Влияние мексидола и гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина на церебральную гемодинамику при геморрагическом и ишемическом поражениях мозга

Статьи

Опубликовано в журнале:
Экспериментальная и клиническая фармакология, 2019 Том 82 № 2 С. 3-6
DOI: 10.30906/0869-2092-2019-82-2-3-6

И. Н. Курдюмов¹, Т. С. Ганьшина¹, Д. В. Масленников¹, Е. В. Курза¹, А. А. Горбунов^1,2, А. И. Турилова¹, Р. С. Мирзоян¹
¹ ФГБНУ “НИИ фармакологии имени В. В. Закусова”, Россия, Москва.
² ФГАОУ “ВО Первый МГМУ имени И. М. Сеченова МЗ РФ” (Сеченовский университет), Россия, Москва.

Сравнительное изучение влияния мексидола и гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина на мозговое кровообращение крыс в условиях геморрагического и ишемического поражений мозга выявило существенные различия в их цереброваскулярных эффектах. Показано, что мексидол (200 мг/кг) в большей степени улучшает локальный мозговой кровоток при моделировании ишемии, по сравнению с геморрагическим поражением мозга. Гемисукцинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина, в отличие от мексидола, усиливает локальное кровоснабжение коры большого мозга в условиях геморрагического поражения в дозе 50 мг/кг, а при ишемии его цереброваскулярный эффект проявляется только в дозе 100 мг/кг. В механизме цереброваскулярного противоишемического действия гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина участвуют ГАМК_А-рецепторы сосудов, так как на фоне действия бикукуллина сосудорасширяющий эффект соединения не проявляется.
Ключевые слова: мексидол; гемисукцинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина; бикукуллин; мозговое кровообращение; модель геморрагического инсульта; глобальная преходящая ишемия.

Введение

Ранее нами выявлены существенные различия в цереброваскулярных эффектах нимодипина, 5-гидро-ксиадамантан-2-она и S-амлодипина никотината в условиях геморрагического и ишемического поражений мозга. Нимодипин и 5-гидроксиадамантан-2-он, в отличие от S-амлодипина никотината, проявляют менее выраженное сосудорасширяющее действие при моделировании геморрагического инсульта, по сравнению с глобальной преходящей ишемией мозга [6]. В литературе мы не обнаружили сведений о сравнительном изучении других фармакологических веществ на мозговое кровообращение при ишемических и геморрагических поражениях мозга. Однако переход одной формы инсульта в другую или сочетанная форма ишемического и геморрагического поражений мозга, наблюдаемые в клинической практике, указывают на целесообразность такого сравнения влияния фармакологических веществ на мозговое кровообращение. Представляется важным изучить в этом аспекте мексидол, который обладает выраженной цереброваскулярной активностью с ГАМК-ергическим компонентом в механизме действия [2, 5] и широко применяется в неврологической практике при лечении острых и хронических нарушений мозгового кровообращения [8]. Целесообразно также исследовать в этом аспекте и другое производное оксипиридина — гемисукцинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина, который, в отличие от мексидола, улучшает кровоснабжение как интактного, так и ишемизированного мозга крыс [1]. Он также обладает более выраженными антиаритмическими свойствами [9] и отличается иным спектром противосудорожной активности [3].

Цель исследования — сравнительное изучение влияния мексидола и гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина на кровоснабжение мозга крыс в условиях модели геморрагического инсульта и глобальной преходящей ишемии мозга.

Методы исследования

Опыты выполнены на 62 наркотизированных (уретан 1,4 г/кг, внутрибрюшинно) нелинейных крысах-самцах массой 250-300 г (питомник “Столбовая”), содержавшихся в условиях лабораторного вивария при 12-часовом световом режиме со свободным доступом к воде и стандартному корму. Опыты проводили в соответствии с “Методическими рекомендациями по доклиническому изучению лекарственных средств для лечения нарушений мозгового кровообращения и мигрени” [7], с соблюдением этических правил гуманного обращения с животными, утвержденными Этической комиссией ФГБНУ “НИИ фармакологии имени В. В. Закусова”. Животные были разделены на экспериментальные группы: 1 — изучение влияния мексидола (n = 10) и гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина (n = 10) на локальный мозговой кровоток крыс в условиях модели геморрагического инсульта [4]; 2 — изучение влияния мексидола (n = 11) и гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина (n = 21) на локальный мозговой кровоток крыс в условиях глобальной преходящей ишемии [7]; 3 — изучение нейрохимического механизма сосудорасширяющего эффекта гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина с использованием блокатора ГАМК_А-рецепторов бикукуллина (n = 10).

Состояние мозгового кровообращения у животных оценивали методом лазерной допплеровской флоуметрии. Для регистрации локального мозгового кровотока в теменной области коры большого мозга крыс использовали флоуметр ALF-21 (“Transonic System Inc.”, США). Игольчатый датчик флоуметра диаметром 0,8 мм устанавливали на теменной области коры с помощью микроманипулятора и коромысла. Одновременно регистрировали изменения артериального давления через предварительно введенный в бедренную артерию полиэтиленовый катетер. Запись показателей кровотока и артериального давления производили на полиграфе фирмы “BIOPAC” (США), соединенном с персональным компьютером.

Для моделирования геморрагического инсульта у наркотизированных крыс в стереотаксической установке при помощи специального устройства (мандрен-нож) осуществляли деструкцию мозговой ткани в области внутренней капсулы с последующим (через 2-3 мин) введением в зону повреждения артериальной крови, взятой из бедренной артерии животного (0,1 мл). Локальный мозговой кровоток регистрировали в контралатеральном полушарии в симметричной повреждению зоне с помощью лазерного допплеровского флоуметра ALF-21 [7].

Глобальную ишемию у крыс вызывали 10-минутной окклюзией обеих общих сонных артерий с одновременным снижением артериального давления до 40-50 мм рт. ст. посредством кровопускания и последующей реинфузией [7].

Исследуемые вещества — мексидол (200 мг/кг) и гемисукцинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина (50 и 100 мг/кг), синтезированные в ОТО ФГБНУ “НИИ фармакологии имени В. В. Закусова” (зав. Б. М. Пятин), а также бикукуллин (0,5 мг/кг, “Sigma”) вводили через полиэтиленовый катетер в бедренную вену животных. Вещества применяли в эквивалентных дозах по влиянию на мозговое кровообращение [1, 2, 8].

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета программ Stаstistica 8.0 (StatSoft, США). Нормальность распределения определяли с помощью критерия Шапиро — Уилка. В основном нормальное распределение отсутствовало, поэтому для дальнейшей обработки данных использовали непараметрический метод Вилкоксона для связанных выборок, для несвязанных выборок — критерий Манна—Уитни. Данные представлены в виде медианы. Уровень доверительности р < 0,05 рассматривали как статистически значимый.

Результаты и их обсуждение

При моделировании геморрагического поражения мозга наблюдается значительное снижение уровня мозгового кровотока в коре большого мозга крыс в ипсилатеральном и контралатеральном полушариях. Уровень локального мозгового кровотока начинает снижаться сразу же после геморрагического поражения и к 90 мин наблюдения составляет 40 % от исходного уровня [6].

Мексидол (200 мг/кг) при моделировании геморрагического инсульта вызывает постепенное увеличение локального кровотока в коре мозга крыс, которое к 60 мин после введения препарата составляет в среднем 20 % от исходного уровня (n = 10, рис. 1 и 2). Артериальное давление при этом снижается на 10 % к 10 мин, затем восстанавливается до исходного уровня. Препарат в этой же дозе у животных с глобальной преходящей ишемией мозга увеличивает кровоток в коре мозга в среднем на 43 % (n = 11, р <0,05, рис. 2). Следовательно, мексидол улучшает кровоснабжение мозга крыс в условиях геморрагического повреждения мозга в меньшей степени, чем у животных, подвергнутых глобальной преходящей ишемии.

Рис. 1. Влияние мексидола (1), гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина (2) и геморрагического поражения (Контроль) на изменения локального кровотока (в %) в коре большого мозга крыс через 30 мин после моделирования геморрагического инсульта.
* р < 0,05, различия между мексидолом и гемисукцинатом 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина с контролем.

Рис. 2. Влияние мексидола (1) и гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина в дозах 50 мг/кг (2) и 100 мг/кг (3) на изменения локального кровотока (в %) в коре большого мозга крыс на модели геморрагического инсульта (I) и после глобальной преходящей ишемии (II).
* р < 0,05, различия между ишемическим и геморрагическим поражениями мозга.

При исследовании цереброваскулярной активности гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина у животных в условиях модели геморрагического инсульта оказалось, что соединение в дозе 50 мг/кг вызывает первоначальное (10-20 мин) снижение мозгового кровотока на 9 %, которое затем восстанавливается и возрастает, составляя к 50-60 мин наблюдения 17 % от контрольного уровня (n = 10, рис. 1 и 2). Уровень артериального давления к 10 мин снижается на 9 %, а затем восстанавливается до исходной величины. В дозе 100 мг/кг гемисукцинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина не увеличивает мозговой кровоток на фоне более выраженного гипотензивного эффекта.

Иная картина наблюдается при изучении гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина в условиях глобальной преходящей ишемии мозга. Соединение (50 мг/кг) не вызывает изменений локального кровотока в коре большого мозга, но при этом понижает уровень артериального давления (n = 11). При увеличении дозы гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина до 100 мг/кг у крыс в условиях глобальной преходящей ишемии наблюдается увеличение локального мозгового кровотока в среднем на 21,4 % (n = 10, рис. 2). Уровень артериального давления понижается на 8-11 % от исходного значения. Следовательно, в условиях ишемического поражения мозга гемисукцинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина проявляет цереброваскулярную активность в большей дозе, чем у животных с геморрагическим поражением мозга.

Результаты сравнительного изучения влияния гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина на кровоснабжение мозга при различных патологических состояниях свидетельствуют о более высокой чувствительности сосудов мозга к веществу при моделировании геморрагического инсульта по сравнению с ишемическим поражением, так как цереброваскулярный эффект гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина в условиях геморрагии проявляется в меньшей дозе. На рис. 2 представлены результаты изменений мозгового кровотока при сравнительном изучении влияния мексидола и гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина в условиях геморрагического и ишемического поражений мозга.

В результате проведенного исследования установлено, что гемисукцинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина усиливает локальный кровоток в коре большого мозга при геморрагическом и ишемическом поражениях мозга, а также улучшает регионарный мозговой кровоток у крыс, подвергнутых глобальной преходящей ишемии мозга [1]. Представляло интерес изучить механизм сосудорасширяющего эффекта гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина в условиях ишемического поражения. Тем более, что ранее при анализе механизма цереброваскулярного эффекта мексидола установлено, что блокатор ГАМК_А-рецепторов бикукуллин устраняет или значительно ослабляет его цереброваскулярный противоишемический эффект, т.е. препарат оказывает влияние на ГАМК-ергический механизм регуляции сосудов мозга [2]. Опыты с предварительным введением бикукуллина показали, что цереброваскулярный эффект гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина (100 мг/кг, n = 10) в этих условиях не проявляется. Следовательно, в механизме цереброваскулярного сосудорасширяющего эффекта гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина также принимают участие ГАМК_А-рецепторы сосудов мозга.

Таким образом, сравнительное изучение цереброваскулярных эффектов мексидола и гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина показало, что, если мексидол в большей степени улучшает локальный мозговой кровоток при моделировании ишемии, по сравнению с геморрагическим поражением мозга, то иная картина наблюдается при изучении гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина. Соединение усиливает кровоснабжение мозга в условиях геморрагического поражения мозга в большей степени по сравнению с ишемическим поражением, так как этот эффект проявляется в меньшей дозе.

Выводы

Мексидол увеличивает кровоток в сосудах коры большого мозга крыс в условиях модели геморрагического инсульта в меньшей степени, чем у животных, подвергнутых глобальной преходящей ишемии.
Гемисукцинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина усиливает кровоснабжение мозга крыс на модели геморрагического инсульта в дозе 50 мг/кг, а при ишемическом поражении мозга в дозе 100 мг/кг.
В механизме цереброваскулярного противоишемического эффекта гемисукцината 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина участвуют ГАМК_А-рецепторы сосудов мозга.

Литература

Т. С. Ганьшина, А. А. Горбунов, А. В. Гнездилова и др., Эксперим. и клин. фармакол., 74(8), 17 - 22 (2011).
А. В. Гнездилова, Т. С. Ганьшина, Р. С. Мирзоян, Эксперим. и клин. фармакол., 73(10), 11 - 13 (2010).
С. А. Литвинова, Т. А. Воронина, И. С. Кутепова и др., Эксперим. и клин. фармакол., 81(3), 3-6 (2018).
А. Н. Макаренко, Н. С. Косицын, Н. В. Пасикова, М. М. Свинов, Ж. высшей нервной деятельн., 52(6), 765 - 768 (2002).
Р. С. Мирзоян, Т. С. Ганьшина, А. А. Горбунов, и др., Эксперим. и клин. фармакол., 80(9), 35 - 39 (2017).
Р. С. Мирзоян, Т. С. Ганьшина, Г. А. Ким и др., Эксперим. и клин. фармакол., 81(5), 3-6 (2018).
Р. С. Мирзоян, М. Б. Плотников, Т. С. Ганьшина и др., Методические рекомендации по доклиническому изучению лекарственных средств для лечения нарушений мозгового кровообращения и мигрени, Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств, Часть первая, Гриф и К, Москва (2012), сс. 480 - 487.
М. М. Танашян, О. В. Лагода, К. В. Антонова, Ж. неврол. и психиатр., 11, 21 - 26 (2012).
А. И. Турилова, Т. С. Ганьшина, Н. И. Авдюнина и др., Эксперим. и клин. фармакол., 79(7), 8- 11 (2016).

Influence of mexidol and hemisuccinate 2-ethyl-6-methyl-3-hydroxypyridine on cerebral hemodynamics at hemorrhagic and ischemic damage of brain

I. N. Kurdyumov¹, T. S. Gan'shina¹, D. V. Maslennikov¹, E. V. Kurza¹, A. A. Gorbunov^1.2, A. I. Turilova¹, and R. S. Mirzoyan¹
¹ V. V. Zakusov State Institute of Pharmacology, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, ul. Baltiiskaya 8, Moscow. 125315 Russia
² I. M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), ul. Trubetskaya 8, Moscow, 119881 Russia

Comparative study of the effect of mexidol and hemisuccinate 2-ethyl-6-methyl-3-hydroxypyridine on the cerebral circulation of rats under conditions of hemorrhagic and ischemic brain lesions revealed significant differences in their cerebrovascular effects. Mexidol at a dose of 200 mg/kg i.v. better improves the local cerebral blood flow in modeling ischemia as compared to hemorrhagic brain damage. Hemisuccinate 2-ethyl-6-methyl-3-hydroxypyridine at a dose of 50 mg/kg better enhances the local blood supply to the cerebral cortex under conditions of hemorrhagic brain damage as compared to ischemic damage, since its cerebrovascular effect during cerebral ischemia occurs in a dose of 100 mg/kg. The mechanism of cerebrovascular anti-ischemic effect of 2-ethyl-6-methyl-3-hydroxypyridine hemisuccinate is mediated by GABA_А receptors of the brain vessels, since bicuculline eliminates this effect.
Keywords: mexidol; hemisuccinate 2-ethyl-6-methyl-3-hydroxypyridine; bicuculline; cerebral circulation; hemorrhagic stroke model; global transient ischemia.

1 июля 2019 г.