показателя отсутствуют (↑) – увеличение показателя (↓) – уменьшение показателя Ноотр – ноотропные свойства; Анкс – анксиолитические свойства; Актив – психостимулирующие свойства; Седат – седативные свойства; Актив физ раб – стимулирует физическую работоспособность; Сниж физ раб- снижает физическую работоспособность; Миорел –миорелаксирующее действие; АДД – антидепрессивное действие а) фенибут нейропротекторно е антигипоксическое а) РГПУ-135 седатив ное 4 анксиолитическое 3 2 1 актив ирующее 0 против осудорожно е миорелаксирующе е антидепрессантно е ноотропное нейропротекторно е антигипоксическое против осудорожно е миорелаксирующе е б) толибут нейропротекторно е антигипоксическое анксиолитическое актив ирующее антидепрессантно е ноотропное нейропротекторно е антигипоксическое антигипоксическое против осудорожно е миорелаксирующе е седатив ное 4 3 2 1 0 анксиолитическое актив ирующее антидепрессантно е ноотропное в) РГПУ-146 седатив ное 4 3 2 1 0 ноотропное против осудорожно е миорелаксирующе е в) баклофен нейропротекторно е антидепрессантно е б) РГПУ-202 седатив ное 4 3 2 1 0 против осудорожно е миорелаксирующе е седатив ное 4 анксиолитическое 3 2 1 актив ирующее 0 анксиолитическое актив ирующее антидепрессантно е ноотропное нейропротекторно е седатив ное 4 антигипоксическое против осудорожн ое миорелаксирующе е 3 2 1 0 анксиолитическое актив ирующее антидепрессантно е ноотропное Рисунок 1. Сравнительный спектр психотропного действия производных ГАМК и глутаминовой кислоты, имеющих фенильный (а), толильный (б) и парахлорфенильный (в) радикалы в бета положении. 13 Таким образом, из представленных данных наибольший интерес представляют соединения РГПУ-135 и РГПУ-202, являющиеся новыми производными глутаминовой психоактивирующее действие кислоты. с Первое преимущественно оказывает локомоторным компонентом, поскольку статистически значимо увеличивает количество пересеченных квадратов в тесте ОП и количество переходов между рукавами в тесте ПКЛ. Соединение РГПУ-135 уменьшало продолжительность иммобилизации и увеличивало количество прыжков у животных в тесте ТЭИ, статистически значимо снижало латентный период иммобилизации в тесте ПМХ и тесте неизбегаемого принудительного плавания по Порсольту. Помимо этого в последнем тесте указанное вещество статистически значимо уменьшало длительность иммобилизации и увеличивало количество прыжков и продолжительность активного плавания, что можно трактовать, как антидепрессивное действие. Указанное вещество обладает анксиолитическими свойствами, поскольку достоверно снижало латентный период первого наказуемого взятия воды из поилки и повышало количество наказуемых попыток утолить жажду в тесте конфликтной ситуации по Вогель и увеличивало количество выходов в открытые рукава ПКЛ и количество заходов в центр ОП. Второе соединение РГПУ-202 обладает анксиоседативными свойствами, поскольку статистически значимо снижало двигательную и ориентировочно-исследовательскую активность, а также число актов кратковременного груминга у крыс в тесте ОП, при этом достоверно увеличивало продолжительность пребывания животных в открытых рукавах ПКЛ, снижало латентный период первого наказуемого взятия воды из поилки и повышало количество наказуемых попыток утолить жажду в тесте конфликтной ситуации по Вогель. Кроме того, указанное соединение проявляет ноотропные свойства, что выражалось в статистически значимом увеличении латентного периода первого захода в тёмный отсек и 14 уменьшении количества животных в группе, зашедших в него при воспроизведении навыка на 7 и 14 сутки после обучения в тесте УРПИ, а также проявляет антидепрессивные свойства, так как статистически значимо уменьшало продолжительность иммобилизации у животных в тесте ТЭИ, увеличивало латентный период иммобилизации, количество прыжков и снижало длительность иммобилизации животных в тесте принудительного плавания по Порсольту. Изучение острой токсичности. При энтеральном пути введения соединений РГПУ-135 и РГПУ-202 не выявлено случаев острой (суточной) и отдаленной (в течение 7 дней) летальности в дозах до 3000 мг/кг включительно. Дальнейшее увеличение испытуемой дозы не представлялось возможным, из-за плохой растворимости веществ в воде и согласно существующим нормативным требованиям по ограничению объема жидкости, вводимого в желудок. ЛД50 веществ РГПУ-135 и РГПУ-202 при внутрибрюшинном введении составил 802,4892,64 и 760 81 мг/кг соответственно. Разница ЛД50 при двух путях введения, вероятно, обусловлена медленным или неполным всасыванием веществ при энтеральном введении. По результатам проведенных исследований можно заключить, что вещества РГПУ-135 и РГПУ-202 относятся к классу малотоксичных (Саноцкий И.В., Уланова И.П.,1975). Изучение зависимости доза-эффект соединения РГПУ-135 проводилось в дозах 13, 26, 52 и 80 мг/кг, а вещества РГПУ-202 в дозах 13,27,54 и 75 мг/кг с использованием стандартных психофармакологических тестов: ОП, ПКЛ, тест конфликтной ситуации в модификации Вогель и тест принудительного плавания по Порсольту, в которых указанные вещества проявили наиболее выраженную активность. У соединения РГПУ-135 во всех дозах отмечалось однонаправленное действие (рис. 2, 3, 4, 5), но с различной степенью выраженности (психостимулирующее, анксиолитическое и антидепрессивное), при этом в 15 низкой дозе (13 мг/кг) преобладало активирующее и антидепрессивное действие, в средних (26 и 52 мг/кг) психоактивирующий эффект становился умеренным, антидепрессивное анксиолитические свойства, действие сохранялось, выраженность последних добавлялись 2-х эффектов уменьшалась по мере дальнейшего увеличения дозы. В высокой дозе оставался лишь психоактивирующий эффект. Таким образом, изучение зависимости доза-эффект для вещества РГПУ-135 показало, что наиболее перспективной для дальнейшего изучения является доза 26 мг/кг, в которой вещество обладает наиболее оригинальным спектром фармакологической активности: сочетание выраженного антидепрессивного действия, анксиолитической активности и умеренного активирующего эффекта. 80 60 40 20 0 -20 -40 -60 * * * * 13 (13) 26 (27) * * 52 (54) 80 (75) * б) Ориентировочноисследовательская активность. % по отношению к контролю % по отношению к контролю а) Двигательная активность дозы (мг/кг) % по отношению к контролю * 150 100 50 0 13 (13) 26 (27) 52 (54) 80 (75) -100 дозы (мг/кг) РГПУ-135 * 0 -50 13 (13) 26 (27) * -100 РГПУ-135 в) Количество актов кратковременного груминга -50 * * * 50 РГПУ-202 200 * 52 (54) 80 (75) * дозы (мг/кг) РГПУ-202 % по отношению к контролю РГПУ-135 100 РГПУ-202 г) Количество выходов в центральную зону 250 200 * 150 100 50 0 -50 -100 13 (13) 26 (27) 52 (54) 80 (75) дозы (мг/кг) РГПУ-135 РГПУ-202 Рисунок 2. Влияние РГПУ-135 и РГПУ-202 в различных дозах на спонтанное поведение животных в тесте «открытое поле». Обозначения:* - p<0,05 – достоверность различий по сравнению с контрольной группой животных (ранговый однофакторный анализ Крускала-Уоллиса, критерий Дана для множественных сравнений). а) число пересеченных квадратов 16 б) ОИА – сумма стоек и заглядываний в отверстия В скобках указаны дозы для РГПУ-202 а) Время пребывания животных в открытых рукавах ПКЛ. * 50 * % по отношению к контролю % по отношению к контролю 60 * 40 30 20 10 0 -10 13 (13) 26 (27) 52 (54) б) Количество выходов в открытые рукава ПКЛ. 100 * 80 * 60 40 20 0 13 (13) 80 (75) дозы (мг/кг) РГПУ-135 РГПУ-135 РГПУ-202 40 * * * 20 0 -20 13 (13) 26 (27) 52 (54) 80 (75) дозы (мг/кг) РГПУ-135 80 (75) РГПУ-202 г) Время пребывания животных в центре ПКЛ. % по отношению к контролю % по отношению к контролю в) Сумма переходов между рукавами 60 26 (27) 52 (54) дозы (мг/кг) 20 0 -20 -40 13 (13) 26 (27) * 52 (54) 80 (75) * * -60 -80 * * дозы (мг/кг) РГПУ-135 РГПУ-202 РГПУ-202 Рис.3. Влияние РГПУ-135 и РГПУ-202 в различных дозах на эмоциогенное поведение животных в тесте «приподнятого крестообразного лабиринта». Обозначения: как на рис. 2. 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 б) Количество наказуемых взятий воды из поилки * * 13 (13) 26 (27) 52 (54) 80 (75) * * дозы (мг/кг) РГПУ-135 % по отношению к контролю % по отношению к контролю а) ЛП наказуемого взятия воды из поилки 150 100 * * * * 50 0 -50 -5 13 (13) 26 (27) 52 (54) 80 (75) дозы (мг/кг) РГПУ-202 РГПУ-135 РГПУ-202 Рис.4 Влияние РГПУ-135 и РГПУ-202 в различных дозах на психоэмоциональный статус животных в тесте «конфликтной ситуации по Vogel». Обозначения: как на рис.1 б) Продолжительность иммобилизации а) Латентный период иммобилизации 200 150 100 * * * * * * * 50 0 13 (13) 26 (27) 52 (54) 80 (75) дозы (мг/кг) РГПУ-135 % по отношению к контролю % по отношению к контролю 17 20 0 * * * * 13 (13) 0 -50 13 (13) -100 * * 26 (27) 52 (54) дозы (мг/кг) РГПУ-135 * * 26 (27) * 52 (54) 80 (75) * * * дозы (мг/кг) РГПУ-135 % по отношению к контролю % по отношению к контролю 60 40 50 РГПУ-202 в) Количество прыжков 100 80 * 100 80 (75) РГПУ-202 г) продолжительность активного плавания 150 100 50 * * * * * * * 0 13 (13) РГПУ-202 26 (27) 52 (54) дозы (мг/кг) РГПУ-135 80 (75) РГПУ-202 Рис.5. Влияние РГПУ-135 и РГПУ-202 в различных дозах на выраженность поведенческой депрессии у животных в тесте «неизбегаемого, принудительного плавания по Порсольту». Обозначения: как на рис.2 У соединения РГПУ-202 (рис. 2, 3, 4, 5) средних дозах (27 и 54 мг/кг) отмечалось анксиоседативное действие, а в высокой дозе (75 мг/кг) к анксиолитическому добавлялось. Во всех дозах отмечались антидепрессивные свойства. Таким образом, у производного ГК с фенильным заместителем (РГПУ135) преобладало антидепрессивное и психостимулирующее действие, а у производного с толильным радикалом (РГПУ-202) - анксиолитическое и антидепрессивное. Оба вещества оказывали наиболее выраженное психотропное действие в дозе 1/30 от ЛД50. Сравнительное изучение психотропного действия соединений РГПУ-135, РГПУ-202 и препаратов позитивного контроля. При 14-дневном введении вещества РГПУ-135, РГПУ-202 и препаратов позитивного контроля, у первого соединения отмечалось выраженное 18 антидепрессивное действие, не уступающее мелипрамину, и значительно превосходящее эффекты коаксила и флуоксетина; по анксиолитической активности оно превосходило коаксил и афобазол, а по активирующему ** ** ** а) ** ** ** * тр РГ оль П У РГ 135 П У 20 ко 2 фл акс уо ил к ме сет л и ин пр ам а ф ин об аз ди о л аз еп ам * Количество подходов * 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 ко н ** тр РГ оль П У РГ 135 П У 2 ко 02 фл акс уо ил к ме се ли тин пр ам а ф ин об а ди зол аз еп ам 140 120 100 80 60 40 20 0 ко н Латентный период,с. действию было сопоставимо с мелипрамином (рис. 6,7) б) Рис. 6. Влияние курсового введения новых производных ГК и препаратов позитивного контроля на на эмоциогенное поведение животных в тесте конфликтной ситуации по Vogel Обозначения:* - p<0,05, ** - p<0,01 – достоверность различий по сравнению с контрольной группой животных (ранговый однофакторный анализ Крускала-Уоллиса, критерий Дана для множественных сравнений, непараметрический U- критерий МанаУитни). 20 ** ** * * 15 10 5 0 тр РГ ол П ь У РГ 13 П 5 У 2 ко 02 а фл кс уо ил ме ксе ли ти пр н ам а ф ин об а ди зол аз еп ам в) ** 25 ко н Количество прыжков 30 г) * ** ** тр РГ ол П ь У РГ 13 П 5 У 2 ко 02 фл ак уо сил ме ксе ли ти пр н ам а ф ин об а ди зол аз еп ам б) ** 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 ** * * ** * т РГ рол П ь У РГ 13 П 5 У ко 202 фл ак уо си ме кс л ли ети пр н а аф мин об ди азо аз л еп ам а) * ко н * ко н * тр РГ оль П У РГ 13 П 5 У 2 ко 02 фл акс уо ил ме ксе ли тин пр ам а ф ин об а ди зол аз еп ам * 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Продолжительность иммобилизации ** Продолжительность активного плавания ** ко н ЛП иммобилизации 70 60 50 40 30 20 10 0 Рис.7. Влияние курсового введения новых производных ГК и препаратов позитивного контроля на выраженность поведенческой депрессии у животных в тесте неизбегаемого принудительного плавания по Порсольту. Обозначения: как на рис.6 19 Второе вещество - РГПУ-202 обладало выраженной анксиолитической активностью, которая сопоставима с активностью диазепама и превосходит активность афобазола; оказывало седативное действие, менее выраженное, чем у диазепама, а также проявляло антидепрессивные свойства, сопоставимые по выраженности с аналогичным эффектом коаксила и флуоксетина. (рис 6, 7). Нейропротекция является важной составляющей фармакологического действия многих психотропных препаратов. Нами изучено нейропротекторное действие новых производных глутаминовой кислот на модели хемоиндуцированного судорожного повреждения мозга и при остром и хроническом стрессорном воздействии. Не оказывая противосудорожного действия, соединение РГПУ-135 выражено предотвращало поведения и мнестических функций у животных, что проявлялось в статистически значимом постсудорожные увеличении изменения двигательной спонтанного активности и ориентировочно-исследовательской активности у животных, подвергавшихся генерализованным судорогам и снижение количества животных с амнезией рефлекса пассивного избегания (УРПИ). РГПУ-202 не оказывал достоверного влияния на показатели поведения животных в тестах ОП и УРПИ. Таким образом, представленные данные позволяют считать, что соединение РГПУ135 проявляет нейропротекторное действие при судорожном повреждении мозга (табл.2). Таблица 2. Влияние исследуемых соединений на постсудорожные изменения поведения и мнестических функций. ДА в ОП ОИА в ОП амнезия в УРПИ контроль-интакт 41,1±4,00 10,1±0,93 0/8 (0%) контроль-судороги 17,1±1,35# 3,2±0,52# 5/7 (71%)# РГПУ-135 26,2±2,26* 6,7±0,61* 1/10 (10%)* РГПУ-202 19,8±1,47 3,6±0,37 4/8 (50%) Обозначения: ДА в ОП – двигательная активность в тесте «открытое поле» ОИА в ОП – ориентировочно-исследовательская активность в тесте «открытое поле» амнезия в УРПИ – количество животных, посетивших темный отсек в тесте УРПИ # - p<0,05 – достоверность различий по сравнению с группой контроль-интакт (ранговый однофакторный анализ Крускала-Уоллиса, критерий Дана для множественных сравнений, непараметрический U- критерий Мана-Уитни). * - p<0,05 – достоверность различий по сравнению с группой контроль-судороги (то же) 20 При моделировании острого и хронического стресса соединение РГПУ-135 оказывает выраженное нейропротективное действие сопоставимое по выраженности с фенибутом и несколько уступающее фенотропилу, которое проявлялось в уменьшении психоневрологических и выраженности морфосоматических постстрессорных нарушений: улучшении когнитивных функций в тестах УРПИ и ТЭИ; увеличении скорости ориентировочных реакций и устранении тревожности в ПКЛ; препятствии инволюции лимфоидных органов – тимуса и селезенки в сравнении с животными контрольной группы. Помимо перечисленного РГПУ-135 способствовало стабилизации мембран эритроцитов в условиях стресс- обусловленной активации ПОЛ, что может являться одним из механизмов его нейропротективного действия в условиях острого эмоционально- болевого стресса (табл.3). Таблица 3. Влияние соединений на когнитивные и мнестические функции стрессированных животных в тестах УРПИ и ТЭИ. группы Воспроизведение УРПИ Воспроизведение ТЭИ ЛПз Число животных с ЛПп Число животных, не (М±m) амнезией (М±m) решивших задачу n/N % n/N % контрольинтакт контрольстресс РГПУ-135 180 17± 0/8 0 1,13 136,37± 6/8 75 84,12± 2/8 25 17,96# 24,76# 154± 4/8 50 * 35,5*± 0/8 0 9,42 3,33 147,87± 5/8 62,5 56,62± 1/8 12,5 РГПУ-202 12,04 21,02 160,12± 4/8 50 * 31,12± 0/8 0 фенибут 10,95 2,65* 175± 3/8 37,5 * 22,37± 0/8 0 фенотропил 3,61* 2,41* Обозначения: % - % животных посетивших темный отсек УРПИ, не решивших экстраполяционную задачу. * - p<0,05 – достоверность различий по сравнению с контрольной группой животных (ранговый однофакторный анализ Крускала-Уоллиса, критерий Дана для множественных сравнений, критерий Хи-квадрат). Соединение влиянию острого исследовательскую 0/8 РГПУ-202 стресса 0 противодействовало растормаживающему на и активность, двигательную гипертрофии ориентировочно- надпочечников при 21 хроническом стрессе, на остальные стрессиндуцированные нарушения показателей и психоневрологического морфосоматического статуса соединение не влияло. По полученным данным можно сделать заключение, что РГПУ-202 осуществляет пассивное нейропротекторное действие только в условиях острого стресса. На модели гемической гипоксии вещество РГПУ-135 проявляло умеренные противогипоксические свойства. Исходя из изложенного нами для дальнейшего углубленного изучения было выбрано соединение РГПУ-135, с которым был выполнен анализ возможных нейрохимических механизмов психотропного действия с использованием нейрофармакологических и нейрохимических методов. Данное вещество, вероятно, оказывает стимулирующее действие на дофаминергическую систему, поскольку проявляло синергическое взаимодействие с апоморфином (агонистом дофаминовых рецепторов), снижая латентный период (ЛП) стереотипных движений, увеличивая интенсивность стереотипии и достоверно снижая выраженность каталепсии, вызванной галоперидолом Стимулирующее проявлялось в действие (блокатором на достоверном дофаминовых серотонинергическую увеличении рецепторов). нейропередачу, интенсивности гиперкинеза, вызванного введением 5-окситриптофана (предшественником серотонина). Совокупность стимулирующего серотонинергическую действия нейропередачу и на дофаминергическую стимулирует и центральную адренергическую нейропередачу, что проявлялось в статистически значимом усилении гипотермического эффекта клофелина (агониста центральных пресинаптических α-адренорецепторов). Выявлено отчетливое влияние РГПУ-135 на обмен дофамина во фронтальной коре и гиппокампе головного мозга крыс, т.е. в структурах, задействованных в формировании эмоционального поведения. Кроме того, данное вещество статистически значимо изменяет обмен дофамина, главным образом в стриатуме (табл. 4, 5). Гиппока мп Стриатум Фронтал ьная кора 22 Таблица 4. Эффекты соединений РГПУ-135 на содержание моноаминов и их метаболитов в структурах мозга крыс (% к контролю) НА ДА ДОФУК ГВК 5-ОТ 5-ОИУК ДОФУК/ДА ГВК / ДА 5- ОИУК / 5-ОТ контроль 100,0 + 7,0 100,0 + 9,3 100,0 + 6,0 100,0 + 19,1 100,0 + 3,6 100,0 + 3,8 100,0 + 5,6 100,0 + 13,9 100,0 + 5,7 РГПУ-135 94,9 + 7,6 контроль 100,0 + 14,7 РГПУ-135 115,1 + 10,7 126,3 + 7,9* 107,4 + 13,2 92,7 + 5,9 106,6 + 4,7 110,5 + 8,5 101,4 + 15,4 117,1 + 9,3 100,0 + 8,4 100,0 + 10,6 100,0 + 10,7 100,0 + 3,6 100,0 + 3,3 100,0 + 3,0 100,0 + 7,2 79,1 + 12,1 107,5 + 9,8 124,4 + 10,9 143,9 + 15,8 103,0 + 5,3 109,8 + 5,7 117,2 + 2,1** 133,3 + 9,2* 106,8 + 6,0 контроль 100,0 + 6,3 100,0 + 13,7 100,0 + 16,4 100,0 + 25,0 100,0 + 3,1 100,0 + 5,5 100,0 + 16,9 100,0 + 29,1 100,0 + 6,2 РГПУ-135 87,5 + 7,1 123,5 + 9,8 126,9 + 32,6 219,8 + 25,2* 87,8 + 5,7 93,0 + 5,6 91,9 + 23,4 100,0 + 5,4 179,8 + 38,0 106,6 + 6,3 Таблица 5. Влияние соединения РГПУ-135 на содержание нейротрансмиттерных аминокислот во фронтальной коре крыс (% к контролю) контроль Аsp 100,0 + 2,336 Glu 100,0 + 13,882 Фронтальная РГПУ-135 кора 94,213 + 4,657 113,463 + 5,809 106,442 + 2,298 102,757 + 4,232 Препарат Стриатум Гиппокамп контроль 100,0 + 3,773 РГПУ-135 97,157 + 4,961 контроль 100,0 + 2,081 РГПУ-135 91,227 + 7,718 100,0 + 2,357 Gly 100,0 + 4,005 100,0 + 3,6 Tau 100,0 + 2,228 100,0 + 1,122 103,413 + 5,034 110,069 + 5,448 112,119 + 5,885 100,0 + 1,822 100,0 + 1,992 100,0 + 2,225 GABA 100,0 + 2,713 96,756 + 4,241 100,0 + 4,646 99,52 + 5,698 100,0 + 2,6 100,079 + 6,733 107,762 + 8,351 107,262 + 8,979 100,793 + 5,762 Обозначения: НАнорадреналин, ДАдофамин, ДОФУК-3,4диоксифенилуксусной кислоты, ГВКгомованилиновая кислота,5-ОИУК-5оксииндолуксусная кислота. Аsp-аспартат, Gluглутамат, Gly-глицин, Tau-таурин, GABA-ГАМК 23 ВЫВОДЫ 1. Новые производные ГАМК и ГК, имеющие в бета-положении ароматические и гетероциклические заместители имеют различный спектр психотропного действия: антидепрессивное (соединения РГПУ-135, РГПУ146, РГПУ-202), анксиолитическое (соединения РГПУ-135, РГПУ-160 и РГПУ-202), активирующее (соединение РГПУ-135), седативное (соединение РГПУ-202), ноотропное (РГПУ-160, РГПУ-202) действие, а также повышают физическую работоспособность (РГПУ-136) у животных. 2. Соединения РГПУ-135 и, в меньшей мере, РГПУ-202 и РГПУ-146 оказывают выраженное антидепрессивное действие. Соединение РГПУ-135 статистически значимо превосходит по активности коаксил и флуоксетин и не уступает мелипрамину. Соединение РГПУ-202 проявляет антидепрессивные свойства, сопоставимые по выраженности с аналогичным эффектом коаксила и флуоксетина, но уступает мелипрамину и соединению РГПУ-135. 3. Соединения РГПУ-202, РГПУ-135 и РГПУ-160 оказывают анксиолитическое действие, не уступающее по выраженности действия диазепаму и превосходящее эффект афобазола. 4. В условиях острого эмоционально-болевого стресса и хронического, вызванного путем депривации парадоксальной фазы сна, а также генерализованного судорожного воздействия, соединение РГПУ-135 как при однократном профилактическом, профилактическом нейропротекторную пероральном так и введении активность, при курсовом проявляет уменьшая лечебно- выраженную выраженность психоневрологических нарушений. По выраженности нейропротекторного эффекта соединение РГПУ-135 сопоставим с препаратом сравнения фенибутом и несколько уступает фенотропилу. 5. Новое производное глутаминовой кислоты с лабораторным шифром РГПУ-135 по данным нейрохимического и нейрофармакологического анализа оказывает стимулирующее влияние на дофамин- и 24 серотонинергическую нейропередачу, что вероятно объясняет наличие у него антидепрессантной и анксиолитической активности; усиливает адренергическую нейротрансмиссию, что может объяснять наличие у него активирующего эффекта. Соединение 6. РГПУ-135, оказывающее антидепрессивное, анксиолитическое, психоактивирующее и нейропротекторное действие относится к классу малотоксичных веществ, т.е. имеет большую терапевтическую широту и является перспективным для дальнейшего углубленного доклинического изучения. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Полученные данные указывают на перспективность дальнейшей разработки соединения РГПУ-135 в качестве антидепрессанта с выраженной анксиолитической и нейропротекторной активностью, а также активирующим действием. 2. Полученные данные могут являться полезными для химиков, осуществляющих целенаправленный синтез веществ с определенным спектром психотропной и нейротропной активности. Список опубликованных работ по теме диссертации: 1. Епишина В.В., Багметов М.Н., Бородкина Л.Е., Воронков А.В., Воловик О.В. Изучение влияния новых производных ГАМК на когнитивные функции и двигательную активность животных в условиях острого стресса. // Актуальные проблемы эксперим. и клин. медицины: материалы 62-ой открытой итоговой конференции студентов и молодых ученых / ВолГМУ Волгоград, 2004. – С. 97-98. 2. Меркушенкова О.В., Епишина В.В. Экспериментальное изучение психотропных свойств новых производных глутаминовой кислоты – соединений РГПУ-135 и РГПУ-202 // Актуальные проблемы эксперим. и клин. медицины: материалы 65-ой юбилейной открытой научно- практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием / ВолГМУ. - Волгоград, 2007. - С. 150-151. 25 3. Епишина В.В., Меркушенкова О.В. Сравнительное экспериментальное изучение психотропных свойств новых производных глютаминовой кислоты – соединений РГПУ-135 и РГПУ-202 // Бюллетень Волгоградского Научного Центра РАМН и Администрации Волгоградской области – Волгоград, 2007. №2. – С.11-13. 4. Меркушенкова О.В., Епишина В.В., Тюренков И.Н., Остроглядов Е.С. Изучение влияния новых производных глутаминовой кислоты на сон у животных, вызванный введением тиопентала натрия. // Матер. науч. межд. конф. «Фундаментальные и прикладные исследования в медицине», Китай (Пекин). – / Фундаментальные исследования. - 2007. - №12. – С.523-524. 5. Меркушенкова О.В., Епишина В.В., Тюренков И.Н. Изучение влияния нового гетероциклического производного ГАМК на физическую работоспособность, мышечный тонус и координацию движений у животных. // Матер. науч. межд. конф. «Фундаментальные и прикладные проблемы медицины и биологии», Объединенные Арабские Эмираты (Дубаи). – / Фундаментальные исследования. - 2007. - №12 (часть 2). – С.290-291. 6. Меркушенкова О.В., Епишина В.В.. Изучение ноотропной активности нового производного глутаминовой кислоты. // ХII Регион. конф. молодых исследователей Волгоградской области, направление «Актуальные проблемы экспериментальной медицины»: Тезисы докладов / Волгоградский государственный медицинский университет. Изд-во ВолГМУ: Волгоград, 2008. – С. 26-27. 7. Меркушенкова О.В., Епишина В.В. Экспериментальное сравнение анксиолитической активности нового производного ГАМК соединения РГПУ-160 и диазепама. // Материалы межрегиональной научно-практической конф. студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежь и наука: итоги и перспективы»– Изд-во СГМУ. – Саратов, 2007. – С.97-98. 8. Тюренков И.Н., Меркушенкова О.В., Епишина В.В., Берестовицкая В.М., Васильева О.С. Анксиолитические свойства нового производного глутаминовой кислоты // Разработка, исследование и маркетинг новой 26 фармацевтической продукции: сб. науч. трудов. – Пятигорск, 2008. – Вып.63. С.506-508. 9. Меркушенкова О.В., Епишина В.В., Тюренков И.Н. Изучение анксиолитических свойств нового соединения РГПУ-206 // Человек и лекарство: тезисы докладов XV Российского нац. конгресса, - Москва, 2008. – С.666-667. 10. Меркушенкова О.В., Епишина В.В. Влияние нового производного глутаминовой кислоты на эмоциональный статус животных. // Актуальные проблемы эксперим. и клин. медицины: материалы 66-ой открытой научнопрактической конференции молодых ученых и студентов с международным участием /Изд-во ВолГМУ. - Волгоград, 2008. - С. 159-160. 11. Тюренков И.Н., Епишина В.В., Багметов М.Н., Меркушенкова О.В., Берестовицкая В.М., Васильева О.С. Изучение фармакологических свойств нового вещества с антидепрессантным и психостимулирующим действием // Результаты фундаментальных и прикладных исследований для создания новых лекарственных средств. Материалы симпозиума. Москва, 9-11 июня 2008 г. – М.: Фирма «Слово», 2008. – С.210-211 12. Тюренков И.Н., Психофармакологические Меркушенкова свойства новых О.В., Багметова производных ГАМК В.В. с гетероциклическим заместителем в β-положении // Вестник ВолГМУ - 2008, №4, с.83-86.