Противосудорожное действие антагонистов NMDA и кальций-проницаемых АМРА рецепторов при использовании модели максимального электрошока у крыс

Декабрь 4, 2015 / Комментарии 0

В настоящее время выявлено, что антагонисты АМРА рецепторов обладают более широким спектром противосудорожной активности по сравнению с NMDA антагонистами, например, они более эффективны при киндлинге, чем при острых судорожных припадках. В большинстве моделей эпилепсии оказываются эффективными как конкурентные, так и неконкурентные антагонисты АМРА рецепторов. Однако неконкурентные антагонисты имеют преимущество, поскольку их действие не ослабляется избыточной секрецией глутамата в возбуждающих синапсах. Противосудорожная активность особой группы неконкурентных антагонистов АМРА рецепторов — веществ, обеспечивающих блокаду открытого канала только одного из подтипов АМРА рецепторов, СР-АМРА рецепторов, до сих пор малоизучена, а полученные данные остаются противоречивыми. Например, выраженный противосудорожный эффект каналоблокаторов АМРА рецепторов этого типа ИЭМ-1925 и ИЭМ-1754 был показан на моделях эпилепсии, вызванных внутрижелудочковым введением агониста АМРА рецепторов каината. При ПТЗ модели эпилепсии максимальный защитный эффект при тонических судорогах наблюдался либо при очень малых дозах этих препаратов — 0,1—1 нМоль/кг, либо при достаточно больших (>10 мкМоль/кг для ИЭМ-1925), однако при любых концентрациях эти препараты были неэффективны против клонических судорог (Лукомская и др., 2002). Эти же блокаторы были неэффективны для предотвращения аудиогенных судорог у крыс линии Крушинского-Молодкиной. В части работ было выявлено, что комбинация антагонистов NMDA и АМРА рецепторов дает более выраженный противосудорожный эффект при использовании существенно меньших доз препаратов, однако результаты совместного использования каналоблокаторов NMDA и АМРА рецепторов до сих пор фрагментарны. Поэтому нами были исследованы предполагаемые противосудорожные эффекты блокады СР-АМРА рецепторов, а также комбинации блокады СР-АМРА рецепторов с блокадой NMDA рецепторов. С этой целью оценивалась эффективность действия ИЭМ-1925 при совместном применении с каналоблокатором NMDA рецепторов ИЭМ-1921. Исследования велись на модели максимального электрошока (МЭШ-тест), которая ранее для этой цели не применялась.

В контрольных условиях электростимуляция через ушные электроды вызывала полную экстензию задних конечностей у 97% крыс с латентным периодом 3,2±0,1 мс и длительностью 7,8±0,2 мс (n=102). Предварительное введение каналоблокатора ИЭМ-1925 крысам в диапазоне доз 0,33; 1; 3,3 или 10 мг/кг, у которого выявлена в опытах in vitro способность блокировать как СР-АМР-рецепторы, так и NMDA рецепторы, либо введение ИЭМ-1754, селективного каналоблокатора СР-АМРА рецепторов, в дозах 1 или 10 мг/кг не защитило животных от появления интенсивных тонических судорог (рис. 3а), латентный период и длительность экстензии задних конечностей также не уменьшились. Таким образом, ни один из протестированных каналоблокаторов не был способен предотвратить развитие генерализованных тонических судорог, вызванных электрической стимуляцией.

Селективный каналоблокатор NMDА рецепторов ИЭМ-1921 вызывал выраженный дозозависимый противосудорожный эффект (рис. 3б). Дозы препарата 0,33 и 1 мг/кг не обеспечивали животным защиты, хотя и несколько уменьшали длительность тонической экстензии задних конечностей (8,9±0,4 с в контроле, до 7,9±0,3 с при введении ИЭМ-1921, n=18, р<0,05, парный t-тест для связанных выборок). При введении 3,3 мг/кг ИЭМ-1921 защищенными от генерализованных тонических судорог оказались 15 из 19 животных, а доза 10 мг/кг обеспечивала 100-процентную защиту. Согласно нашим данным, ЭД50 составила около 2 мг/кг. Эти результаты согласуются с ранее опубликованными данными на мышах, для которых ЭД50=7 мг/кг.

р3

Также мы проверили противосудорожный эффект комбинации ИЭМ-1921 и ИЭМ-1925 при использовании электросудорожной модели. Во всех сериях опыта доза ИЭМ-1921 составила 3,3 мг/кг, при которой наблюдалась защита от тонических судорог у 79% животных (см. рис. 3б), это давало возможность оценить, как антиконвульсантный, так и проконвульсантный эффекты ИЭМ-1925. Доза добавляемого ИЭМ-1925 в разных сериях составила 0,1; 0,33; 1 и 10 мг/кг. Дополнительное введение ИЭМ-1925 ни в одной из доз значимо не повлияло на процент защищенных животных (рис. 3в). У защищенных от тонических судорог животных наблюдались либо кратковременные клонические судороги, как правило, без потери позы, либо дикий бег. Мы не обнаружили дозозависимого эффекта дополнительного введения ИЭМ-1925 на частоту проявления разных по силе судорожных ответов по сравнению с действием одного ИЭМ-1921. Таким образом, при использовании электросудорожной модели не наблюдалось изменений противосудорожного действия блокатора NMDA рецепторов при одновременном введении с блокатором СР-АМРА рецепторов. В то же время, среди антагонистов, неспецифических к подтипам АМРА рецепторов и обладающих разным механизмом взаимодействия с рецептором, были обнаружены вещества с высокой эффективностью при различных судорожных моделях, в том числе при МЭШ-тесте. Таким образом, для достижения противосудорожного эффекта, избирательной блокады только каналов СР-АМРА рецепторов недостаточно.

При введении каината в желудочки мозга крыс ИЭМ-1925 и ИЭМ-1754 эффективно предупреждали клонические судороги (ED50=6 и 24 нМоль/кг соответственно), что расценивается как результат блокады Ca-AMPAR. В случае внутрижелудочкового введения NMDA эти антагонисты подавляли как «дикий бег», так и клонико-тонические судороги, но для этого требовались уже микромолярные дозы, способные блокировать также и NMDA рецепторы. При использовании ПТЗ модели было показано, что полуэффективная доза ИЭМ-1925 и ИЭМ-1754 для тонического компонента судорог составила 0,1 и 0,2 нМоль/кг соответственно, однако увеличение дозы выше 1 нМоль/кг приводило к парадоксальному снижению противосудорожной эффективности, противосудорожный эффект вновь проявлялся только при достижении микромолярных доз.

Существенные различия в эффективности ИЭМ-1925 и ИЭМ-1754 при разных моделях судорожных состояний усложняют интерпретацию результатов о вкладе СР-АМРА рецепторов в реализацию судорог. Однако следует учесть, что инициация судорог в разных моделях происходит по-разному, а нейронные механизмы реализации генерализованных судорог скорее схожи. Это способно объяснить, почему блокада СР-АМРА рецепторов может предотвратить инициацию лишь некоторых форм эпилептической активности. В пользу такой интерпретации свидетельствуют известные данные об особенностях распределения СР-АМРА рецепторов в ЦНС. У взрослых животных эти рецепторы обнаруживаются преимущественно в популяциях бесшипиковых нейронов, например, в тормозных ГАМК-ергических интернейронах коры, гигантских холинергических интернейронах стриатума и др. В отличие от интернейронов, пирамидные клетки экспрессируют гораздо меньший процент СР-АМРА рецепторов и потому возбуждающие входы в главные исполнительные нейроны коры, гиппокампа и др. оказываются практически нечувствительными к блокирующему действию исследованных нами каналоблокаторов. Таким образом, можно предположить, что благодаря избирательной локализации СР-АМРА рецепторов их блокада приводит скорее не к общему снижению возбуждающей синаптической передачи в ЦНС, а к преимущественному ослаблению возбуждения тормозных интернейронов и тем самым может даже благоприятствовать судорожной активности. Ранее в экспериментах in vitro мы показали, что использование другого селективного блокатора СР-АМРА рецепторов — ИЭМ-1460 — вызывает ослабление возбуждающих входов в ГАМК-ергические тормозные интернейроны и соответственно ослабление тормозного влияния на исполнительные пирамидные нейроны. Уменьшение вклада этого дисинаптического торможения в функционировании префронтальной коры смещает баланс между торможением и возбуждением в коре в сторону возбуждения.

Важно отметить, что ИЭМ-1925 в опытах in vitro на изолированных нейронах при мембранном потенциале покоя и использовании безмагниевых растворов блокирует не только СР-АМРА рецепторы, но и NMDA рецепторы; при этом IC50 для NMDA рецепторов примерно соответствует этому показателю для ИЭМ-1921. В тестах максимального электрошока NMDA антагонисты, как правило, очень эффективны, поэтому отсутствие противосудорожного эффекта ИЭМ-1925 в наших экспериментах поставило вопрос, действует ли ИЭМ-1925 в исследуемых концентрациях на NMDA рецепторы в условиях in vivo? Недавние исследования показали, что активность NMDA каналоблокаторов может существенно меняться в зависимости от присутствия ионов Mg2+ и уровня мембранного потенциала. Так, в присутствии ионов Mg2+H при деполяризации мембраны до 0 мВ, IC50 для ИЭМ-1925 возрастает до 110±20 мкМоль/л, а для ИЭМ-1921 всего лишь до 3,5±0,4 мкМоль/л. Таким образом, в условиях, вероятно, близких к тем, что наблюдаются в мозге при судорожных состояниях, для достижения 50-процентного блока NMDA рецепторов требуется в 30 раз большая концентрация ИЭМ-1925, чем ИЭМ-1921. Отсутствие противосудорожного действия ИЭМ-1925 в наших экспериментах при МЭШ-тесте хорошо согласуется с этими результатами и косвенно подтверждает селективность ИЭМ-1925 к СР-АМРА рецепторам в диапазоне доз от 0,33 до 10 мг/кг.

В данном исследовании мы не обнаружили никаких дополнительных эффектов от введения разных доз ИЭМ-1925 на противосудорожное действие ИЭМ-1921. Ранее было выявлено, что совместное использование малых доз ИЭМ-1925 (0,0001 мкМоль/кг) и ИЭМ-1921 (0,01 мкМоль/кг) существенно замедляет развитие ПТЗ киндлинга у мышей. Синергетическое противосудорожное действие комбинации антагониста NMDA рецепторов мемантина и низкой дозы конкурентного антагониста АМРА рецепторов CNQX было выявлено также при использовании модели электрошокового киндлинга. Однако дополнительное использование ИЭМ-1925 не усиливало противосудорожное действие ИЭМ-1921 или мемантина в случае аудиогенных судорог у крыс линии Крушинского-Молодкиной.

Подпишитесь на свежую email рассылку сайта!

Читайте также