Характеристики цикла бодрствование - сон в период сформированного киндлинга под влиянием производного пептидамидобензофенона

Аннотация

Цель работы: исследование влияния производного пептидамидобензофенона (ПАБФ): 2-N- карбобензилглицил-глициламидо-5-бромбензофенона и препарата сравнения диазепама на характеристики цикла бодрствование - сон у крыс в условиях сформированного коразол- индуцированного киндлинга на базе Одесского национального медицинского университета. Производное ПАБФ (0,15 мг/кг) увеличивало продолжительность парадоксального сна до 12,5 % от общей продолжительности наблюдения, уменьшало его фрагментированность на 20,2 % у киндлингових крыс, а в более высокой дозе (1,5 мг/кг) уменьшало латентность засыпания в 1,5 раза и латентность парадоксального сна - в 1,82 раза. Диазепам (0,5 мг/кг) увеличивал продолжительность поверхностного и глубокого медленноволного сна (на 15,4 и на 12,6 %), уменьшал продолжительность парадоксального сна до 5,0 % от общей продолжительности цикла, а также сокращал латентный период засыпания и парадоксального сна (в 1,72 и в 2,02 раза соответственно). Сравнительная оценка эффективности применения производного ПАБФ диазепама доказала, что эффекты исследуемого биологически активного вещества более благоприятны с точки зрения восстановления показателей цикла бодрствование-сон в условиях киндлингового эпилептического синдрома по сравнению с эффектами, которые наблюдались при применении класического антиконвульсанта - диазепама. Менее выразительное ПАБФ-индуцированное сокращение латентной фазы засыпания и возникновение парадоксального сна может свидетельствовать в пользу менее выразительных седативных эффектов производного ПАБФ по сравнению с диазепамом.

Ключевые слова: производное пептидамидобензофенона, диазепам, киндлинговый синдром, цикл бодрствование-сон.

Эпилепсия - одно из частых серьезных расстройств деятельности мозга. В структуре нервнопсихических заболеваний она занимает третье место, а психических - четвертое место По данным ВОЗ, в мире 50 миллионов человек имеют диагноз «эпилепсия» (WHO, 2001). Распространенность активной эпилепсии составляет 4-6 человек на 1000 населения. Популяционные исследования, проведенные в развитых странах, показали, что данная болезнь ежегодно выявляется у 40-70 человек на 100 тыс населения, а показатели заболеваемости, учитывая всю продолжительность жизни, достигают 3 %.

До сих пор эпилепсия является стигматизирующим диагнозом. Заболевание порождает для пациента целый комплекс социальных проблем и последствий, влияя не только на здоровье, но и на все сферы жизнедеятельности (семья, карьера, творческая самореализация и др.). Выраженная социальная дискриминация и социально-трудовые ограничения, которым подвергаются больные с эпилепсией, часто противоречат их истинным возможностям. В настоящее время убедительно доказано, что оптимизация противоэпилептической терапии позволяет улучшить не только здоровье, но и общее качество жизни пациента. Выбор противоэпилептического препарата определяет судьбу пациента.

Сегодня фармакотерапия эпилепсии сопровождается полным устранением заболевания у 30 % больных, а еще у 30 % возникает ремиссия, то есть проявления отсутствуют в течение пяти лет. В остальных (20-30 %) наблюдаются проявления заболевания и у 25 % из них - прогрессивного характера. У 10-15 % больных эпилепсией при первичном обращении нет эффекта фармакотерапии. Согласно данным ВОЗ, более 75 % из 40 млн больных эпилепсией не получают адекватного лечения вследствие развития фармакорезистентности или нежелательных эффектов. От общей численности больных эпилепсией в мире это составляет 8-12 млн больных.

Современный фармакологический контроль проявлений, как неврозоподобных функциональных расстройств деятельности нервной системы, так и тяжелых поражений деятельности мозга, таких как эпилепсия не является достаточным. Одним из важнейших классов препаратов, профиль нейрофармакологической эффектов которых соответствует широкому спектру общих патогенетических механизмов возникновения и развития нарушений эмоционального поведения, патологического усиления возбудимости нервной системы, типичные транквилизаторы - бензодиазепины. Влияние данной группы на возбудимость структур головного мозга реализуется благодаря тесному действию на таламокортикальные нейроны и анализу их механизмов противоэпилептических свойств, что имеет значение в отношении формирования к ним толерантности, как модели своеобразной фармакологической резистентности эпилептического синдрома. Данные препараты имеют показания к применению в условиях возникновения наиболее тяжелого по выразительности превалирование патологического возбуждения, которым является эпилептический статус.

Исследование фармакологических свойств нейротропных препаратов позволяет осуществлять эффективный поиск активных веществ, которые избирательно способны устранять нарушения присущие наиболее распространенным нейропатологическим синдромам.

В этом плане представляет значительный интерес биологически активное вещество из производных пептидамидобензофенона (ПАБФ) 2-М-карбобензилглицил-глициламидо-5-бромбензофенон. Класс ПАБФ является пролекарством, синтезированными как предшественники типичных (1,4-бензодиазепиновых) транквилизаторов с целью оптимизации фармакологических свойств последних (пролонгации транквилизирующего действия, уменьшение побочных эффектов и др.). Установлено, что данное соединение отличается от других производных ПАБФ тем, что имеет «мягкий», но длительный противосудорожный эффект. Такой профиль фармакологической активности антиконвульсанта особенно важен при лечении больных хронической патологии. Поэтому, с целью оптимизации фармакотерапии, нерешенным остается вопрос исследования данного производного ПАБФ относительно проявлений хронических нарушений поведения и сна.

Модель хронической эпилептизации мозга, которая воспроизводится путем киндлингових воздействий епилептогенов сопровождается возникновением и развитием характерных межприступных поведенческих расстройств, которые являются экспериментальными эквивалентами соответствующих нарушений у больных эпилепсией. Установлено, что влияние коразола в режиме воспроизведения киндлингового синдрома связано с активированием процессов перекисного окисления липидов, которые вызывают чрезмерную проницаемость мембран нейронов и их патологически повышенную возбудимость. На уровне интегративной деятельности нервной системы киндлинговое применение коразола позволяет последовательно воспроизводить различные. по своему патогенезу. формы эпилептического синдрома. Эпилептогенные эффекты коразола связаны с блокированием хлорного канала рецепторов ГАМК, что вызывает соответствующий дефицит ГАМК- эргического тормозного контроля возбудимости нейронов. Поэтому было целесообразным исследовать особенности поведенческих расстройств киндлингових крыс в условиях применения производного ПАБФ и диазепама.

Одним из известных эффектов бензодиазепинов является способность изменять ход фаз цикла бодрствование - сон. В контексте развития противосудорожного действия производного ПАБФ и диазепама, которое наблюдалось на модели киндлинговой эпилептической активности важны данные о влиянии исследуемых веществ на показатели цикла бодрствование-сон. В частности, эффекты препаратов бензодиазепинового ряда сводятся к увеличению общей продолжительности сна, увеличению представленности поверхностного медленноволного сна на фоне уменьшения продолжительности глубокой, медленноволновой фаз сна, увеличение латентного периода возникновению парадоксального сна с незначительным общим снижением его продолжительности. Поэтому целесообразным было проведение сравнительных исследований влияния производного ПАБФ и препарата сравнения диазепама на характеристики цикла бодрствование - сон у крыс в условиях сформированного коразол-индуцированного киндлинга.

Методы и материалы.

Исследования проводились в условиях хронического эксперимента на 64 половозрелых крысах линии Вистар массой от 180 до 220 г, которые содержались в стандартных общепринятых условиях разведения в виварии Одесского национального медицинского университета (ОНМедУ). Исследования одобрены комиссией ОНМедУ по биоэтическому проведению экспериментов.

Киндлинг у крыс формировали используя ежедневное внутрибрюшинное (в/бр) введение коразола в подпороговой дозе (30,0 мг/кг) в течении 21 суток. Крысам группы контроля осуществляли в/бр введение аналогичного объема физиологического раствора натрия хлорида. Производное ПАБФ применяли в/бр дозами 0,15 и 1,5 мг/кг, препарат сравнения диазепам в/бр дозами 0,05 и 0,5 мг/кг.

Исследование цикла бодрствование-сон проводилось в одно и то же время суток в течение четырех часов (в основном в период с 12.00 до 16.00 ч). Каждая группа экспериментальных животных состояла из 8 крыс. После размещения животного в клетке с постоянным уровнем искусственного освещения, проводили запись электрокортикограммы (ЭКоГ), которую оценивали каждые 50 с. При обработке полученной информации использовали следующие характеристики цикла бодрствование- сон: общее время поведенческого бодрствования, общую продолжительность сна, абсолютное время продолжительности медленноволнового сна, абсолютное время продолжительности парадоксального сна, латентный период первого эпизода парадоксального сна (ПС) и латентный период засыпания. Оценку фрагментированности парадоксального сна проводили по числу его эпизодов за весь период наблюдения. Кроме того определяли число циклов парадоксальной фазы сна.

Эффекты производного ПАБФ. В условиях применения производного ПАБФ в дозе 0,15 мг/кг, в/бр продолжительность фазы бодрствования у киндлинговых крыс составила 33,2 %, что было на 14,4 % меньше, чем у интактных животных (P > 0,05) и на 3,8 % больше, чем у киндлинговых крыс. Под влиянием препарата в дозе 1,5 мг/кг, в/бр продолжительность фазы бодрствования киндлинговых крыс сокращалась до 30,6 % мин, что было на 21,2 % меньше, чем в группе интактных животных (P < 0,05).

Продолжительность фазы поверхностного медленноволнового сна в условиях применения исследуемого биологически активного вещества (БАВ) в дозе 0,15 мг/кг, в/бр составила 32,8 % общей длительности наблюдения, что в 1,67 раза превышало аналогичный показатель в группе интактных животных (P < 0,05) и на 5,3 % - показатель, зарегистрированный у киндлинговых крыс (P > 0,05).

Глубокий медленноволновой сон составлял 25,0 и 33,4 % от общей продолжительности наблюдения киндлинговых животных после применения ПАБФ соответственно в дозах 0,15 и 1,5 мг/кг, в/бр. Эти показатели не имели достоверных отличий от таковых в группах интактных крыс и киндлинговых животных без лечения (P > 0,05) (рис. 1).

Под влиянием производного ПАБФ в дозе 0,15 мг/кг, в/бр отмечалось возрастание представленности ПС - до 12,5 %, что на 5,5 % превышало соответствующий показатель в группе киндлинговых крыс без лечения (P < 0,05) и при этом не отличалось от аналогичного показателя в группе интактных крыс. В условиях применения большей дозы (1,5 мг/кг, в/бр) продолжительность ПС составила 10,1 %, что не отличалось от соответствующих показателей в других группах (P>0,05) (рис. 1).

Латентный период засыпания крыс со сформированным киндлингом в условиях применения исследуемого БАВ в дозе 0,15 мг/кг, в/бр составил 20,0 + 2,3 мин, что было меньше, чем в группе интактных крыс на 24,3 % (P > 0,05). Латентный период развития ПС также был меньшим, чем в группе интактных животных на 40,5 % (P < 0,05). При этом данный показатель уменьшался в сравнении с таковым в группе киндлинговых крыс без лечения на 7,8 %. Число циклов ПС составило 15,7 + 1,8, что на 16,4 % было меньше в сравнении с аналогичным показателем в группе киндлинговых крыс без лечения (P > 0,05).

Под влиянием производного ПАБФ в дозе 1,5 мг/кг, в/бр латентный период засыпания киндлингових крыс сокращался до 17,4 + 1,6 мин, что было в 1,52 раза меньше, чем в группе интактных животных (P < 0,05). Латентный период развития ПС также уменьшался - в 1,85 раза (P < 0,05). При этом оба показателя уменьшались по сравнению с таковым в группе киндлинговых животных соответственно на 10,8 и на 16,3 % (P > 0,05). Число циклов парадоксальной фазы сна составил 14,6 + 1,6, что было больше, чем в группе интактных крыс (на 20,7 %, P < 0,05) и меньше, чем у киндлинговых крыс при отсутствии лечения (на 20,2 %, P < 0,05) (рис. 2).

Эффекты диазепама. Исследование продолжительности фаз цикла бодрствование - сон у крыс на стадии развившихся проявлений коразолового киндлинга показало, что в этот период продолжительность периода бодрствования составила 32,0 % от общей продолжительности наблюдения, что было достоверно (на 6,8 %) меньше, чем в группе интактных животных (P < 0,05). В условиях применения диазепама в дозе 0,05 мг/кг, в/бр продолжительность бодрствования составила 26,3 %, что было на 5,7 % меньше, чем в группе киндлинговых крыс без лечения (P > 0,05). В условиях применения наибольшей из исследуемых доз диазепама (0,5 мг/кг, в/бр) исследуемый показатель был на 17,5 % меньшим, чем в группе интактных крыс (P < 0,05) и на 10,7 % меньшим, чем у киндлинговых крыс (P < 0,05). Продолжительность фазы поверхностного медленноволнового сна в условиях развившегося киндлинга составила 31,4 % от общей длительности наблюдения животных, что было на 11,8 % больше, чем в группе интактных животных (P < 0,05). В группах киндлинговых крыс, которым применяли диазепам в дозах 0,05 и 0,5 мг/кг, в/бр данный показатель превышал таковой в группе интактных крыс соответственно на 13,9 % и на 15,4 % (P < 0,05).

При этом продолжительность фазы поверхностного медленноволнового сна не имела достоверных отличий в сравнении с аналогичным показателем у киндлинговых животных в отсутствие лечения. Фаза глубокого медленноволнового сна в период сформированных введениями коразола проявлений киндлинга составила 29,6 % от общего периода наблюдения животных, что было на 2,5 % больше, чем у интактных крыс (P > 0,05) (рис. 3).

Под влиянием диазепама в дозе 0,05 мг/кг, в/бр длительность фазы глубокого медленноволнового сна несколько возрастала и превышала таковую в группе интактных крыс на 4,9 % (P > 0,05). В то же время, под влиянием диазепама в дозе 0,5 мг/кг, в/бр продолжительность фазы глубокого медленноволнового сна составляла 39,7 % и превышала соотвествующие показатели в группах интактных и киндлинговых животных соответственно на 12,6 % и на 10,1 % (P < 0,05). В период развившегося киндлинга продолжительность фазы ПС составила 7,0 % от всего периода наблюдения, что в 2,1 раза было меньше, чем у интактных крыс (P < 0,05). На фоне применения диазепама в дозе 0,05 мг/кг, в/бр продолжительность фазы ПС составила 8,2% и достоверно не отличалась от соответствующего показателя как у интактных, так и у киндлинговых животных (P > 0,05). При этом применение диазепама в большей дозе (0,5 мг/кг, в/бр) приводило к сокращению длительности фазы ПС, которая составляла 5,0 % от общей длительности наблюдения и была в 2,9 раза меньшей, чем у интактных крыс (P < 0,05) (рис. 3).

В условиях развившегося коразолового киндлинга латентный период засыпания крыс составил 19,5 + 2,3 мин, что было на 26,1 % меньше, чем в группе интактных крыс. При этом латентный период развития ПС также был достоверно меньшим (на 35,5 %, а число циклов ПС - большим на 51,2 % (P < 0,05).

Применение диазепама в дозе 0,05 мг/кг, в/бр сопровождалось уменьшением латентного периода развития сна - до 17,0 + 2,4 мин, что было меньше, чем у киндлинговых крыс без лечения на 12,8 %. Латентный период ПС уменьшался на 10,6 %, а число циклов ПС снижалось на 14,8 % в сравнении с соответствующими показателями у киндлинговых крыс. Причем, число циклов ПС в этих условиях не имело достоверных различий с аналогичным показателем в группе интактных крыс (P > 0,05) (рис. 4).

Под влиянием диазепама в дозе 0,5 мг/кг, в/бр латентный период засыпания сокращался до 15,3 + 1,9 мин, что было в 1,72 раза меньше соответствующего показателя в группе интактных крыс.

Латентный период развития ПС уменьшался до 24,5 + 2,7 мин, что было в 2,02 раза меньше, чем у интактных крыс и в 1,31- в сравнении с покзателем в группе киндлинговых животных (P < 0,05). Число циклов ПС также снижалось до 13,7 + 1,9, что было больше чем в группе интактных крыс на 13,2 % и меньше, чем в группе киндлинговых животных на 25,1 % (P > 0,05) (рис. 4).

Обсуждение. Полученные результаты показали, что в период сформированного коразол- провоцированного киндлинга производного ПАБФ не оказывает выраженного влияния на продолжительность периодов бодрствования, поверхностного и глубокого медленноволнового сна, а также увеличивает представленность парадоксальной фазы сна в дозе 0,15 мг/кг - до 12,5 % от общей длительности цикла, что на 5,5 % превышало таковую у киндлинговых крыс. В то же время, в дозе 1,5 мг/кг общая длительность ПС составила 10,1 %. Результаты указывают на то, что в фазу сформированного коразол-индуцированного киндлинга производное ПАБФ в наибольшей из исследованных доз (1,5 мг/кг) вызывает уменьшение латентного периода засыпания (в 1,52 раз в сравнении с интаткными крысами), некоторое сокращение латентного периода ПС (в 1,85 раз в сравнении с интактными крысами) и уменьшало его фрагментированность на 20,2 % в сравнении с киндлинговыми крысами. Причем, указанные показатели изменялись недостверно в сравнении с группой киндлинговых крыс, а показатель фрагментированности недостоверно (на 20,7 %) превышал таковую у интактных животных.

Оценка сравнительной эффективности диазепама и производного ПАБФ в отношении показателей нарушений со стороны цикла бодрствование - сон на стадии развившегося киндлингового судорожного синдрома показало, что в наибольших из исслдеованных доз препаратов диазепам вызывал сокращение латентного периода сна, который был в 1,72 большим, чем у интаткных крыс, сокращал латентный период ПС в 2,02 раза в сравнении с интактными крысами. Число циклов ПС редуцировалось на 25,1 %, хотя общая длительность ПС не изменялась. В то же время латентный период засыпания под влиянием производного ПАБФ в наибольшей из исследованных доз (1,5 мг/кг) сокращался в меньшей мере и превышал таковой у интактных крыс в 1,52 раза, а латентный период в 1,82 раза. Длительность фазы ПС возрастала до 12,5 % от общей длительности цикла (0,15 мг/кг) и число циклов незначительно редуцировалось.

Таким образом, полученные результаты показали, что на стадии развившегося коразолового киндлинга у крыс отмечается сокращение периода бодрствования (на 6,8 % в сравнении с интактными животными), удлинение фазы поверхностного медленноволнового (на 11,8 %), а также сокращение парадоксального сна - до 7,0 % от общей продолжителности цикла. Диазепам в этих условиях вызывал доза - зависимое снижение длительности бодрствования, которое достигало различий в 17,5 % в сравнении с интактными крысами (доза препарата 0,5 мг/кг), увеличение продолжительности поверхностного (в обеих применявшихся дозах - на 13,9 % и на 15,4 % в сравнении с интактными крысами) и глубокого медленноволнового сна (в дозе 0,5 мг/кг - на 12,6 %) а также снижение длительности ПС в дозе 0,5 мг/кг- до 5,0 % от общей длительности цикла, что было меньше в 2,9 раз, чем у интактных крыс.

Также в условиях сформированного коразолового киндлинга у экспериментальных животных отмечается сокращение латентного периода засыпания - на 26,1 % в сравнении с интактными крысами при снижении латентного периода на 35,5 % и увеличении числа циклов ПС на 51,2 %. Применение диазепама вызывало доза - зависимое сокращение латентного периода засыпания, достигавшее 1,72 раз а в сравнении с интактными крысами при введении максимальной дозы препарата (0,5 мг/кг). При этом латентный период ПС был меньшим, чем у интактных крыс в 2,02 раз, а число циклов ПС оставалось большим, чем у интактных крыс на 13,2 % хотя и оставалось на 25,1 % меньшим, чем у киндлинговых крыс (P > 0,05).

В целом, проведенные исследования позволяют сделать обобщенные выводы сравнительной эффективности диазепама и производного ПАБФ в отношении харакетеристик цикла бодрствование - сон у крыс в условиях сформированного коразол-индуцированного киндлинга. Следует отметить, что влияние диазепама на показатели цикла бодрствование - сон являются классическими и сводятся к увеличению выраженности поверхностного медленноволного сна на фоне уменьшения продолжительности парадоксальной фазы сна и увеличение его фрагментированности.

Выводы. Менее выразительное ПАБФ-индуцированное сокращение латентной фазы засыпания и возникновение парадоксального сна может свидетельствовать в пользу менее выразительных седативных эффектов производного ПАБФ по сравнению с диазепамом.

Ввиду возможных нейромедиаторных и функциональных механизмов, которые индуцированы применением бензодиазепинов, можно предположить, что развитие противоэпилептического действия исследуемых веществ в значительной степени связано с нормализацией цикла бодрствование - сон. Особенно это может касаться восстановления киндлинг - вызванных нарушений парадоксальной фазы сна, как таковой, что обусловливает восстановление возбудимости мозга в условиях формирования эпилептического синдрома. Подобное свойство является более присущим для производного ПАБФ посравнению с диазепамом, который, особенно в высоких дозах вызывает, наоборот, снижение продолжительности и повышает фрагментированность парадоксальной фазы сна.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Годлевский Л.С. Моделирование и механизмы подавления экспериментального эпилептического синдрома / Годлевский Л.С., Коболев Е.В., Мустяца В.Ф., Дроздова Г.А. - Одесса : Книжная фабрика, 2010. - 352 с.
2. Годлевский Л.С. Стимуляция мозга: механизмы прекращения судорожной активности / Л.С. Годлевский, Е.В. Коболев, И.В. Смирнов // - Одесса: Нетун Технология. - 2006. - 183 с.
3. Зенков Л.Р. Клиническая энцефалография с элементами эпилептологии / Л.Р. Зенков — М.: Медпресс- информ, 2004. — 368 с.
4. Евтушенко С.К. Материалы украинской научно-практической конференции «Функциональная диагностика в неврологии» (г. Харьков, 22-23 сентября 2011 года) / С.К. Евтушенко, Е.П. Шестова, Е.А. Савченко // Международный неврологический журнал. — 2011. — № 5(43). — С. 14-16.
5. Шандра А.А. Киндлинг и эпилептическая активность / А.А. Шандра, Л.С. Годлевский, А..И. Брусенцов // - Астропринт: Одесса, 1999. - 270 с.
6. Detection of electrographic seizures with continuous EEG monitoring in critically ill patients / Claassen J., Mayer S. A., Kowalski R. G., Emerson R. G., Hirsch L. J. // Neurology. May 25 2004. - № 62(10) - Р. 17431748.
7. Discovery and Preclinical Development of Antiepileptic Drugs. In: Levy R. H., Mattson R. H., Meldrum B. S., Perucca E., editors / White S. H., Woodhead J. H., Wilcox K. S., Stables J. P., Kupferberg H. J., Wolf H. H. // Antiepileptic Drugs. 5th ed Lippincott Williams and Wilkins; Philadelphia: 2002. - Р. 36-48.
8. D-23129: a new anticonvulsant with a broad spectrum activity in animal models of epileptic seizures // Rostock
9. A., Tober C., Rundfeldt C. Et al. - Epilepsy Res. - 1996. - Vol. 23. - P. 211- 223.
10. Ebert B. Treating insomnia: current and investigational pharmacological approaches / Ebert B., Wafford K. A., Deacon S. // Pharmacol Ther. 2006. - № 112 - Р. 612-629.
11. Kwan P, Arzimanoglou A, Berg AT, et al. Definition of drug resistant epilepsy: consensus proposal by the ad hoc Task Force of the ILAE Commission on Therapeutic Strategies. Epilepsia 2010; 51(6):1069-1077.
12. Neligan A, Bell GS, Elsayed M, et al. Treatment changes in a cohort of people with apparently drug-resistant epilepsy: an extended follow-up. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2012;83(8):810-813.