Влияние афобазола и нимодипина на мозговое кровообращение крыс в условиях глобальной преходящей ишемии

Ключевые слова: модель глобальной преходящей ишемии мозга, мозговое кровообращение, афобазол, нимодипин.

Одним из наиболее эффективных путей фармакологического воздействия при цереброваскулярных расстройствах является стимуляция ГАМК-рецепторов мозга. Применение ГАМК-агонистов при ишемии приводит к устранению дисбаланса между возбуждающими и тормозными процессами и понижению тонуса сосудов мозга, что приводит к улучшению кровоснабжения мозга. В связи с тем, что существуют различия в эффектах препаратов на здоровый  и патологически измененный организм, для расширения наших представлений о патогенезе этих состояний и для  их фармакологической коррекции необходимо моделирование ишемических расстройств мозга.

В настоящее время в литературе  обсуждаются две основные группы экспериментальных моделей, воспроизводящих ишемическое состояние мозга. Первая группа включает в себя моделирование  нарушений кровоснабжения мозга по типу “инсульта”, вызывающих локальное поражение мозга. Ко второй группе относятся нарушения кровоснабжения мозга по типу “остановки сердца”. Они включают в себя модели глобальной ишемии в результате остановки сердца [4, 6], пережатия шейной области животных путем наложения манжетки [5, 7, 9], перевязки или компрессии всех отходящих от сердца артерий [8,10]. Наиболее часто используются модели четырехсосудистой окклюзии (коагуляция позвоночных артерий и временная перевязка общих сонных артерий) [11, 12] и двухсосудистой окклюзии – двусторонняя перевязка общих сонных артерий с одновременной гипотензией [13]. 

Предыдущими исследованиями было выявлено нейропротекторное действие разработанного в Институте фармакологии под руководством академика РАМН С.Б.Середенина селективного анксиолитика афобазола в условиях  локальной ишемии мозга, вызванной окклюзией средней мозговой артерии у крыс [1–3]. Впоследствии нами была выявлена также способность афобазола усиливать микроциркуляцию головного мозга. Причем было установлено, что в реализации цереброваскулярного и нейропротекторного действия афобазола важную роль играет система ГАМК.

 В связи с этим представляло большой интерес исследовать влияние афобазола на другой модели, а именно в условиях глобальной преходящей ишемии мозга.

Препаратом сравнения был выбран нимодипин – антагонист кальция, обладающий выраженной цереброваскулярной активностью.

Материал и методы

Опыты были проведены на 34 наркотизированных (хлоралгидрат 400 мг/кг, внутрибрюшинно) беспородных крысах-самцах массой 250-300 г. Регистрацию локального мозгового кровотока у крыс, перенесших глобальную преходящую ишемию проводили в теменной области коры головного мозга крыс с помощью лазерного допплеровского флоуметра. Одновременно в бедренной артерии определяли уровень артериального давления. Глобальную преходящую ишемию  у крыс вызывали окклюзией с помощью зажимов обеих общих сонных артерий в течение 15 минут и методом кровопускания снижали уровень артериального давления до 40-50 мм рт. ст. Снижение артериального давления необходимо для нарушения функционирования вертебробазилярной системы, которая обеспечивает кровоснабжение жизненно важных центров, расположенных в стволовой области мозга.  Спустя 15 минут удаляли зажимы и кровь реинфузировали. Вещества вводили через 40-45 минут после глобальной преходящей ишемии мозга. Афобазол (5 мг/кг)  и нимодипин (0.03 мг/кг) вводили в бедренную вену. Полученные данные обрабатывали статистически с помощью t-критерия Стьюдента с использованием программы Biostat.

Результаты и обсуждение

В первой серии опытов исследовалось влияние афобазола  (5мг/кг, внутривенно) на локальный мозговой кровоток у крыс, перенесших глобальную преходящую ишемию головного мозга. Опыты показали, что препарат, введенный через 45 минут после ишемии в большинстве экспериментов (7 из 10), вызывал значительное  увеличение локального мозгового кровотока в среднем на 40±9,3% (табл. 1, рис. 1). Цереброваскулярный эффект препарата наблюдался у четырех животных на 10-й минуте после его введения, у двух – на 20-й и у одного – на 40-й минуте.

Таблица 1 

Влияние афобазола (5 мг/кг, в/в) на локальный мозговой кровоток 

(ЛМК) в усл. ед. в условиях глобальной преходящей 

ишемии мозга

Рис. 1. Влияние афобазола (5мг/кг, внутривенно) на локальный мозговой кровоток (ЛМК) в усл.ед.  у крыс, перенесших глобальную преходящую ишемию головного мозга.

Изменения артериального давления под влиянием афобазола в условиях ишемии  также не отличались однородностью: в трех опытах – артериальное давление понижалось на 17 %, в трех – не изменялось, в двух опытах повышалось в среднем на 22 % (табл. 2). В опытах, в которых афобазол  не оказывал существенного влияния на мозговое кровообращение,  уровень артериального давления практически не изменялся. 

Далее в специальной серии опытов для дальнейшей оценки нейропротекторного эффекта афобазола исследовалось влияние препарата на выживаемость крыс в условиях ишемии, вызванной перевязкой общих сонных артерий. Эксперименты показали, что афобазол,  введенный внутрибрюшинно в дозе 5 мг/кг за 30 минут до перевязки общих сонных артерий, значительно повышает выживаемость животных. Если в контроле (n= 10) через 24 часа в результате ишемии мозга погибло 30 % крыс, то под влиянием афобазола (n= 10) выжили все животные.

Таблица 2

Влияние афобазола (5 мг/кг, в/в) на артериальное давление (АД) 

в мм рт. ст. в условиях глобальной преходящей ишемии 

головного мозга

 Таким образом, проведенные эксперименты показали, что афобазол вызывает значительное увеличение мозгового кровотока у крыс, перенесших глобальную преходящую ишемию мозга. Вместе с тем афобазол повышает выживаемость животных в условиях ишемии, вызванной окклюзией общих сонных артерий.

Далее исследовалось влияние нимодипина на локальный мозговой кровоток в условиях глобальной преходящей ишемии головного мозга. Эксперименты показали, что нимодипин (0.03мг/кг, в/в) у животных после глобальной преходящей ишемии головного мозга усиливает микроциркуляцию в среднем на 37±11,9 (n=7) (рис. 2, табл. 3).

Усиление кровоснабжения ишемизированного мозга отмечалось во всех без исключения опытах. В 4 случаях максимальное увеличение локального кровотока наблюдалось через 10 минут после введения препарата. В остальных – увеличение церебральной гемодинамики отмечалось на 30-40-й минутах наблюдения. На фоне ишемического поражения мозга нимодипин в меньшей степени снижал уровень артериального давления. Можно полагать, что это обстоятельство лежит в основе однонаправленных изменений церебральной гемодинамики под влиянием нимодипина в условиях ишемии мозга.

Таблица 3

Влияние нимодипина (0.03 мг/кг, в/в) на локальный мозговой кровоток 

(в усл. ед.) у крыс после глобальной преходящей ишемии 

головного мозга

 Рис. 2. Влияние нимодипина на кровоснабжение интактного и ишемизированного мозга крыс

Таким образом, агонист ГАМК – афобазол обладает избирательной выраженной цереброваскулярной активностью именно в условиях глобальной преходящей ишемии головного мозга. Антагонист кальция нимодипин таким избирательным действием не обладает, так как в одинаковой степени улучшает кровоснабжение интактного и ишемизированного мозга. Полученные данные, указывающие на эту характерную особенность препарата с ГАМК-ергическим механизмом действия, свидетельствуют о важной роли цереброваскулярного компонента в реализации нейропротекторного эффекта в условиях ишемического поражения мозга агонистов ГАМК. 

Литература

1. Баласанян М.Г. Изучение роли оксида азота в механизмах нейропротекторного и анксиолитического  действия афобазола в сравнительном аспекте. Дис. ... докт. фарм. наук, Ереван, 2003.
2. Топчян А.В. Фармакологическая коррекция кровоснабжения и функционального состояния мозга при его локальном ишемическом поражении.  Дис. ... докт. мед. наук, М.,1998.
3. Топчян А.В., Мирзоян Р.С., Баласанян М.Г. Локальная ишемия мозга крыс, вызванная перевязкой средней мозговой артерии.  Эксперим. и клин. фармакол., 1996, т. 59, 5, с. 62-64.
4. Crumrine R.C., Lamanna J.C. Regional cerebral metabolites, blood flow, plasma volume, and mean transit time in total cerebral ischemia in the rat, Blood Flow Metab., 1991,  11, p. 272-282. 
5. Dietrich W.D., Busto R., Valdes I.,  Loor Y. Effects of normothermic versus mild hyperthermic forebrain ischemia in rats,  Blood Flow Metab., 1987,7, p. 300-308.  
6. Ekholm A., Asplund B.  Siesjo B.K. Perturbation of cellular energy state in complete ischemia: relationship to dissipative ion fluxes, Brain Res., 1992, 90, p. 47-53.
7. Eleff S.M., Maruki Y., Monsein L.H., Traystman R.J., Bryan R.N.,  Koehler R.C. Sodium, ATP and intracellular pH transients during reversible compression ischemia of dog cerebrum, Stroke, 1991, 22, p. 233-241.       
8. Kawai K., Nitecka L., Joo F., Saito N., Klasto I. Global cerebral ischemia associated with cardiac arrest in the rat,  Blood Flow Metab., 1992, 12p. 238-249.
9. Ljunggren B., Schutz H., Siesjo B.K. Changes in energy state and acid-base parameters of the rat brain during complete compression ischemia, Brain Res., 1974, 73, p. 277-289.
10. Pluta R., Lossinsky A.S., Mossakowski M.J., Faso L., Wisniewski H.M. Reassessment of a new model of complete cerebral ischemia in rats, Acta Neuropathol., 1991, 83, p. 1-11.
11. Pulsinelli W.A. and Brierly J.B. A new model of bilateral hemispheric ischemia in the unanaesthetized rat,  Stroke, 1979, 10, p. 267-272.
12. Pulsinelli W.A., Buchan A.M. The four-vessel occlusion rat model: method for complete occlusion of vertebral arteries and control of collateral circulation, Stroke, 1988, 19, p. 913-914. 
13. Smith M.-L., Bendek G., Dahlgren N., Rosen I., Wieloch T.,  Siesjo B.K. Models for studying long-term recovery following forebrain ischemia in the rat, Neurol. Scand., 1984, 69, p. 385-401.

Вопросы, ответы, комментарии