научная статья по теме ВЛИЯНИЕ СКОПОЛАМИНА И НООТРОПНОГО ПРЕПАРАТА ФЕНОТРОПИЛА НА РЕЦЕПТОРЫ НЕЙРОМЕДИАТОРОВ МОЗГА КРЫС В ТЕСТЕ УСЛОВНОГО РЕФЛЕКСА ПАССИВНОГО ИЗБЕГАНИЯ (УРПИ) Медицина и здравоохранение

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ СКОПОЛАМИНА И НООТРОПНОГО ПРЕПАРАТА ФЕНОТРОПИЛА НА РЕЦЕПТОРЫ НЕЙРОМЕДИАТОРОВ МОЗГА КРЫС В ТЕСТЕ УСЛОВНОГО РЕФЛЕКСА ПАССИВНОГО ИЗБЕГАНИЯ (УРПИ)»

НЕЙРОХИМИЯ, 2011, том 28, № 2, с. 130-141

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

УДК 616.858:615.214

ВЛИЯНИЕ СКОПОЛАМИНА И НООТРОПНОГО ПРЕПАРАТА ФЕНОТРОПИЛА НА РЕЦЕПТОРЫ НЕЙРОМЕДИАТОРОВ МОЗГА КРЫС В ТЕСТЕ УСЛОВНОГО РЕФЛЕКСА ПАССИВНОГО ИЗБЕГАНИЯ (УРПИ)

© 2011 г. Ю. Ю. Фирстова*, Д. А. Абаимов, И. Г. Капица, Т. А. Воронина, Г. И. Ковалев

НИИ фармакологии им. В.В. Закусова РАМН, Москва

Изучали влияние острого введения нового ноотропного препарата фенотропила (N-карбамоил-ме-тил-4-фенил-2-пирролидон) в дозе 100 мг/кг на количественные характеристики рецепторов дофамина (DA), серотонина (5-HT), глутамата (NMDA), ГАМК-А (БДЗ) и ацетилхолина (nACh) у крыс, обученных навыку пассивного избегания (УРПИ), в норме и на фоне скополаминовой амнезии в условиях ex vivo. Установлено, что под действием холиноблокатора скополамина происходит существенное увеличение плотности (Bmax) не только для н-холинорецепторов в коре (на 99% по сравнению с контролем), но и для NMDA-рецепторов в гиппокампе (на 93%). Однократное введение фенотропила (100 мг/кг, в/б) противодействует эффекту скополамина, уменьшая количество nACh на 46% и NMDA-рецепторов на 14%, возвращая показатели к контрольным значениям. Антагонистический эффект фенотропила проявляется также в действии скополамина на бензодиазепиновые и дофаминовые Dl-рецепторы. Скополамин уменьшает плотность Dl-рецепторов на 20% и БДЗ рецепторов на 17%, а препарат увеличивает их количество на 16% и на 25%, соответственно. Фенотро-пил значительно повышает плотность дофаминовых D2 на 29 % и D3 на 62%, причем сам скополамин также увеличивает количество D3-рецепторов на 44% по сравнению с контролем. Изменений в характеристиках связывания 5-НТ2-рецепторов ни при скополаминовой амнезии, ни при действии фенотропила обнаружено не было. Полученные результаты демонстрируют роль изученных рецепторов как в развитии скополаминовой амнезии, так и в нейрохимических механизмах антиам-нестического действия ноотропного препарата фенотропила.

Ключевые слова: фенотропил, ноотропы, скополамин, УРПИ, дофамин, серотонин, ацетилхолин, глу-тамат, бензодиазепины, стриатум, фронтальная кора, гиппокамп.

ВВЕДЕНИЕ

Новый отечественный препарат фенотропил ^-карбамоил-метил-4-фенил-2-пирролидон) обладает широким спектром фармакологических эффектов. Показано, что фенотропил проявляет выраженную антиамнестическую активность в дозах 50—400 мг/кг, оказывает прямое активирующее влияние на интегративные функции мозга, способствует консолидации памяти, улучшает концентрацию внимания, облегчает процесс обучения [1]. На фоне позитивных изменений в интеллектуально-мнести-ческой сфере у пациентов наблюдается улучшение ассоциативных процессов мышления, редукция астенодепрессивных состояний с улучшением фона настроения без усиления тревоги и эйфории [2].

Являясь производным пирролидона, фенотро-пил имеет сходство с пирролидоновыми ноотроп-ными препаратами (т.н. "рацетамами") по механизму действия. Эксперименты на лабораторных жи-

* Адресат для корреспонденции: 125315 Москва, ул. Балтийская, д. 8; тел.: (495) 601-20-51; факс: (495) 601-20-51; e-mail: firstovaj@mail.ru; geo-kovalev@yandex.ru.

вотных убедительно показывают, что рацетамы оказывают влияние на функционирование основных нейромедиаторных систем мозга — холинерги-ческую, адренергическую, дофаминергическую, ГАМКергическую и глутаматергическую, причем в том направлении, в котором эти системы имеют отношение к памяти и адаптации организма к экстремальным воздействиям [3]. Пирацетам и фенотро-пил вызывают увеличение содержания в мозге дофамина и норадреналина [1, 4] под действием семикратного системного введения фенотропила в мозге животных более всего увеличивалась концентрация NMDA-рецепторов в гиппокампе, никотиновых рецепторов в коре мозга и D3-дофаминовых рецепторов в стриатуме [3]. Нефирацетам и анира-цетам потенцируют а4р2 субтипы никотиновых рецепторов [5], пирацетам (IC50 = 8.13 мкМ) и фенотропил (IC50 = 5.86 мкМ) оказывают прямое in vitro влияние на а4р2 подтип никотиновых ацетилхоли-новых рецепторов коры мозга мышей [3, 6]. Пира-цетам проявляет свойства агониста глутаматных ауторецепторов квисквалового подтипа [7], увели-

чивает места связывания для 3Н-глутамата [8] и 3Н-АМРА [9], а анирацетам увеличивает электропроводимость NMDA-рецепторов через связывание с глициновым сайтом [10].

Таким образом, имеющиеся данные по радиоли-гандному анализу в условиях как in vitro, так и ex vivo свидетельствуют, что ликвидация холинергическо-го дефицита и усиление холинергической передачи пирролидоновыми ноотропными препаратами лежат в основе их специфического механизма действия. Поэтому целью данной работы явилось изучение модулирующего действия фенотропила на различные нейромедиаторные системы ex vivo на общепринятой модели патологии мозга в тесте условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ), где в качестве амнезирующего агента использовался м-холиноблокатор скополамин, вызывающий ухудшение выработки и воспроизведения условных рефлексов [11]. Предполагалось, что основные нейрорецепторные системы мозга смогут по-разному участвовать в эффектах как скополамина, так и препаратов с доказанным антиамнестическим эффектом.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Животные. Исследования проводили на 54 самцах крыс линии Wistar массой 180—220 г, которых содержали в виварии НИИ фармакологии РАМН в стандартных условиях со свободным доступом к воде и корму ad libitum, по 6 особей в клетке в течение 2-х недель до начала эксперимента, на стандартной диете при 12-часовом световом режиме.

Схема эксперимента. Тест условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ). Антиамнестические эффекты фенотропила изучали на крысах с использованием методики условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ) в специальной установке. Установка состоит из темной камеры с электродным полом, соединенной закрывающимся отверстием с ярко освещенной платформой. Экспериментальные животные были разделены на 3 группы, по 18 животных в каждой группе. Животным контрольной группы за 60 мин до обучения вводили физиологический раствор (в/б), а животным группы патологии и эксперимента за 60 мин вводили хо-линоблокатор скополамин (5 мг/кг). В течение 180 с регистрировали время до первого захода животного в камеру. В момент, когда животное входит в темную камеру, отверстие закрывали и наносили через пол электроболевое раздражение (50 Гц, 70 В). После этого крысу извлекали из камеры. Животным экспериментальной группы после обучения в тесте УРПИ на фоне действия скополамина вводили фе-нотропил (100 мг/кг, в/б). Закрепление полученного рефлекса проверяли через 24 ч после его выра-

ботки, помещая животное на платформу установки таким же образом, как при обучении в первый день. В течение 180 с регистрировали время до первого захода в камеру (время латентного периода первого захода). Если крыса не заходила в нее, это время считали равным 180 с. Далее крыс умерщвляли с помощью цервикальной дислокации с последующей декапитацией, головной мозг извлекали при температуре тающего льда и выделяли гиппокамп, стриа-тум и целую кору по схеме [12].

Радиоактивные лиганды рецепторов. При изучении рецепторного связывания использовали следующие лиганды: для дофаминовых D1-, D2- и DB-подтипов в стриатуме — [G-3H]-SCH-23390 (60 Кюри/ммоль), ^-3Н]-спиперон (95 Кюри/ммоль), 7-ОН-[G-3H]-DPAT (120 Кюри/ммоль), соответственно; для серотониновых 5-НТ2-подтипа во фронтальной коре — ^-3Н]-ке-тансерин (60 Кюри/ммоль ); для глутаматных NMDA-подтипа в гиппокампе - [G-3H](+)MK-801 (210 Кюри/ммоль ); для холинорецепторов никотинового подтипа в целом мозге — ^^Щ-^никотин (140 Кюри/ммоль); для бензодиазепинового сайта ГАМК-А рецептора в лобной коре — ^-метил-3Н]-флунитразепам (67 Кюри/ммоль) (производство — "Amersham"). Все меченые лиганды, кроме последнего, были получены методом твердофазного катализа в ОХФАВ ИМГ РАН (зав. — академик РАН Н.Ф. Мясоедов).

Подбор конкретных лигандов осуществляли в соответствии с рекомендациями International Union of Basic and Clinical Pharmacology (IUPHAR) [13].

Процедура субклеточного фракционирования.

Изучение радиорецепторного связывания с рецепторами дофамина и серотонина проводили по методу Sun [14] с модификациями. Стриатумы (для дофамина) или фронтальную кору (для серотонина) крыс гомогенизировали в 10 мл ледяного (0—4°C) 50 мМ Tris-HCl буфера (рН 7.4 при 4°C), используя гомогенизатор "тефлон—стекло". Полученную суспензию центрифугировали при 40000 g в течение 20 мин в ультрацентрифуге "Optima L-70K" (Beck-man Coulter). Процедуру отмывки проводили трижды, полученный осадок ресуспендировали в 10 мл 50 мМ Tris-HCl инкубационного буфера (рН 7.4 при 37°C) с добавлением солей (120 мМ NaCl, 5 мМ KCl, 2 мМ CaCl2-2H2O, 1 мМ MgCl2-6H2O) и использовали по 250 мкл в процедуре связывания [G-3H]^^ гандов рецепторов.

Подготовку мембранных препаратов для изучения никотиновых рецепторов проводили по методу Romano [15] с модификацией. Самцов крыс массой 200—250 г декапитировали, извлекали на льду целый мозг и гомогенизировали в 10 объемах ледяного буфера (Hepes, 50 mM; NaCl, 118 mM; CaCl2, 2.5 mM; KCl, 4.8 mM; MgSO4, 1.2 mM) в гомогени-

заторе "стекло—тефлон". Гомогенат центрифугировали в течение 30 мин при 17500 g. Полученный осадок суспендировали в 20 объемах холодного дистиллята и оставляли на час. Суспензию центрифугировали в течение 30 мин при 17500g. Полученный осадок суспендировали в буфере и снова осаждали в том же режиме. Итоговый осадок вновь суспендировали в буфере до конечной концентрации 40 мг исходной ткани на 1 мл буфера и использовали для методики связывания.

Выделение плазматических мембран гиппокам-па для рецепторов глутамата проводили по методике Zhou [16]. Предварительно выделенные и замороженные гиппокампы размельчали в гомогенизаторе "тефлон—стекло" в 10 объемах буфера (5тМ HEPES, 4.5 mM Tris, 0.32 M сахароза). Гомогенат разбавляли 50 объемами буфера (5тМ HEPES, 4.5 mM Tris) и центрифугировали при 1000 g 10 мин на ультрацентрифуге Beckman L7-35. Супернатант сливали и повторно центрифугировали при 25000 g 20 мин. Для увеличения выхода белка суп

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Медицина и здравоохранение»