Preview

Фармакокинетика и Фармакодинамика

Расширенный поиск

Изучение эффектов леветирацетама и нового производного 4-фенилпирролидона ГИЖ-290 в закрытом крестооразном лабиринте у мышей линий BALB/c и C57BL/6

Полный текст:

Аннотация

Целью исследования явилось сравнительное изучение эффектов противосудорожных веществ леветирацетама и нового производного пирролидона-2 соединения ГИЖ-290 на спектр поведенческой активности инбредных мышей BALB/c и C57BL/6 в условиях теста «закрытый крестообразный лабиринт». Установлено, что леветирацетам (600 мг/кг/день, 5 дней, в/б) ухудшает когнитивные функции у мышей линии C57BL/6, усиливает тревожность и уменьшает двигательную активность у мышей линии BALB/с. Соединение ГИЖ-290 (5 мг/кг/день, 5 дней, в/б) не оказывает влияния на поведение мышей линии C57BL/6, а у мышей BALB/c снижает локомоторную активность.

Для цитирования:


Ковалёв И.Г., Васильева Е.В., Боков Р.О., Салимов Р.М., Ковалёв Г.И. Изучение эффектов леветирацетама и нового производного 4-фенилпирролидона ГИЖ-290 в закрытом крестооразном лабиринте у мышей линий BALB/c и C57BL/6. Фармакокинетика и Фармакодинамика. 2017;(2):25-29.

For citation:


Kovalev I.G., Vasileva E.V., Bokov R.O., Salimov R.M., Kovalev G.I. The effects of levetiracetam and a new 4-phenylpyrrolidone derivative GIZh-290 in a closed cross-maze in BALB/c and C57BL / 6 mice. Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. 2017;(2):25-29. (In Russ.)

Введение

Леветирацетам ((S)-2-(2-оксопирролидин-1-ил) бутанамид) является противоэпилептическим препаратом 2-го поколения, используемым в лечении эпилепсии как у детей, так и у взрослых. Соединение ГИЖ-290 (2-оксо-4-фенилпирролидин-1-ил) уксусной кислоты) имеет сходство по химическому строению с леветирацетамом и синтезирован в Отделе химии ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» (зав. член-корр. РАН профессор Гудашева Т.А.). Установлено, что ГИЖ-290 обладает выраженным противосудорожным действием и превосходит леве-тирацетам по активности и эффективности и, кроме того, ГИЖ-290 оказывает положительное влияние на обучаемость и воспроизведение навыка в тесте «водного лабиринта Морриса» [1]. Известно, что течению эпилепсии сопутствуют поведенческие и психиатрические отклонения, в частности тревожность, депрессия и нарушение когнитивных функций [2, 3]. Адекватной моделью для исследования этих поведенческих нарушений в эксперименте является методика «закрытого крестообразного лабиринта», при использовании которой установлено, что мыши линии BALB/c характеризуются в сравнении с мышами линии C57BL/6 когнитивным дефицитом и повышенной тревожностью [4].

Целью настоящего исследования явилось изучение влияния леветирацетама и соединения ГИЖ-290 на спектр поведенческой активности мышей BALB/c и C57BL/6 в условиях теста «закрытый крестообразный лабиринт». 

Материалы и методы

Исследования проводили на самцах мышей линий C57BL/6 и BALB/c массой 25—30 г, которые были поставлены питомником «Столбовая» (Московская обл., РФ) и были помещены в условия с контролируемой постоянной температурой и влажностью (40—60%) воздуха, регулярно сменяемым циклом «день-ночь» (12 ч — 12 ч), свободным доступом к воде и еде. Организация экспериментов соответствовала этическим нормам, регламентирующим эксперименты на животных (Европейская конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях: EST № 123 от 18 марта 1986 г., Страсбург; Об утверждении правил лабораторной практики: приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации № 267 от 19 июня 2003 г. М., 2003).

Препараты применяли в дозах, соответствующих их противосудорожному эффекту [1]. Леветирацетам (600 мг/кг/день) и соединение ГИЖ-290 (5 мг/кг/ день) вводили внутрибрюшинно, в течение 5 дней. Вещества растворяли в физиологическом растворе. Контрольным животным вводили 0,9% NaCl.

Тест закрытого крестообразного лабиринта (ЗКЛ) основан на врождённой способности мышей к спонтанному поведению в незнакомой обстановке, исключающей элемент предварительного обучения, преимуществом которого является минимальная степень инвазивности [4, 5]. Закрытый крестообразный лабиринт состоял из 4 пластмассовых закрытых пустых отсеков, соединённых с центральным отсеком с помощью входных отверстий. Мышь помещали в центральный отсек лабиринта и в полуавтоматическом режиме с помощью программы Bеhаviour регистрировали последовательность и продолжительность её переходов из одного рукава в другой. Последующий анализ данных позволял выделить ряд показателей эффективности исследовательского поведения (когнитивные функции), тревожности и двигательной активности.

Показатели величины 1-го цикла патрулирования (F_PtrN) и числа циклов патрулирования (PatrN) используются для оценки ноотропного действия веществ: чем больше число заходов требуется мыши, чтобы посетить все 4 боковых рукава (совершить один цикл патрулирования), тем менее «систематично» и менее эффективно исследование лабиринта. Число циклов патрулирования, совершённых за время эксперимента, ещё один показатель эффективности исследовательского поведения. Чем больше циклов патрулирования, тем более «систематично» и более эффективно исследование лабиринта животным.

Латентный период (F_ChTm) и продолжительность 1-го визита в боковой отсек (F_GITm) — показатели, которые отражают уровень тревожности животного в новой обстановке и могут рассматриваться как показатель баланса между любопытством и тревогой животного в новой обстановке. Эти показатели отрицательно коррелируют с продолжительностью пребывания животного в открытых рукавах в известном тесте приподнятого крестообразного лабиринта, что позволяет использовать избирательное изменение этих показателей в качестве индикатора тревожности.

Общее время, проведённое животным в центральном и боковых отсеках лабиринта (T_ChTm и T_GITm) — это показатели, которые отражают уровень двигательной активности, а также характеризуют интенсивность обследования новой среды и могут быть использованы для оценки стимулирующего (тимолептического) или, наоборот седативного эффекта веществ.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с помощью программы Statistica 6.0 с привлечением методов параметрической и непараметрической статистики (t-тест Стьюдента, тест Манна- Уитни, критерий Колмогорова-Смирнова, тест Вальда— Вольфовица).

Результаты

Анализ поведенческих параметров мышей контрольных групп обеих инбредных линий C57BL/6 и BALB/c подтвердил наличие межлинейных различий, описанных нами ранее [4]: мыши C57BL/6 превосходили мышей линии BALB/c по ноотропной активности, оцениваемой по эффективности исследовательской (более высокое количество полных обходов всех боковых отсеков, PatrN) и уступали по общей двигательной активности (большее суммарное время нахождения в отсеках за сессию, T_GITm), тогда как мыши линии BALB/c проявляли существенно большую тревожность в незнакомой обстановке (меньший латентный период 1-го захода в боковой отсек, (F_ChTm) (табл. 1).

Леветирацетам (600 мг/кг/день, 5 дней) не обладал ноотропной активностью у мышей BALB/c, что выражалось в отсутствии изменения показателей: числа заходов 1-го цикла (F_PtrN, 5,92±0,46 против 6,15±0,54 в контроле) и числа полных обходов (PatrN, 1,85±0,19 против 1,77±0,12 в контроле). У мышей C57BL/6 ле-ветирацетам не влиял на 1-й показатель ноотропной активности (F_PtrN), однако уменьшал число полных обходов с 2,25±0,11 до 1,67±0,12 (р < 0,05; Student’s t-test), что означает ухудшение эффективности ис-следовательской активности, а следовательно и ког- нитивных функций (табл. 1). Соединение ГИЖ-290 (5 мг/кг/день, 5 дней) не оказывало влияния на показатели, отражающие ноотропный эффект (см. табл. 1).

У мышей BALB/c, исходно более тревожных в не-знакомой обстановке теста, леветирацетам ещё более увеличивал латентное время 1-го захода (с 9,73+2,06 с в контроле до 19,03+3,34 с в опыте;p < 0,05), что свидетельствует о способности леветирацетама повышать уровень тревожности (см. табл. 1). Леветирацетам не изменял уровень тревожности у мышей линии C57BL/6, а ГИЖ-290 не изменял показатели тревожности у мышей обеих линий.

Леветирацетам и ГИЖ-290 у мышей BALB/c повышали показатель общего времени пребывания в боковых отсеках, соответственно до 154,73+19,48 с и 143,78+13,51 с по сравнению с контролем (107,45+11,07 с; p < 0,05), что отражало снижение двигательной активности. Кроме того, у мышей C57BL/6 леветирацетам повышал показатель общего времени пребывания и в центральном отсеке: с 37,78+1,84 с в контроле до 45,61+2,19 с в опыте (см. табл. 1).

Изменение профилей поведенческой активности мышей линий BALB/c и C57BL/6 под влиянием леветирацетама и ГИЖ-290 представлены на рис. 1. Из представленных графиков следует, что эффекты обоих веществ во многом зависят от исходного поведенческого паттерна линии мышей. Так, у мышей BALB/c, исходно характеризующихся высокими уровнями тревожности и двигательной активности, леветирацетам способствовал ещё большему усилению тревожности (+96% относительно контроля, рис. 1, а), тогда как ГИЖ-290 не оказывал влияния на тревожность (рис. 1, б). При этом оба вещества не изменяли показателей тревожности у мышей линии C57BL/6 (рис. 1, в, г).

Качественное совпадение эффектов наблюдалось и в отношении двигательной активности: у мышей BALB/c как леветирацетам, так и ГИЖ-290 она снижалась за счёт возрастания суммарного времени пребывания в боковых отсеках лабиринта T_GlTm на 44 и 34% (см. рис. 1, а, б), соответственно. У мышей C57BL/6, спонтанно менее «быстрых», некоторое снижение перемещений по показателю суммарного времени пребывания в центральном отсеке (T_ChTm) вызывал лишь леветирацетам. 

В этой же группе мышей было обнаружено ухудшение показателя эффективности исследовательского поведения (-26%) (рис. 1, в).

Таким образом, леветирацетам (600 мг/кг/день, 5 дней, в/б) у мышей BALB/c усиливал тревожность и снижал двигательную активность, а у мышей линии C57BL/6 ухудшал когнитивные функции и уменьшал двигательную активность (табл. 2). Соединение ГИЖ-290 (5 мг/кг/день, 5 дней, в/б) существенно не изменяло профилей поведения мышей линий BALB/c и C57BL/6, за исключением снижения двигательной активности у мышей линии BALB/c (см. табл. 2).

Известно, что наиболее типичными психиатрическими расстройствами при эпилепсии являются тревожность, депрессия, эмоциональная лабильность, ажитация, враждебность [2, 6] и когнитивный дефицит [7]. В настоящем исследовании показано, что леветирацетам может усиливать эти патологические состояния, что подтверждается отдельными клиническими наблюдениями [8—10]. Соединение ГИЖ-290 не оказывает существенного влияния на психоэмоциональные показатели поведения мышей как линии BALB/c, так и линии C57BL/6, демонстрирующих различные паттерны поведения в тесте закрытого крестообразного лабиринта, что позволяет предполагать отсутствие у него негативного влияния на психиатрические коморбидные состояния, сопровождающие эпилепсию у пациентов, и свидетельствует о преимуществе нового соединения перед леветирацетамом.

Выводы

1.Леветирацетам (600 мг/кг/день, 5 дней, в/б) в тесте закрытого крестообразного лабиринта у мышей линии BALB/c усиливает тревожность и снижает двигательную активность, а у мышей линии C57BL/6 ухудшает когнитивные функции и уменьшает двигательную активность.

2.Соединение ГИЖ-290 (5 мг/кг/день, 5 дней, в/б) в тесте закрытого крестообразного лабиринта не оказывает влияния на уровень тревожности и на когнитивные функции у мышей линий BALB/c и C57BL/6 и лишь незначительно понижает двигательную активность у мышей линии BALB/c.

Список литературы

1. Ковалёв И.Г., Воронина Т.А., Литвинова С.А., Жмуренко Л.А., Мокрое Г.В. Сравнение противосудорожных и мнемотропных свойств новых производных 4-фенилпирролидона, леветирацетама и пираце-тама. Эксперим. и клин. Фармакол. 2017; (в печати).

2. Jones J.E. Treating anxiety disorders in children and adolescents with epilepsy: What do we know? Epilepsy & Behavior. 2014; 39: 137-142.

3. Brand Ch., Mula M. Anxiety disorders in people with epilepsy. Epilepsy & Behavior. 2016; 59: 87-91.

4. Васильева Е.В., Салимов Р.М., Ковалёв Г.И. Влияние интраназального и внутрибрюшинного введений пептидов семакса и ноопепта на поведенческие характеристики мышей BALB/c. Фармакокинетика и фармакодинамика. 2016; 2: 31-36.

5. Salimov R.M. Behavioral patterns related to alcohol use in rodents: a factor analysis. Alcohol. 1999; 17: 157-162.

6. Kanner A.M., Hesdorffer D.C. Neuropsychiatric complications of epilepsy. In: H.Stefan and W.H. Theodore, editors. Handbook of Clinical Neurology, Vol.107 (3rd series) Epilepsy, Part I. Elsevier B.V.; 2012; 461-482.

7. Ortinski P., Meador K.J. Cognitive side effects of antiepileptic drugs. Epilepsy & Behavior. 2004; 5: S60-S65.

8. Mukhin K.Y., Pylaeva O.A. Efficacy and Tolerability of Levetiracetam (Keppra®) in the Treatment of Epilepsy: Review of Literature. Russian Journal of Child Neurology. 2015; 2 (10): 38.

9. Cramer J.A., De Rue K., Devinsky O. et al. A systematic review of the behavioral effects of levetiracetam in adults with epilepsy, cognitive disorders, or an anxiety disorder during clinical trials. Epilepsy Behav 2003; 4 (2): 124-32.

10. Mula M., Sander J.W. Negative effects of antiepileptic drugs on mood in patients with epilepsy. Drug Safety. 2007; 30(7): 555-67.


Об авторах

И. Г. Ковалёв
ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова»
Россия


Е. В. Васильева
ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова»
Россия


Р. О. Боков
ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова»
Россия


Р. М. Салимов
ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова»
Россия


Г. И. Ковалёв
ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова»
Россия


Для цитирования:


Ковалёв И.Г., Васильева Е.В., Боков Р.О., Салимов Р.М., Ковалёв Г.И. Изучение эффектов леветирацетама и нового производного 4-фенилпирролидона ГИЖ-290 в закрытом крестооразном лабиринте у мышей линий BALB/c и C57BL/6. Фармакокинетика и Фармакодинамика. 2017;(2):25-29.

For citation:


Kovalev I.G., Vasileva E.V., Bokov R.O., Salimov R.M., Kovalev G.I. The effects of levetiracetam and a new 4-phenylpyrrolidone derivative GIZh-290 in a closed cross-maze in BALB/c and C57BL / 6 mice. Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. 2017;(2):25-29. (In Russ.)

Просмотров: 59


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-7836 (Print)
ISSN 2686-8830 (Online)