Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

ВЛИЯНИЕ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ПИРИМИДИН-4(1Н)-ОНА НА ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫЙ ДИСБАЛАНС И НЕКОТОРЫЕ НАРУШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА У КРЫС НА ФОНЕ ИШЕМИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Воронков А.В. 1 Шабанова Н.Б. 1 Поздняков Д.И. 1 Луговой И.С. 1 Кодониди И.П. 1
1 Пятигорский медико-фармацевтический институт-филиал ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России
Проведено исследование влияния новых производных пиримидин-4(1н)-она на поведенческую активность и некоторые нарушения энергетического обмена у крыс на фоне ишемического инсульта. Эксперимент реализован на крысах-самцах линии Wistar. Влияние исследуемых соединений на поведенческую активность и нарушения энергообмена изучали на модели ишемии головного мозга, вызванной билатеральной окклюзией общих сонных артерий, путем изучения изменений двигательной, ориентировочно-исследовательской активности, психоэмоционального статуса, уровня тревожности, а также регистрации содержания молочной кислоты и глюкозы в крови. В качестве препаратов сравнения использовали кавинтон и циннаризин. В результате исследования установлено значительное снижение двигательной и ориентировочно-исследовательской активности (горизонтальные на 77,4 %, вертикальные передвижения на 84,2 %, заглядывания на 85,2 % (p<0,05)), а также нарушения энергообеспечения (повышение уровня лактата в 5,8 раз и снижение потребления глюкозы на 61,7 %) группы животных негативного контроля относительно ложнооперированных крыс. Применение исследуемых соединений позволило скорректировать данные виды нарушений. При этом наиболее выраженный эффект замечен на фоне применения PIR-14.
ишемия головного мозга
церебральная ишемия
производные пиримидин-4(1н)-она
поведенческие нарушения
лактатацидоз
нарушения энергообмена
1. Информационный бюллетень Всемирной организации здравоохранения. – Май 2014. – № 310. – С.1-2.
2. Sravanthi K.N., Rao N.R. Cerebroprotective activity of Pentapetesphoenicea on global cerebral ischemia in rats. Indian Journal of Pharmacology. 2016; 48(6): 694-700.
3. Супрун Э.В., Громов Л.А., Беленичев И.Ф. Коррекция антагонистом рецепторов интерлейкина-1 неврологических и когнитивных нарушений при экспериментальном ишемическом инсульте //Украинский вестник психоневрологии. – 2010. – Т. 18, вып. 2(63). –– С. 39-43.
4. Султанов В.С., Зарубина И.В., Шабанов П.Д. Церебропротекторные и энергостабилизирующие эффекты полипренольного препарата ропрена при ишемии головного мозга у крыс // Обзоры по клин. фармакол. и лек. терапии. – 2010. – Т. 8. – № 3. – С. 31–47.
5. Сочнев В.С., Кодониди И.П., Бандура А.В., Смирнова Л.П., Ивченко А.В., Шатохин С.С., Филимонов Ю.Д., Кодониди М.И..Молекулярное конструирование и синтез новых 2-винилензамещенных производных 1н-пиримидин-4-она с прогнозируемой противовоспалительной активностью /В.С. Сочнев [и др.] // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2-2; URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=22091 (дата обращения: 26.01.2017).
6. Воронков А.В., Кодониди И.П., Мамлеев А.В., Сочнев В.С., Глушко А.А. Поиск и изучение эндотелиопротекторной активности новых 2-стирилпроизводных пиримидин-4(1Н)-она на фоне моделирования недостаточности половых гормонов /А.В. Воронков [и др.] // Современные проблемы науки и образования. 2015. №5 URL: http://www.scienceeducation.ru/ru/article/view?id=22482 (дата обращения: 24.01.2017).
7. Воронков А.В., Мамлеев А.В., Поздняков Д.И. Изучение влияния стирилпроизводных пиримидин–4(1н)-она на состояние антитромботического потенциала, на фоне экспериментально вызванной недостаточности половых гормонов / А.В. Воронков, А.В. Мамлеев, Д.И. Поздняков // Журнал научных статей «Здоровье и образование в XXI веке». – 2016. – Т. 18, № 2. – С. 603-608.
8. Миронов А.Н. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Ч. 1 /А.Н. Миронов. – М.: Гриф и К, 2012. – 944 с.
9. Дьякова И.Н. Экспериментальное исследование церебропротекторных свойств феруловой кислоты в условиях ишемии мозга: автореф. дис. … канд. фарм. наук. – Пятигорск: ПятГФА, 2007. – 24 с.
10. Павлова Т.В., Зарубина И.В., Лукк М.В., Шабанов П.Д. Нейропротекторные эффекты кортексина у крыс с различной устойчивостью к гипоксии при хронической ишемии головного мозга / Т.В. Павлова [и др.] // Психофармакол. биол. наркол. – 2008. – Т. 8, № 1-2. – Ч. 1. – С. 2248-2254.
11. Дьякова И.Н. Способы введения фенотропила и фармакологические эффекты / И.Н. Дьякова, М.В. Гаврилин // Фармация. – 2010. – № 1. – С. 49-52.
12. Митрохин Н.М., Турянский Е.Э., Макарова Л.М., Погорелый В.Е., Скачилова С.Я. Влияние винпоцетина при терапии с комбинацией антигипертензивных средств на метаболизм мозга животных с артериальной гипертензией и гипертензией, осложненной ишемией мозга /Н.М. Митрохин [и др.] // Научные ведомости. Серия Медицина. Фармация. – 2014. – № 11 (182). – Вып. 26/1. – С 98-103.

Введение. В современных условиях частота возникновения случаев нарушения церебральной гемодинамики не только не уменьшается, а напротив, имеет тенденцию к росту [1]. Ишемия головного мозга характеризуется многофакторными механизмами повреждения, пусковым фактором которых является недостаточный приток крови, приводящий к гипоксии и вызывающий некроз мозговой ткани [2]. Нарушение кровоснабжения головного мозга ведет к сбою метаболических процессов, от чего ухудшается центральная нейрорегуляция всех систем организма. При ишемическом инсульте погибает каждый третий, а выжившие нуждаются в длительном и дорогостоящем лечении с последующей реабилитацией [3]. С целью фармакотерапии ишемического инсульта, а также его последствий применяется достаточно обширная группа лекарственных препаратов, обладающих церебропротекторными свойствами. Однако арсенал церебропротекторов не в полной мере удовлетворяет практикующих специалистов, что в свою очередь ставит новые задачи перед экспериментальной медицинской химией и фармакологией в области целенаправленного поиска и изучения новых противоишемических средств [4]. Установлено, что производные пиримидин-4(1н)-она обладают выраженными противовоспалительными [5], антиагрегационными [6], эндотелиопротекторными [7] свойствами, в связи с этим для данной группы веществ можно предположить наличие других видов фармакологической активности, в том числе и церебропротекторной.

Цель исследования. Изучить влияние новых производных пиримидин-4(1н)-она на психоэмоциональный дисбаланс и некоторые нарушения энергетического обмена у крыс на фоне ишемии головного мозга.

Материалы и методы. Исследование проводилось в соответствии с «Руководством по проведению доклинических исследований лекарственных средств под ред. А.Н. Миронова (2012 г. Изд.) [8]. Эксперимент выполнен на крысах-самцах линии Wistar массой 220–240 гр. 102 животных были предварительно рандомизированы по весу и поведенческой активности в тестах «открытое поле» (ОП) и «приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ), затем разделены на 6 групп по 17 особей в каждой. Крысы содержались на стандартном рационе вивария при естественной смене свето-темнового режима. Первая группа – ложнооперированные животные (ЛО). Вторая группа – негативный контроль (НК), получала 0,9 % раствор натрия хлорида в эквивалентном объеме. Экспериментальные вещества (3-ая группа – PIR-23, 4-ая – PIR-14) вводили в дозе 50 мг/кг, что соответствовало 1/30 LD50. В качестве препаратов сравнения использовали кавинтон (Gedeon Richter 3,2 мг/кг) – пятая группа и циннаризин (Sopharma5,2 мг/кг) – шестая группа [9]. Испытуемые вещества, препараты сравнения, а также 0,9 % натрия хлорид вводились внутрибрюшинно в течение трёх дней перед моделированием острого нарушения мозгового кровообращения (ОНМК). Второй и последующим группам воспроизводили ОНМК путем необратимой двухсторонней окклюзии общих сонных артерий под хлоралгидратным наркозом (350 мг/кг).

Для определения психоэмоциональных изменений через сутки после острого нарушения мозгового кровообращения проводили поведенческие тесты «открытое поле» и «приподнятый крестообразный лабиринт» [Open Science, Россия].

С целью оценки энергообмена производили забор крови для биохимических исследований. Содержание лактата определяли с помощью стандартного набора реагентов «Молочная кислота Абрис +». Оптическую плотность (E) измеряли спектрофотометрически при длине волны 500 нм. Расчет содержания молочной кислоты проводили по формуле:

C = 3,34*(ммоль/л).Потребление глюкозы мозгом фиксировали прибором «Акку-Чек Актив» по разнице показателей артериальной и венозной крови.

Полученные данные обрабатывали методом вариационной статистики. Нормальность распределения оценивали критерием Шапиро – Уилка. В случае нормального распределения данных использовали параметрический t-критерий Стьюдента. В случае ненормального распределения данных статистическую обработку проводили с использованием U-критерия Мана – Уитни. Достоверными считали отличия с уровнем значимости более 95 % (p<0,05).

Результаты и обсуждение. При оценке двигательной и ориентировочно-исследовательской активностей в тесте «открытое поле» у группы животных негативного контроля все исследуемые показатели в остром постинсультном периоде были статистически достоверно ниже как относительно исходных данных (число пройденных квадратов на 79 %, стойки на 79,6 %, заглядывания на 84,3 %), так и по сравнению с группой ложнооперированных крыс (горизонтальные на 77,4 %, вертикальные передвижения на 84,2 %, заглядывания на 85,2 %). В этой же группе животных повышалось психоэмоциональное напряжение, о котором можно судить по увеличению времени нахождения в центральном квадрате в 6,1 раз и средней продолжительности груминга в 2,3 раза по сравнению с данными до воспроизведения ИИ. Относительно ЛО группы крыс у животных негативного контроля время в центре было ниже в 6,2 раз, а «груминг» в 2,2 раза. Снижение двигательной активности относительно исходных данных замечено также и у экспериментальных групп животных. Так, у группы крыс, получавшей PIR-23, данный вид активности снизился на 66,7 %, а у опытной группы животных, получавшей PIR-14, он снизился на 52,6 %. В сравнении с крысами негативного контроля локомоторная активность была выше на 47,4 % и на 147,9 % у групп животных на фоне введения PIR-23 и PIR-14, соответственно. Кроме того, у группы крыс, которым вводили PIR-14, уровень ориентировочно-исследовательской активности статистически значимо превышал показатели группы животных негативного контроля (стойки на 195,1 %, заглядывания на 197,3 %), при этом относительно исходных данных количество заглядываний снизилось на 56,2 %, а вертикальная активность лишь на 8,4 %. На фоне применения препаратов сравнения показатели двигательной активности были выше на 103,7 % у крыс, получавших кавинтон, и на 138,3 % в группе получавшей циннаризин, относительно животных группы НК. Статистически достоверных отличий между экспериментальными веществами и препаратами сравнения по данному показателю не наблюдалось. Показатели ориентировочно-исследовательской активности у группы крыс, получавшей PIR-14, статистически значимо превышали данные группы животных, получавших кавинтон (стойки на 277,4 %, заглядывания на 77,8 %). При этом стоит отметить, что по показателям «время нахождения в центральном квадрате», «груминг» и «дефекация» в опытных группах животных статистически значимых отличий по отношению к исходным данным и ЛО крысам не наблюдалось, что свидетельствует о сохранении психоэмоционального статуса [10].

Таблица 1

Оценка степени изменения локомоторной и ориентировочно-исследовательской активности в тесте «открытое поле» на фоне ишемии головного мозга

Группа

Число пройденных квадратов

Кол-во пристеночных стоек

Кол-во свободных стоек

Заглядывание

1 группа

M±m

 

Исход

39,59±1,47

10,41±0,54

6,76±0,34

4,71±0,36

Итог

39,76±1,51

10,12±0,59

6,76±0,42

4,53±0,35

2 группа

M±m

 

Исход

42,8±2,27

7,6±0,76

5,6±0,7

4,27±0,5

Итог

(9±1,65)*

(1,83±0,75)*

(0,83±0,54)*

(0,67±0,33)*

3 группа

 

M±m

 

Исход

39,88±2,68

8,65±0,84

5,71±0,87

4,35±0,66

Итог

13,27±2,75

2,09±0,33

1,18±0,12

0,73±0,3

4 группа

 

M±m

 

Исход

47,06±1,58

6,13±0,34

2,44±0,3

4,38±0,34

Итог

(22,31±1,84)**

(5,31±0,68)**/Δ

(2,54±0,5)**/Δ

(1,92±0,13)** /Δ

5 группа

M±m

 

Исход

42,59±1,53

8,06±0,64

4,41±0,56

5,47±0,61

Итог

(18,33±1,47)**

2,08±0,42

0

1,08±0,26

6 группа

 

M±m

 

Исход

48,76±3,18

7,29±0,7

3,82±0,73

3,52±0,48

Итог

(21,45±4,68)**

1,73±0,51

0,55±0,21

0,91±0,37

Примечание: * – достоверно относительно группы ложнооперированных животных (P<0,05); ** – достоверно относительно контрольной группы животных (P<0,05); Δ – достоверно относительно группы крыс, получавших Кавинтон (3,2 мг/кг).

Таблица 2

Оценка изменения психо-эмоционального статуса в тесте «открытое поле» на фоне ишемии головного мозга

Группа

Время в центральном квадрате

Груминг

Дефекация

Мочеиспускание

1 группа

M±m

 

Исход

2,65±0,21

3,71±0,27

1,88±0,28

1,35±0,15

Итог

2,76±0,22

3,71±0,32

1,94±0,3

1,41±0,15

2 группа

M±m

 

Исход

2,8±0,45

3,6±0,93

3,4±0,67

1,13±0,17

Итог

(17,17±2,81)*

(8,17±1,25)*

0

0,83±0,17

3 группа

M±m

 

Исход

9,59±7,1

4,82±0,52

2,59±0,59

1,12±0,17

Итог

20,91±15,94

(1±0,54) **

0,82±0,44

(0,27±0,2)**

4 группа

M±m

 

Исход

1,75±0,27

5,44±0,74

1,81±0,31

0,75±0,17

Итог

(1,77±0,2)**

(2,62±0,87)**

0,31±0,17

0,54±0,14

5 группа

M±m

 

Исход

2,41±0,24

3,06±0,68

2,41±0,45

1,06±0,18

Итог

(4,17±0,52)**

4±1,22

0,75±0,28

0,58±0,15

6 группа

M±m

 

Исход

2,59±0,36

6,35±1,28

1,47±0,39

1,12±0,17

Итог

(3,36±1,18)**

3,45±1,88

0,73±0,27

0,45±0,16

Примечание: * – достоверно относительно группы ложнооперированных животных (P<0,05); ** – достоверно относительно контрольной группы животных (P<0,05).

Наряду с двигательной и ориентировочно-исследовательской активностью у крыс изменялись и показатели тревожности. У группы крыс НК время пребывания в открытых рукавах ПКЛ снизилось на 71,2 % в сравнении с исходными показателями. После применения экспериментальных соединений PIR-23 и PIR-14 время нахождения в открытых рукавах «приподнятого крестообразного лабиринта» относительно исходных данных повысилось на 54,1 % и 1,7 %, соответственно. При этом данный показатель экспериментальных групп был выше группы крыс НК в 4,3 раза у животных, получавших PIR-23, и в 3,3 раза у крыс, получавших PIR-14. Также у групп крыс, получавших исследуемые вещества, наблюдалось достоверное превышение времени нахождения в центральном квадрате (в 2,7 раз у обеих групп, относительно групп животных НК). В сравнении же с данными до моделирования ОНМК аналогичный показатель повысился у группы крыс на фоне применения PIR-14 на 376 %, а у животных, получавших PIR-23, всего на 34,2%. У крыс, получавших препараты сравнения, время пребывания в центральном квадрате статистически значимо не отличалось от интактной группы животных, в то время как у крыс группы НК время нахождения в центре ПКЛ было ниже ЛО животных на 29,1 %, относительно исходных данных группы крыс НК этот показатель повысился на 78,6 %. У группы животных негативного контроля время пребывания в закрытых рукавах лабиринта повысилось на 33,2 % относительно исходных данных, а по сравнению с группой ЛО крыс было выше на 13,6 %. У экспериментальных групп животных замечена тенденция к уменьшению времени нахождения в закрытых рукавах ПКЛ (рис. 1).

Полученные данные свидетельствуют о понижении уровня тревожности у групп крыс, которым вводили исследуемые вещества и препараты сравнения по отношению к данным до моделирования ИИ и к НК группе животных [11].

Рис. 1. Оценка степени тревожности в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» на фоне ишемии головного мозга

Примечание: * – достоверно относительно группы ложнооперированных животных (P<0,05); ** – достоверно относительно контрольной группы животных (P<0,05).

 

Также в тесте ПКЛ наблюдалось сохранение двигательной активности у экспериментальных групп животных относительно первоначальных значений. При этом количество заходов в открытые и закрытые рукава лабиринта было выше по сравнению с группой крыс негативного контроля. Количество заходов в открытые рукава лабиринта у группы крыс, получавших PIR-23, снизилось на 15,4 %, у группы крыс, получавших PIR-14 – на 24,2 %, при том, что данный показатель у группы животных негативного контроля снизился на 61,9 %. Данные исследовательской активности группы крыс на фоне применения PIR-14 достоверно превосходили таковые контрольной группы животных (число стоек на 212 %, свешиваний на 223 %). Группа крыс, получавших PIR-23, не имела достоверных отличий по количеству стоек и свешиваний относительно НК группы животных, однако результаты были сопоставимы с данными препаратов сравнения (рис. 2). Показатели двигательной и исследовательской активности в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» сопоставимы с результатами теста «открытое поле».

Рис. 2. Оценка двигательной и исследовательской активности в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» на фоне ишемии головного мозга

Примечание: * – достоверно относительно группы ложнооперированных животных (P<0,05); ** – достоверно относительно контрольной группы животных (P<0,05).

Известно, что помимо изменения поведенческой активности при ишемии головного мозга наблюдаются нарушения энергетического обмена, характеризующиеся уменьшением утилизации глюкозы и молочной кислоты тканью мозга [12]. Содержание молочной кислоты в группе негативного контроля было крайне завышено (в 5,8 раз относительно группы ложнооперированных животных), что свидетельствует о выраженном лактатацидозе и как, следовательно, о нарушениях со стороны энергетического обмена. Уровень лактата на фоне введения исследуемых веществ был меньше относительно НК группы животных у группы 3 на 40,1 %, у группы 4 на 54,3 %, что может свидетельствовать об улучшении процессов энергообмена в мозговой ткани ишемизированных крыс. У групп животных, получавших кавинтон (3,2 мг/кг) и циннаризин (5,2 мг/кг), содержание лактата в крови также было достоверно ниже по сравнению с группой животных негативного контроля (на 54,8 % и на 46,7 %, соответственно).

Приведенные в таблице 3 данные свидетельствуют о том, что, несмотря на существенное повышение глюкозы в крови у крыс с церебральной ишемией, происходит значительное уменьшение (на 61,7 %) потребления глюкозы мозговой тканью. Процент утилизации глюкозы мозговой тканью при терапии экспериментальными веществами PIR-23 и PIR-14 составил соответственно 19,6 % и 15,5 %, что незначительно отличается от данных препаратов сравнения (кавинтон – 16,6 %, циннаризин – 11,5 %). В то время как у негативного контроля этот показатель составляет 5,5 %.

Таким образом, можно предполагать, что изучаемые вещества и препараты сравнения предупреждают развитие глубоких нарушений энергообмена и защищают головной мозг от выраженного лактатацидоза.

Таблица 3

Концентрация лактата в крови и потребление глюкозы тканями мозга на фоне ишемии головного мозга

Группа

Лактат, ммоль/л

Потребление глюкозы, ммоль/л

1 группа

M±m

1,92±0,06

1,49±0,11

2 группа

M±m

(11,09±0,47)*

(0,57±0,18)*

3 группа

M±m

(6,56±0,35)**

(1,44±0,06)**

4 группа

M±m

(5,07±0,15)**

(1,08±0,07)**

5 группа

M±m

(5,01±0,38)**

(1,28±0,13)**

6 группа

M±m

(5,91±0,27)**

0,89±0,11

Примечание: * – достоверно относительно группы ложнооперированных животных (P<0,05); ** – достоверно относительно контрольной группы животных (P<0,05).

Выводы

1. Билатеральная окклюзия общих сонных артерий, приводящая к ишемии головного мозга, вызывает выраженные нарушения поведенческой активности (уменьшение (относительно группы крыс НК) горизонтальных передвижений на 77,4 %, вертикальных на 84,2 %, заглядываний на 85,2 % (p<0,05)), сопровождающиеся лактатацидозом (повышение уровня молочной кислоты в 5,8 раз) и энергодефицитом в тканях головного мозга (снижение потребления глюкозы на 61,7 %).

2. Применение исследуемых соединений, в большей степени PIR-14, снижает выраженность психоэмоционального дефицита (двигательная активность групп крыс, получавших PIR-14, была выше на 147,9 %, что статистически достоверно не отличалось от препаратов сравнения (кавинтон – на 103,7 %, циннаризин – на 138,3 %). Следует отметить, что показатели ориентировочно-исследовательской активности у группы крыс, получавших PIR-14, статистически значимо превышали данные группы животных, получавших кавинтон (стойки на 277,4 %, заглядывания на 77,8 %).

3. Профилактическое введение PIR-23 и PIR-14 увеличивает потребление глюкозы мозговой тканью (на 14,1 % и 10,0 % относительно группы животных негативного контроля) в постинсультном периоде и уменьшает лактатацидоз на 40,1 % и 54,3 %, соответственно.

4. Полученные данные позволяют предполагать наличие у изучаемых производных пиримидин-4(1н)-она церебропротекторной активности. При этом данные свойства наиболее выражены у экспериментального соединения PIR-14.


Библиографическая ссылка

Воронков А.В., Шабанова Н.Б., Поздняков Д.И., Луговой И.С., Кодониди И.П. ВЛИЯНИЕ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ПИРИМИДИН-4(1Н)-ОНА НА ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫЙ ДИСБАЛАНС И НЕКОТОРЫЕ НАРУШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА У КРЫС НА ФОНЕ ИШЕМИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 5.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=26738 (дата обращения: 18.07.2019).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252