Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,118

NEUROPROTECTIVE EFFECTS OF METHYL ETHER OF FENIBUT AND ITS DERIVATIVES UNDER CORRECTION OF PSYCHONEUROLOGICAL MALFUNCTIONS CAUSED BY CONVULSIVE PATHOLOGY

Bagmetova V.V. 1 Tyurenkov I.N. 1 Borodkina L.E. 1 Berestovitskaya V.M. 2 Vasilyeva O.S. 2
1 Volgograd state medical university
2 Russian state pedagogical university in the name of A.I. Gertsen
Выполнено изучение нейропротекторных эффектов метилового эфира фенибута и его композиций с органическими карбоновыми кислотами – щавелевой, янтарной, никотиновой, яблочной, глутаминовой и лимонной ‒ при судорожном повреждении головного мозга с использованием моделей первично-генерализованной эпилепсии: электроконвульсивный шок и максимальный электрошок. Метиловый эфир фенибута и его композиции с янтарной > лимонной > никотиновой кислотами оказывают выраженное нейропротекторное, ноотропное и противосудорожное действие на моделях судорог, вызванных электрошоком: уменьшают постсудорожные нарушения локомоторного, исследовательского поведения и когнитивных функций, а также выраженность судорожного синдрома. Композиция мефебута с лимонной и, в большей степени, с янтарной кислотой превосходят по нейропротекторной активности исходное вещество, а также композиции с никотиновой, яблочной, щавелевой и глутаминовой кислотами.
There was accomplished the study of neuroprotective effects of methyl ether of fenibut and its compositions with organic carboxylic acids – oxalic, succinic, nicotinic, malic, glutamic and citric – in conditions of convulsive damage of brain assisted by the models of primarily generalized epilepsy: electroconvulsive shock and electric shock. Methyl ether of fenibut and its compositions with succinic > citric > nicotinic acids show apparent neuroprotective, nootropic and anticonvulsant effect on models of convulsions caused by electric shock: they reduce postconvulsive disorders of locomotor, exploratory behavior and cognitive functions as well as the intensity of convulsive disorder. The composition of mefebut with citric and, to a greater extent, with succinic acid, surpass the base substance and the compositions with nicotinic, malic, oxalic and glutamic acids, in neuroprotective activity.
fenibut
methyl ether of fenibut
GABA derivatives
neuroprotective activity
anticonvulsant action
nootropic properties
1. Bagmetova V.V., Borodkina L.E., Tyurenkov I.N. et.al. Fundamental’nye issledovanija, 2011, no. 10 (3), pp. 467–471.
2. Bagmetova V.V., Krivitskaja A.N., Tyurenkov I.N. et.al. Fundamental’nye issledovanija, 2012, no. (2), pp. 243–246.
3. Borodkina L.E., Bagmetova V.V., Tyurenkov I.N., Jeksperimental’naja i klinicheskaja farmakologija, 2007, Vol. 70, no. 4, pp. 44–58.
4. Voronina T.A., Seredenin S.B. Jeksperimental’naja i klinicheskaja farmakologija, 2007, Vol. 70, no. 4, pp. 44–58.
5. Kovalev D.G., Bugaeva L.I., Ozerov A.A. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo medicinskogo universiteta, 2010, no. 4 (36), pp. 15-17.
6. Mirzojan R.S., Jeksperimental’naja i klinicheskaja farmakologija, 2003, Vol. 66, no. 2, pp. 53–56.
7. Perfilova V.N., Ostrovskij O.V., Verovskij V.E. et.al. Bjulleten’ jeksperimental’noj biologii i mediciny, 2007, Vol. 143, no. 3, pp. 312–314.
8. Perfilova V.N., Ivanova L.B., Karamysheva V.I., Borodin D.D., Jeksperimental’naja i klinicheskaja farmakologija, 2012, Vol. 75, no 3. рр. 18–20.
9. Rukovodstvo po jeksperimental’nomu (doklinicheskomu) izucheniju novyh farmakologicheskih veshhestv (Pod red. R.U. Habrieva). M.: OAO «Izdatel’stvo «Medicina», 2005, 832 p.
10. Tyurenkov I.N., Borodkina L.E., Voronkov A.V. , Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo medicinskogo universiteta, 2004, no. 11, pp. 24–26.
11. Tyurenkov I.N., Bagmetov M.N., Epishina V.V., Jeksperimental’naja i klinicheskaja farmakologija, 2007, Vol. 70, no. 2, pp. 24–29.
12. Tyurenkov I.N., Bagmetova V.V., Krivitskaja A.N. et.al. Jeksperimental’naja i klinicheskaja farmakologija, 2011, Vol. 74, no.2, pp. 3–7.
13. Tyurenkov I.N., Borodkina L.E., Bagmetova V.V. Bjulleten’ jeksperimental’noj biologii i mediciny, 2012, Vol. 153, no. 5, pp. 667–670.
14. Jasnetcov V.V. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo medicinskogo universiteta, 2007, no. 4, pp. 46–48.

Поиск эффективных и безопасных препаратов с нейропротекторным действием остается одной из приоритетных проблем современной нейропсихофармакологии [4, 6, 10, 14]. Внимание химиков и фармакологов привлекают естественные метаболиты нервной системы и их аналоги, обладающие высокой физиологической активностью и низкой токсичностью, способные стимулировать процессы нейропластичности, повышать функциональные резервы мозга, компенсировать патологические изменения, вызванные нейродеструкцией [4, 5, 6, 7, 10]. Особое место среди них занимает гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) и ее производные, которые проявляют высокую нейропротекторную активность [4, 6, 11] – пикамилон [6], пирацетам [6, 11], фенибут [2, 7, 8, 12], фенотропил [3, 11], баклофен [14] и др. Одним из путей повышения терапевтического потенциала известных препаратов является разработка их солей и композиций с органическими кислотами [2, 3, 6, 7, 8, 10, 12]. Фармакологами Волгоградского государственного медицинского университета совместно с химиками Российского государственного педагогического университета (РГПУ) им. А.И. Герцена получен новый структурный аналог ГАМК ‒ метиловый эфир фенибута (метилового эфира 4-амино-3-фенил-бутановой кислоты гидрохлорид, МЭФ, мефебут), обладающий выраженными ноотропными, нейропротекторными, противосудорожными, антигипертензивными и актопротекторными свойствами [1]. Учитывая то, что органические метаболически активные кислоты потенцируют эффекты структурных аналогов ГАМК – фенибута, фенотропила и др. [2, 3, 8, 10, 12, 13] с целью возможного повышения терапевтического потенциала МЭФ разработаны его композиции с щавелевой, янтарной, никотиновой, яблочной, глутаминовой, лимонной кислотами.

Цель исследования: изучение нейропротекторных эффектов метилового эфира фенибута и его композиций с органическими кислотами при судорожной патологии.

Материалы и методы исследования

Эксперименты выполнены на белых беспородных крысах-самцах (200–240 г), содержавшихся в стандартных условиях вивария. Исследование проведено в соответствии с ГОСТ Р-53434-2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики», Приказом МЗ и СР РФ от 23.08.2010 № 708Н «Об утверждении правил лабораторной практики».

Для изучения нейропротекторной активности МЭФ и его композиций использовали модели первично-генерализованной эпилепсии:

1) модель электроконвульсивного шока (ЭКШ) (50 Гц, 20 мА, 0,5 с) [9]. Противосудорожное действие оценивали визуально по 5-балльной шкале [9]; нейропротекторное – по влиянию на психоневрологический статус животных, подвергшихся ЭКШ в тестах: «Открытое поле» (ОП) [9], «Условная реакция пассивного избегания» (УРПИ), «Экстраполяционного избавления» (ТЭИ) [9]. Выработка рефлексов избегания в тестах УРПИ и ТЭИ проводилась за 24 часа до ЭКШ, проверка выработки рефлексов – за 2 часа до ЭКШ, проверка сохранности рефлексов – через 24 часа после ЭКШ. Тест ОП выполнялся непосредственно перед ЭКШ (через 30 минут после введения веществ) и в интервале 2–3 часа после.

2) модель максимального электрошока (МЭШ) (50 Гц, 150 мА, 0,2 с) [9]. Противосудорожный эффект МЭФ и его композиций оценивали по влиянию на длительность клонической и тонической фаз, а также общую продолжительность судорог [13]. О нейропротекторном действии судили по способности сокращать количество летальных исходов и продолжительность комы после МЭШ, а также время до восстановления у животных спонтанной двигательной активности после МЭШ.

Субстанция МЭФ и композиции МЭФ (в соотношении МЭФ:карбоновая кислота 1:1) получены на кафедре органической химии РГПУ им. А.И. Герцена (Санкт-Петербург, Россия). МЭФ и композиции вводились в 0,9 % растворе NaCl однократно внутрибрюшинно за 30 мин до электрошока в эквимолярных количествах – в дозах, составляющих 1/10 от молекулярной массы: МЭФ – 23 мг/кг, композиции МЭФ: I (композиция МЭФ и щавелевой кислоты) – 32 мг/кг, II (композиция МЭФ и янтарной кислоты) – 35 мг/кг, III (композиция МЭФ и никотиновой кислоты) – 35 мг/кг, IV (композиция МЭФ и яблочной кислоты) – 36 мг/кг, V (композиция МЭФ и глутаминовой кислоты) – 38 мг/кг, VI (композиция МЭФ и лимонной кислоты) – 42 мг/кг. Контрольные животные получали физиологический раствор в эквивалентном объеме. Статистическая обработка результатов исследования: ранговый однофакторный анализ Крускала‒Уоллиса, критерии Ньюмена‒Кейлса, χ2.

Результаты исследования и их обсуждение

ЭКШ вызывал у животных группы контроль + ЭКШ развитие поведенческого дефицита, проявлявшегося в угнетении интегральных показателей общесоматического статуса – локомоторной (рис. 1,а) и исследовательской активности в ОП (рис. 1,б). У контрольных животных, подвергшихся ЭКШ, отмечался когнитивный дефицит: нарушение воспроизведения условных рефлексов в тестах УРПИ (уменьшение латентного периода (ЛП) первого захода в темный отсек) (рис. 1,в) и ТЭИ (увеличение ЛП подныривания) (рис. 1,г).

В ОП у животных, получавших композиции II > VI > III и МЭФ, отмечались статистически значимо более высокие двигательная и исследовательская активность (рис. 1,а, б), чем у контрольных крыс, перенесших ЭКШ, что можно расценивать как протективное влияние на общесоматический статус животных. Композиции II > VI > I, III и МЭФ уменьшали у животных явления когнитивного дефицита, вызванного ЭКШ – оказывали ноотропное действие: увеличивали ЛП первого захода в темный отсек в УРПИ и уменьшали ЛП подныривания в ТЭИ при воспроизведениях рефлексов после ЭКШ (рис. 1,в, г).

Перечисленные факты свидетельствуют о протективном влиянии МЭФ и его композиций I, III, VI и в большей степени II на психоневрологический и общесоматический статус животных, перенесших генерализованные клонические судороги.

Судороги, вызванные МЭШ, заканчивались развитием комы у животных, летальность в контрольной группе крыс составила 87,5 %, у выживших животных данной группы длительное время после выхода из комы не отмечалось спонтанной двигательной активности. Композиции II > VI и в меньшей степени МЭФ уменьшали длительность комы, а также число летальных исходов и время до восстановления спонтанной двигательной активности у животных, что свидетельствует об их нейропротекторном действии (табл. 1).

Поскольку нейропротекторное действие веществ при судорожной патологии может быть связано с наличием у них способности подавлять судорожный приступ, то есть оказывать противосудорожное действие, далее выполнен анализ противосудорожной активности МЭФ и его композиций. Установлено, что МЭФ, его композиции VI, III и в большей степени II уменьшают интенсивность судорог, вызванных ЭКШ (рис. 2,а); длительность тонической (рис. 2,б) и клонической (рис. 2,в) фаз, а также общую продолжительность МЭШ-индуцированных судорог (рис. 2,г) – оказывают противосудорожное действие, которое, возможно, лежит в основе их нейропротекторного эффекта при судорожном синдроме.

а)pic_1.wmf

б)pic_2.wmf

в)pic_3.wmf

г)pic_4.wmf

Рис. 1. Влияние метилового эфира фенибута и его композиций на психоневрологические нарушения у животных, подвергшихся ЭКШ. Обозначения: К – контроль, М – мефебут; + – p < 0,05 – статистическая значимость различий по сравнению с контрольной группой животных при тестировании до судорог;* – p < 0,05; ** – p < 0,01 –по сравнению со значением показателя аналогичной группы при тестировании до судорог; # – p < 0,05; ## – p < 0,01 – по сравнению с контрольной группой животных, подвергшихся ЭКШ (К + ЭКШ);& – p < 0,05 – по сравнению с группой животных, получавших мефебут (ранговый однофакторный анализ Крускала‒Уоллиса,критерий Ньюмена‒Кейлса)

Влияние метилового эфира фенибута и его композиций на осложнения судорог, вызванных МЭШ и скорость восстановления двигательной активности у животных

Группы

Значения показателей (М ± m)

Длительность комы (время, с)

Количество летальных исходов в группе (%)

ЛПВСДА (время, с)

Контроль + МЭШ

679,24 ± 65,29

87,5 %

1688,72 ± 123,02

Мефебут + МЭШ

532,17 ± 50,11*

50 %**

1288,36 ± 103,25*

I + МЭШ

600,24 ± 63,72

75 %

1412,38 ± 126,32

II + МЭШ

219,38 ± 20,14*#

25 %**##

932,15 ± 90,53**#

III + МЭШ

487,38 ± 50,11*

75 %

1453,21 ± 90,65

IV + МЭШ

596,15 ± 61,22

75 %

1124,35 ± 98,32*

V + МЭШ

612,45 ± 63,24

87,5 %

1179,34 ± 115,63*

VI + МЭШ

365,19 ± 34,50*#

37,5 %**

1060,55 ± 94,14*

n = 8

Обозначения: ЛПВСДА – латентный период до восстановления спонтанной двигательной активности (секунды);* – p < 0,05; ** – p < 0,01 – статистическая значимость различий по сравнению с контрольной группой животных; & – p < 0,05; && – p < 0,01 – по сравнению с группой животных, получавших мефебут (ранговый однофакторный анализ Крускала‒Уоллиса, критерии Ньюмена‒Кейлса, χ2).

pic_5.wmf pic_6.wmf

pic_7.wmf pic_8.wmf

Рис. 2. Влияние метилового эфира фенибута и его композиций на выраженность у животных судорожного синдрома, индуцированного электрошоком. Обозначения: К – контроль, М – мефебут; * – p < 0,05; ** – p < 0,01 – статистическая значимость различий по сравнению с контрольной группой животных; # – p < 0,05; ## – p < 0,01 –по сравнению с группой животных, получавших мефебут (ранговый однофакторный анализ Крускала‒Уоллиса, критерий Ньюмена‒Кейлса)

Заключение

Метиловый эфир фенибута (МЭФ) и его композиции с янтарной > лимонной > никотиновой кислотами оказывают нейропротекторное, ноотропное и противосудорожное действие на моделях судорог, вызванных электрошоком: уменьшают постсудорожные нарушения локомоторного, исследовательского поведения, выраженность когнитивного дефицита и судорожного синдрома. Композиции VI (МЭФ и лимонная кислота) и в большей степени II (МЭФ и янтарная кислота) превосходят по нейропротекторной активности исходное вещество и композиции с никотиновой, яблочной, щавелевой и глутаминовой кислотами

Рецензенты:

Перфилова В.Н., д.б.н., с.н.с. лаборатории сердечно-сосудистых средств, НИИ фармакологии ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Волгоград;

Бугаева Л.И., д.б.н., профессор, заместитель директора НИИ Фармакологии ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России, зав. лабораторией лекарственной безопасности, НИИ фармакологии ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России, г. Волгоград.

Работа поступила в редакцию 14.02.2013.