УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК, 2010, том 41, № 2, с. 44-50
УДК 616.853-009.12-092.9
ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЛОКАТОРОВ ХЛОР-ИОННОГО КАНАЛА ГАМК-РЕЦЕПТОРОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВИСОЧНОЙ ЭПИЛЕПСИИ
© 2010 г. Т.А. Брагина, И.М. Иванов, А.И. Головко, М.Б. Иванов
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург
В работе приведен обзор некоторых клинико-морфологических и фармакологических исследований, посвященных височной эпилепсии и ее экспериментальным моделям. На основе анализа существующих проблем в разработке антиэпилептических препаратов и в изучении механизмов эпилептогенеза обоснована необходимость развития новых хронических экспериментальных моделей височной эпилепсии. Обобщены основные критерии экспериментальной модели височной эпилепсии. Показано, что параметры острой токсичности и отдаленных последствий интоксикации судорожными агентами из группы блокаторов хлор-ионного канала ГАМКА-рецептора соответствуют основным критериям пост-эпистатусной модели височной эпилепсии. Сделан вывод о возможности использования блокаторов хлор-ионного канала в качестве хемоконвульсантов для моделирования височной эпилепсии.
Ключевые слова: височная эпилепсия, антагонисты ГАМК, экспериментальное моделирование, судороги.
Актуальность изучения приобретенной височной эпилепсии (ВЭ) продиктована тем, что данный вид эпилепсии взрослых характеризуется частой встречаемостью, высокой частотой фарма-корезистентных форм, а также тем, что, возникая в наиболее активном трудовом возрасте, данное заболевание приводит к снижению качества жизни, инвалидизации и социальной дезадаптации больного. Прогресс в разработке эффективных антиэпилептических препаратов (АЭП), значительно улучшающих качество жизни пациентов, немыслим без развития экспериментальных моделей ВЭ. Несмотря на наличие целого ряда хронических моделей ВЭ и большого арсенала методов скрининга противосудорожной активности препаратов [6], проблема изыскания эффективных АЭП еще далека от своего окончательного решения. Пример этому - тот факт, что до 30% пациентов с эпилепсией продолжают испытывать судорожные приступы на фоне приема АЭП, а попытки определить оптимальные режимы комбинированной терапии несколькими препаратами приводят к нежелательным побочным эффектам [14]. Сохраняют свое значение и проблемы, сопутствующие монотерапии.
Основными подходами в доклинической оценке АЭП являются первичный скрининг противосудорожной активности на моделях острых судо-
рожных состояний и последующее изучение их эффектов на хронических моделях эпилепсии.
Такая последовательность тестов обоснована экономическими соображениями (испытания на хронических моделях более длительны и трудоемки), однако в ней кроется определенное противоречие. Противосудорожный эффект препарата, выявляемый в острой модели первично генерализованных судорог еще не гарантирует клиническую эффективность данного средства для купирования спонтанных фокальных и вторично генерализованных судорог при сформировавшейся эпилепсии. Между тем ряд авторов разделяют представление о том, что механизмы острых судорожных реакций (в том числе спровоцированных хемоконвульсантами) и механизмы спонтанных судорог при сформировавшейся ВЭ различаются [11, 14-16].
В свете этих воззрений представляется логичным в исследовании АЭП сместить акцент на хронические модели эпилептогенеза, которые можно рассматривать и как источник информации о механизмах эпилептогенеза, и как рабочий инструмент для доклинического изучения АЭП.
Существующие по стэпи статусные модели ВЭ - пилокарпиновая и каинатная - отражают механизмы эпилептогенеза, связанные с первичной
гиперактивацией соответствующих возбуждающих нейромедиаторных систем. В то же время веществам, тропным к ГАМК-ергической системе, в основном отводится роль хемоконвульсантов в острых судорожных моделях и киндлинговых моделях. Интересно рассмотреть возможность использования антагонистов ГАМК в хронических моделях ВЭ.
КЛИНИКА, ЭТИОЛОГИЯ И МОРФОЛОГИЯ ВИСОЧНОЙ ЭПИЛЕПСИИ
В гетерогенной этиологии ВЭ выделяют "первичное повреждающее воздействие" (тяжелые фебрильные судороги, черепно-мозговая травма, нейроинфекции и др.), которое считается эпилеп-тогенным, приводящим к ВЭ после характерного латентного периода. При сформировавшейся ВЭ наблюдаются повторные спонтанные судорожные пароксизмы в виде фокальных вторично генерализованных припадков, а в ЦНС обнаруживается ряд выраженных морфологических изменений с преимущественной локализацией в структурах лимбической системы. Эти изменения расцениваются как субстрат для генерации и распространения судорожной активности [9].
Детальный морфологический анализ секционного материала при хирургическом лечении фар-макорезистентной ВЭ и на экспериментальных моделях ВЭ у животных позволяет сделать вывод о том, что на клеточном уровне наблюдаются сходные процессы нейродегенерации, нейро-неогенеза и реорганизации синаптических связей [19, 20, 21, 23, 24].
Нейродегенеративные изменения в виде утраты нейронов, разрастания глии и макроскопического "усыхания" ткани обнаруживаются в гиппокампе и в энторинальной коре, в вентромедиальной части латеральных ядер миндалины и в паравентри-кулярной области базальных ядер [23].
Показано, что в гиппокампе нейронеогенез гранулярных клеток зубчатой извилины усиливается в ответ на эпилептический статус [21], при этом вновь образованные гранулярные клетки демонстрируют электрофизиологические свойства, идентичные свойствам нормальных клеток. Однако интеграция этих клеток в нейронную сеть, по-видимому, происходит иначе, поскольку они становятся синхронизированными с эпилепти-формной активностью поля СА3 гиппокампа [24]. Эти исследования показывают, что нейронеоге-нез в ответ на судороги может давать полностью функциональные нейроны, способные к формированию сети с патологической электрической
активностью. Данные экспериментальных исследований показывают, что нейронеогенез во взрослом мозге может происходить и в энторинальной коре крыс в пилокарпиновой модели эпилепсии [24].
Изучение реорганизации синаптических связей под влиянием судорожной активности в основном выполнено на моделях ВЭ, однако признаки реорганизации нейрональной структуры (спраутинг аксонов и синаптогенез) выявлены и у человека [19]. На моделях ВЭ показаны спраутинг аксонов гранулярных клеток гиппокампа, формирование возбуждающих возвратных связей, предопределяющих повышенную возбудимость височной области [20]. В экспериментах на животных этот феномен синаптической реорганизации хорошо изучен в гиппокампе, хотя он также наблюдается и в энторинальной коре [12]. В гиппокампе аксоны клеток зубчатой извилины дают новые колла-терали к тем слоям клеток, которые в норме не иннервируются ими. Этот феномен получил название "спраутинг мшистых волокон" [20].
Описанные морфологические изменения нервной ткани при ВЭ, по-видимому, возникают и в других областях мозга. Исследователи связывают эти изменения с формированием специфической гипервозбудимой нейронной сети, которая лежит в основе спонтанных судорожных реакций при ВЭ [9].
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ВИСОЧНОЙ ЭПИЛЕПСИИ
Разработано множество экспериментальных моделей ВЭ на животных [11, 16]. Наиболее распространенными являются киндлинговая и пост-эпистатусная, или SE (status epileplicus), модели. При этом ключевым моментом в моделировании височной эпилепсии у лабораторных животных (помимо использования генетических линий) является индуцирование у них повторных спонтанных судорог. Для решения этой задачи существуют разные экспериментальные подходы в киндлинговых и SE-моделях.
В классической киндлинговой модели определенный участок мозга подвергается стимуляции с интенсивностью, достаточной для развития после-разряда (судорожной активности, фиксируемой только электрофизиологическими методами), но недостаточной для развития поведенческих изменений (клинических судорог). После длительной повторной стимуляции наблюдается постепенное увеличение длительности после-разряда, и развиваются клинические судороги,
которые постепенно достигают выраженности развернутого судорожного припадка. После определенного количества стимуляций длительность и выраженность судорожного приступа выходит на фазу "плато". В этом случае процесс киндлинга считается завершенным. Киндлинговые модели используются для изучения механизмов распространения судорожной активности в ЦНС, скрининга антиэпилептических препаратов (АЭП).
В большинстве случаев у животных с завершенным киндлингом в дальнейшем спонтанные повторные судороги не наблюдаются. Для достижения этого эффекта необходимо длительное продолжение киндлинга после достижения фазы "плато". Такие модели получили название "сверх-киндлинг" [18].
В моделях химического киндлинга вместо электростимуляции используется фокальное или системное введение хемоконвульсантов (пенти-лентетразол, каинат). В моделях химического киндлинга с использованием пентилентетразола показано развитие выраженных дистрофических изменений в височной коре [22].
Как следует из описания методик, киндлинго-вая модель довольно трудоемкая, а в варианте с электростимуляцией структур мозга или фокальным введением конвульсантов она требует применения специальной техники.
В Ж-моделях хемоиндуцированный эпилептический статус запускает каскад изменений в ЦНС, результатом которого является развитие спонтанных судорог после определенного латентного периода. В этих моделях конвульсанты вводятся, как правило, однократно (системно или фокально), а латентный период составляет несколько недель и сопровождается мнестическими и поведенческими нарушениями. В реализации моделей выделяют фазу статуса, скрытый период и хроническую фазу. В Ж-моделях наблюдаются выраженные морфологические изменения в ЦНС. Наиболее широко используемыми хемокон-вульсантами в этих моделях являются каинат и пилокарпин. К положительной стороне Ж-моде-лей можно отнести относительную простоту реализации, к отрицательной - высокую летальность животных в эпистатусе и относительную вариабельность в сроках развития и выраженности повторных спонтанных судорог
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.