Катехоламінергічні механізми знеболюючої дії неопіоїдних анальгетиків

Размещено на http://www.allbest.ru/

АКАДЕМІЯ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФАРМАКОЛОГІЇ ТА ТОКСИКОЛОГІЇ

УДК: 615.212; 615.217.2; 616.8 - 009.7; 615.015.11

14.03.05 - фармакологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

Катехоламінергічні механізми знеболюючої дії неопіоїдних анальгетиків

Шатиркіна Тетяна Володимирівна

Київ - 2002



Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті фармакології та токсикології АМН України.

Науковий керівник доктор медичних наук Бухтіарова Тетяна Анатоліївна, Інститут фармакології та токсикології АМН України, головний науковий співробітник відділу фармакології протизапальних та анальгезуючих засобів.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, Літвінова Надія Володимирівна, Інститут фармакології та токсикології АМН України, головний науковий співробітник відділу біохімічної фармакології;

доктор медичних наук, Безверха Інна Степанівна, Інститут геронтології АМН України, завідувач лабораторії геріатричної фармакології.

Провідна установа:

Одеський державний медичний університет, кафедра загальної та клінічної фармакології, МОЗ України, м. Одеса.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фармакології та токсикології АМН України за адресою: 03057, м. Київ, вул. Е. Потьє, 14.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат біологічних наук Данова І.В.



Загальна характеристика роботи

Актуальність проблеми. Проблема регуляції больової чутливості стає все більш актуальною, займає одне з центральних місць в сучасній біології та медицині, а також є предметом широких міждисциплінарних досліджень (А.М. Вейн, Т.Г. Вознесенская, 1997 и др.). З кожним роком інтерес до цієї проблеми зростає у зв'язку з підвищенням контингенту людей, які страждають різними больовими синдромами (De Galon, Hueto P., 1989; В.А. Михайлович, Ю.Д. Игнатов, 1990 и др.).

Для боротьби з болем, поряд з хірургічними та іншими методами лікування, широко використовуються анальгезуючі препарати різних фармакологічних груп (Д.Р. Лоуренс, П.Н. Бенитт, 1993; М.Д. Машковский, 1997). Серед них центральне місце займають опіоїдні та неопіоїдні анальгетики. Однак, відомі анальгетики не цілком задовольняють запити сучасної клініки внаслідок властивих їм недоліків, таких як ульцерогенна дія, гемо-, гепато-, нефротоксичність, недостатній анальгетичний ефект. У зв'язку з цим, в усьому світі проводяться широкомасштабні дослідження по створенню нових підходів до фармакотерапії больових синдромів на основі більш детального вивчення механізмів регуляції больової чутливості, пошуку нових анальгетиків.

Згідно даних літератури, механізми формування болю та обезболювання в кожному конкретному випадку забезпечуються та реалізуються вибірковими і специфічними нейрохімічними і нейрофізіологічними механізмами. Суттєва роль в механізмах формування болю належить ноцицептивній та ендогенній антиноцицептивній системам, взаємодія між якими забезпечує регуляцію больової чутливості. Серед ендогенних антиноцицептивних систем важливе місце займає катехоламінергічна. Визначена роль центральних і периферичних катехоламінергічних механізмів у регуляції больової чутливості при деяких видах ноцицептивної стимуляції, стресанальгезії, акупунктурі та дії морфіну (Е.О. Брагин с соавт., 1991).

Щодо неопіоїдних анальгетиків, то існуючі поодинокі несистематизовані дані не дозволяють зробити однозначний висновок про участь катехоламінергічних механізмів у реалізації аналгетичної дії препаратів даної фармакологічної групи. Вирішенню саме цього питання і присвячена дана робота.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано у відділі протизапальних та анальгезуючих засобів Інституту фармакології та токсикології АМН України згідно планів науково-дослідних робіт АМНУ на теми: “Порівняльне вивчення гуморальних (нейромедіаторні, імунні) механізмів дії неопіатних анальгетиків”, номер держреєстрації - №0196U003199, “Охарактеризувати активні центри активних сполук, біолігандів, знайти залежності фармакологічної активності від електронних, геометричних і енергетичних характеристик молекул та їх сукупностей”, номер держреєстрації - №0100U000294.

Мета роботи та завдання дослідження. Метою роботи було дослідження участі катехоламінергічних систем у формуванні експериментальних больових синдромів та реалізації антиноцицептивної дії неопіоїдних анальгетиків (амізон, парацетамол, мефенамінат натрію). Для досягнення вказаної мети були поставлені такі завдання:

Співставити анальгезуючу активність амізону, парацетамолу та мефенамінату натрію на різних моделях ноцицептивної стимуляціїї.

Проаналізувати участь катехоламінергічних систем у формуванні вісцерального больового синдрому і дії амізону, парацетамолу та мефенамінату натрію.

Дослідити рівень катехоламінів у гіпоталамусі та крові у тварин з експериментальним больовим синдромом при запаленні, периферичній мононейропатії та вплив амізону на ці показники.

За допомогою квантово-хімічного аналізу охарактеризувати можливість та особливості міжмолекулярної взаємодії нейромедіаторів з вибраними неопіоїдними анальгетиками.

Об'єкт дослідження - неопіоїдні анальгетики з різним рівнем анальгезуючого ефекту (амізон, парацетамол, мефенамінат натрію), фармакологічні аналізатори адрен- та дофамінергічної систем, експериментальні тварини.

Предмет дослідження - катехоламінергічні механізми регуляції больової чутливості при запаленні, периферичній мононейропатії та дії неопіоїдних анальгетиків.

Методи дослідження - патофізіологічні (моделювання вісцерального больового синдрому, механічного больового подразнення, а також больових синдромів при запаленні, периферичній мононейропатії), біохімічні (дослідження рівня катехоламінів у гіпоталамусі та крові за допомогою високоефективної рідинної хроматографії), фармакологічні (фармакологічний аналіз за допомогою аналізаторів функціонального стану адрен- та дофамінамінергічної систем), математичні, квантово-хімічні (за допомогою пакета комп'ютерних програм “Hyper Chem”) методи досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів. В результаті проведення патофізіологічних і фармакологічних досліджень вперше виявлено, що у формуванні вісцерального больового синдрому приймають участь переважно центральні 2-адренорецептори, 2-адренорецептори, D2-дофамінові рецептори.

Показано, що в реалізації знеболюючої дії амізону, мефенамінату натрію та в меншому ступені парацетамолу при больовому синдромі беруть участь 2- і -адренорецептори, відповідно стимуляція та блокада яких супроводжується посиленням анальгезуючої дії даних анальгетиків.

Вперше встановлено, що амізон підвищує функціональну активність адренергічної та знижує функціонування дофамінергічної систем, при цьому існує залежність між анальгезуючою активністю даного препарату та його впливом на рівень нейромедіаторів.

За допомогою квантово-хімічних розрахунків доведена можливість утворення міжмолекулярних комплексів амізону, парацетамолу, мефенамінат- та диклофенак-аніону з адреналіном, норадреналіном, дофаміном.

Практичне значення одержаних результатів. Результати проведених досліджень розширюють уявлення про механізми дії неопіоїдних анальгетиків, зокрема при больовому синдромі, що може бути використано для оптимізації їх застосування або раціонального комбінування з іншими препаратами в клінічній практиці.

Отримані дані про лікарську взаємодію неопіоїдних анальгетиків з фармакологічними аналізаторами обгрунтовують новий підхід до пошуку засобів фармакологічної корекції болю.

Матеріали дисертаційної роботи впроваджено в навчальний процес кафедр фармакології Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця, Івано-Франківської державної медичної академії, Луганського державного медичного університету, Вінницького державного медичного університету ім. М.І. Пирогова.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто проведено патентно-інформаційний пошук, аналіз даних літератури за темою дисертації, опрацьовані моделі, згідно з якими особисто виконано експериментальні дослідження, здійснено статистичну обробку одержаних даних та оформлення їх у вигляді таблиць і графіків. Проаналізовано результати досліджень, сформульовано висновки роботи, опубліковано основні положення дисертації. Співавтори опублікованих робіт надавали консультативну допомогу по деяких методичних і теоретичних питаннях, за що дисертант їм щиро вдячний.

Апробація результатів роботи. Матеріали дисертації викладені та обговорені на науково-практичній конференції молодих вчених “Актуальні проблеми фармакології та токсикології” (Київ, 2000), VIIІ Російському національному конгресі “Человек и лекарство” (Москва, 2001), ІІ Національному з'їзді фармакологів України “Фармакологія 2001 року - крок у майбутнє” (Дніпропетровськ, 2001).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 7 наукових праць, з них: 4 статті у наукових фахових журналах, рекомендованих ВАК України та 3 - в збірниках матеріалів конгресів та конференцій, в тому числі із міжнародною участю.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 152 сторінках машинописного тексту та складається з вступу, огляду літератури, розділу “Матеріали та методи досліджень”, 4 розділів власних досліджень. Роботу проілюстровано 26 таблицями, 8 рисунками. Список літератури має 305 найменувань, в тому числі 179 - іноземних.



Основний зміст роботи

Матеріали та методи досліджень. Експериментальні дослідження виконані на 320 білих щурах лінії Вістар масою 150-220 г та 980 білих нелінійних мишах масою 18-22 г, яких утримували на стандартному раціоні віварію Інституту фармакології та токсикології АМН України.

Анальгетичну активність неопіоїдних анальгетиків: амізону, парацетамолу та мефенамінату натрію вивчали на загальноприйнятих моделях: вісцерального болю - оцтовокислі “корчі” (R.L. Wood, 1941),механічної ноцицептивної стимуляції - Randall et Sеllitto (L.O. Randall, J.J. Sеllitto, 1966), больового синдрому при гострому асептичному запаленні - каоліновий набряк (Ф.П. Тринус і співавт., 1975), хронічного болю - периферична мононейропатія (F. Jazati, G. Guilbaud, 1991).

Досліджувані неопіоїдні анальгетики вводили тваринам з вісцеральним больовим синдромом внутрішньошлунково (за винятком мефенамінату натрію, який вводився внутрішньоочеревинно) в дозах, які складають ЕD50, за 1 год (за 30 хв для мефенамінату натрію) до оцтової кислоти на даній моделі: амізон - 50 мг/кг, парацетамол - 92 мг/кг та мефенамінат натрію - 18 мг/кг. Тваринам контрольної групи вводили розчинник (дистильована вода).

Фармакологічний аналіз участі катехоламінергічних систем у механізмах формування вісцерального болю і дії амізону, парацетамолу та мефенамінату натрію проведено з допомогою аналізаторів, здатних як підвищувати, так і знижувати функціональну активність цих систем чи її окремих ланок (табл.1).



Таблиця 1 - Агоністи та антагоністи адрено- і дофамінових рецепторів, які використані в дослідженнях

Система	Аналізатор	Дія	Доза, шлях введення
Адренергічна	адреналіну гідротартрат	невибірковий агоніст 1,2,1,2 -адренорецепторів	20 мкг/кг, в/в
- “ -	мезатон	агоніст периферичних 1-адренорецепторів	1 мг/кг, в/м
- “ -	клофелін	агоніст центральних 2 - адренорецепторів	0,01 мг/кг, в/ш
- “ -	пропранолол	антагоніст 1 + 2-адренорецепторів	10 мг/кг, п/ш
- “ -	атенолол	антагоніст переважно 1-адренорецепторів	10 мг/кг, в/ш
- “ -	резерпін	симпатолітик	0,05 мг/кг, в/м
Дофамінергічна	леводопа	Попередник дофаміну	2,5 мг/кг, в/оч
- “ -	апоморфін	агоніст дофамінових рецепторів	0,25 мг/кг в/оч
- “ -	галоперидол	блокатор дофамінових рецепторів	0,1 мг/кг в/оч

Досліди по вивченню впливу амізону на вміст катехоламінів (норадреналін, дофамін) в гіпоталамусі та крові (адреналін, норадреналін) у щурів проводили як на інтактних тваринах, так і на тваринах з експериментальним больовим синдромом.

В якості моделей больових синдромів були вибрані периферична мононейропатія та больовий синдром при запаленні, який викликали субплантарним введенням 0,1 мл 10 % розчину каоліну.

Вміст норадреналіну, дофаміну в гіпоталамусі щурів визначали методом високоефективної рідинної хроматографії (W.A. Hunt, T.K. Dalton, 1983) на 4-у добу після моделювання периферичної мононейропатії та через 24 год після моделювання каолінового набряку.

Тварин декапітували через 30 хв або 60 хв (в залежності від умов досліду) після введення неопіоїдних анальгетиків. Після декапітації тварин, на льоду препарували головний мозок з метою виділення гіпоталамусу. Вміст норадреналіну, дофаміну визначали в мкг/г сирої тканини.

Визначення вмісту катехоламінів крові (адреналін, норадреналін) було проведено за допомогою високоефективної рідинної хроматографії (по методу A.M. Krstulovic., 1981). Кров у щурів брали з стегнової вени під легким ефірним наркозом. Вміст адреналіну та норадреналіну крові визначали в мкг/л.

Квантово-хімічний аналіз можливості та особливостей міжмолекулярної взаємодії нейромедіаторів з амізоном, парацетамолом, диклофенаком та мефенамінатом натрію проводили за допомогою пакету комп'ютерних програм "Hyper Chem" (Release 5.0).

Статистичну обробку результатів здійснювали загальноприйнятими методами варіаційної статистики та визначенням ступеня вірогідності за t-критерієм Ст'юдента.

Результати досліджень та їх обговорення. При порівняльному вивченні анальгезуючої активності амізону, парацетамолу та мефенамінату натрію всі тестовані препарати проявляють значущий анальгетичний ефект при вісцеральному болю (“корчі”, викликані оцтовою кислотою). Активність цих препаратів зменшується в ряду: мефенамінат натрію > амізон >парацетамол. При больовому синдромі, пов'язаному з запаленням (метод Randall et Sеllitto), мефенамінат натрію в 1,4 рази активніше амізону. Парацетамол у даному тесті практично не активний. На моделі хронічного болю (периферична мононейропатія) за виразністю анальгетичного ефекту препарати можна розташувати в наступний ряд: амізон > парацетамол > мефенамінат натрію. Таким чином, на основі проведених досліджень можна зробити висновок про необхідність диференційованого підходу до вибору неопіоїдних анальгетиків при больових синдромах різного генезу. Амізон ефективний при больових синдромах, пов'язаних як з утворенням кінинів, так і з механічним подразненням больових рецепторів або защемленням нервів.

З метою дослідження ролі катехоламінергічних механізмів в формуванні вісцерального болю нами вивчена виразність больового синдрому у тварин з вісцеральним болем (“корчі”, індуковані оцтовою кислотою) при модуляції функціональної активності адрен- та дофамінергічної системи. Встановлено, що на фоні спустошення лабільних депо моноамінів (адреналін, норадреналін, серотонін, дофамін), яке реєструється згідно даних літератури через 4 год після внутрішньом'язового введення резерпіну, у тварин суттєво змінюється реакція на введення оцтової кислоти. Ефект залежить від дози. Так, повна анальгезія (інгібування числа “корчів” на 100%) розвивається при введенні резерпіну в дозі 0,5 мг/кг. Зі зниженням дози до 0,1 мг/кг ступень анальгезії знижується до 85,8 %, а при використанні резерпіну в дозі 0,05 мг/кг анальгетичний ефект відсутній. Таким чином, зниження функціональної активності моноамінергічних систем супроводжується розвитком анальгезії у тварин з вісцеральним больовим синдромом.

Участь адренергічної системи у формуванні вісцерального болю вивчено за допомогою агоністів та антагоністів (табл.2). Встановлено, що невибірковий агоніст альфа- та бета-адренорецепторів адреналін (використано у вигляді адреналіну гідротартрату), який вводився внутрішньовенно, вже через 5 хв після введення в залежності від дози виявляє анальгезуючий ефект - зменшує число “корчів” на 59,5 (в дозі 10 мкг/кг) та на 73,6 % (в дозі 20 мкг/кг). Незважаючи на швидкість перетворення адреналіну в організмі, викликаний ним анальгезуючий ефект виявляється тривалим і реєструється навіть через 60 хв після введення. Таким чином, отримані результати говорять про те, що стимуляція як -, так і -адренорецепторів приводить до зменшення проявів вісцерального болю.

З метою визначення участі різних типів адренорецепторів у формуванні вісцерального болю, в подальшому нами були використані агоніст периферичних альфа1-адренорецепторів - мезатон, центральних альфа2-адренорецепторів - клофелін, блокатор бета1- та бета2-адренорецепторів пропранолол та блокатор переважно бета1-адренорецепторів - атенолол (табл. 2).

Як показали дослідження, мезатон не знижує число “корчів” у мишей, а, отже, стимуляція периферичних альфа1-адренорецепторів не супроводжується розвитком анальгезії. На відміну від нього, стимуляція центральних альфа2-адренорецепторів клофеліном супроводжується розвитком анальгезії, що підтверджують дані літератури. Ефект також залежить від дози.

Блокатор бета1- та бета2-адренорецепторів пропранолол в дозі 10 мг/кг проявляє здатність інгібувати число “корчів” у тварин на 45,5 %. Зниження дози речовини до 5 мг/кг супроводжується зникненням анальгезуючого ефекту. Не виявляє анальгезуючої дії на моделі вісцерального болю і антагоніст бета1-адренорецепторів атенолол (табл. 2).

Співставлення отриманих даних дозволяє припустити, що у формуванні вісцерального больового синдрому приймають участь переважно центральні альфа2-адренорецептори, а також бета2- адренорецептори, підвищення чи зниження функціональної активності яких супроводжується розвитком анальгезії у тварин з вісцеральним болем.

Таблиця 2 - Вплив агоністів та антагоністів адрено- та дофамінових рецепторів на больову чутливість у мишей з вісцеральним больовим синдромом

Аналізатори	Доза, шлях введення, час дослідження	Кількість “корчів”	Інгібування числа “корчів”, %
		Мкm, n=10	Моm, n=6
Адреналін	10 мкг/кг, в/в, 5 хв	24,223,48	9,80±2,35	-59,5*
Адреналін	20 мкг/кг, в/в, 5 хв	24,223,48	6,402,04	-73,6**
Адреналін	20 мкг/кг, в/в, 60 хв	24,223,48	1,830,87	-92,4***
Мезатон	1 мг/кг в/м, 30 хв	27,63±2,78	23,80±1,02	-13,9
Клофелін	0,1 мг/кг в/шл, 30 хв	32,70±3,17	0,000,00	-100,0***
Клофелін	0,01 мг/кг в/шл, 30 хв	27,63±2,78	21,40±5,10	-22,5
Пропранолол	5 мг/кг п/ш, 30 хв	32,70±3,17	26,80±4,15	-18,0
Пропранолол	10 мг/кг п/ш, 30 хв	30,11±3,49	16,40±5,90	-45,5*
Атенолол	10 мг/кг в/шл, 30 хв	27,63±2,78	21,00±4,14	-24,0
Леводопа	10 мг/кг в/о, 30 хв	27,30±0,97	0,00±0,00	-100,0***
Леводопа	5 мг/кг в/о, 30 хв	29,50±0,95	7,33±1,36	-75,2***
Леводопа	2,5 мг/кг в/о, 30 хв	16,43±1,31	9,00±2,65	-45,2*
Апоморфін	0,5 мг/кг в/о, 30 хв	21,30±2,31	3,00±1,00	-85,9***
Апоморфін	0,25 мг/кг в/о, 30 хв	21,30±2,31	10,33±4,17	-51,5*
Галоперидол	0,5 мг/кг в/о, 30 хв	21,30±2,31	0,17±0,17	-99,2***
Галоперидол	0,25 мг/кг в/о, 30 хв	21,30±2,31	1,17±0,65	-94,5***
Галоперидол	0,1 мг/кг в/о, 30 хв	27,30±0,97	9,20±1,77	-66,3***

Примітки: 1. * Р 0,05 по відношенню до контролю.

2. ** Р 0,01 по відношенню до контролю.

3. *** Р 0,001 по відношенню до контролю.

З метою з'ясування участі дофамінергічних механізмів в прояві вісцерального больового синдрому, нами досліджена здатність окремих аналізаторів дофамінергічної передачі змінювати виразність реакції мишей на больове подразнення, яке викликане введенням оцтової кислоти. В ході експериментів встановлено, що як підвищення функціональної активності дофамінергічної системи, яке досягається введенням попередника дофаміну - леводопи або введенням агоніста дофамінових рецепторів апоморфіну, так і блокування D2-дофамінових рецепторів, яке досягається введенням їх антагоністу галоперидолу, супроводжується розвитком анальгезії. Про специфічність виявлених ефектів свідчить отримана залежність від дози (табл. 2).

Про участь катехоламінергічних механізмів в анальгезуючій дії амізону, парацетамолу та мефенамінату натрію робили висновок по здатності обраного аналізатору модулювати антиноцицептивну дію препарату (рис. 1). При цьому шляхом використання адреналіну, мезатону та клофеліну досягалось підвищення функціональної активності адренергічної системи, яке пов'язане з стимуляцією - і - адренорецепторів різних типів, а при використанні атенололу та пропранололу знижувалась активність даної системи за рахунок блокади 1- та 2- адренорецепторів. Зниження функціональної активності моноамінергічної системи викликалось внутрішньом'язовим введенням резерпіну. Досліджувані неопіоїдні анальгетики (амізон, парацетамол та мефенамінат натрію) вводили мишам в середніх ефективних дозах (ED50), які знайдені під час попередніх експериментів та описані вище.

Співставлення отриманих даних дозволяє припустити, що посилення анальгезуючої дії амізону, мефенамінату натрію і, в меншому ступені, парацетамолу при вісцеральному больовому синдромі, відбувається за рахунок стимуляції 2-адренорецепторів та блокади 1- і 2- адренорецепторів, а також на фоні спустошення лабільних депо моноамінів.

В ході досліджень встановлено, що при підвищенні функціональної активності дофамінергічної системи за допомогою леводопи та апоморфіну має місце статистично вірогідне підвищення анальгезуючої активності амізону (63,5 та 88,1 % відповідно). На даній моделі ці аналізатори при поєднаному застосуванні з амізоном проявляють адитивний ефект. При зниженні функціональної активності досліджуваної системи антиноцицептивна дія амізону нівелюється, тобто галоперидол та амізон виступають як антагоністи. В умовах блокади дофамінових рецепторів ефект амізону не проявляється або зникає ефект галоперидолу. Отримані дані про участь дофамінергічної системи в анальгезуючій дії амізону, з нашої точки зору, можна пояснити підвищенням утворення дофаміну або зниженням його деградації при використанні леводопи та апоморфіну, або конкуренцією за дофамінові (D2) рецептори при використанні галоперидолу.

Так, розглянуті експериментальні дані показують, що будь-які зміни функціональної активності адрен- та дофамінергічної систем супроводжується модуляцією антиноцицептивної дії досліджуваних неопіоїдних анальгетиків.

На підставі цього можна передбачати участь катехоламінергічних систем у реалізації анальгезуючої дії амізону, парацетамолу та мефенамінату натрію при вісцеральному больовому синдромі, а також про здатність цих речовин втручатися у функціонування даних систем.

Відомо, що при різних больових синдромах зазнає суттєвих змін вміст біогенних амінів у різних мозкових структурах та крові. Тому, важливим було дослідження рівня катехоламінів у гіпоталамусі та крові у тварин з експериментальним больовим синдромом (периферична мононейропатія та больовий синдром при запаленні) та в інтактних тварин.

Зміни з боку адренергічної системи (табл. 3) мають однонаправлений характер при периферичній мононейропатії та при больовому синдромі при запаленні - зниження рівня норадреналіну в гіпоталамусі на 42,6 % та на 24,6 % відповідно. В крові при периферичній мононейропатії спостерігається зниження адреналіну (на 20,2 %) та поява норадреналіну, який в нормі в інтактних тварин не визначався.

У тварин при болю, індукованому запаленням, у крові підвищується рівень адреналіну на 76,2 %. В той же час, дофамінергічна система реагує підвищенням рівня дофаміну в гіпоталамусі при периферичній мононейропатії на 12,9 % та зниженням його при больовому синдромі запального генезу на 14,3 %.

Виявлені відмінності в рівнях біологічно активних амінів в гіпоталамусі і крові експериментальних тварин при обраних видах больового синдрому стали передумовою для детального вивчення впливу на ці показники неопіоїдних анальгетиків, зокрема амізону. Амізон вводили внутрішньошлунково одноразово в дозі 50 мг/кг за 30 хв (1-а група) та за 60 хв (2-а група) до дослідження рівня нейромедіаторів.

Таблиця 3

Вміст катехоламінів у гіпоталамусі та крові щурів з периферичною мононейропатією (ПМ) та з больовим синдромом при запаленні (З) та при дії амізону (M±m)



Групи тварин	Вміст катехоламінів:
	гіпоталамус, мкг/г сирої тканини (n=6)	кров, мкг/л (n=6)
	норадреналін	дофамін	норадреналін	адреналін
Інтактні щури (норма)	0,862± 0,006	0,858± 0,030	-	0,332± 0,044
ПМ+розчинник (контроль)	0,495± 0,0112	0,969± 0,0241	0,115± 0,005	0,265± 0,005
ПМ+амізон (30 хв)	0,910± 0,114*	1,920± 0,138**,2	0,165± 0,015	0,470± 0,002*
ПМ+амізон (60 хв)	0,756± 0,071*	1,998± 0,096***,3	0,195± 0,005**	0,450± 0,010**
З+розчинник (контроль)	0,650± 0,0241	0,735± 0,0191	-	0,585± 0,1111
З+амізон (30 хв)	0,471± 0,038*,2	0,594± 0,012**,2	-	0,595± 0,0552
З+амізон (60 хв)	0,519± 0,002**,3	0,492± 0,002***,3	-	0,650± 0,1101

Примітки: 1. * - Р 0,05 у порівнянні з контролем.

2. ** - Р 0,01 у порівнянні з контролем.

3. ***- Р 0,001 у порівнянні з контролем.

4. 1 - Р 0,05 у порівнянні з нормою.

5. 2 - Р 0,01 у порівнянні з нормою.

6. 3 - Р 0,001 у порівнянні з нормою.

Через 30 хв після введення амізону тваринам з периферичною мононейропатією (табл. 3) має місце підвищення рівня норадреналіну на 83,8 % (Р0,05 у порівнянні з контролем) та дофаміну в гіпоталамусі на 98,1 % (у порівнянні з контролем та на 123,8 % по відношенню до норми, Р0,01). В крові підвищується рівень адреналіну на 77,4 % (Р0,05 у порівнянні з контролем) та спостерігається тенденція до підвищення рівня норадреналіну. Через 60 хв після введення амізону залишається підвищеним рівень норадреналіну та ще більше вірогідно підвищується рівень дофаміну (на 106,2 % у порівнянні з контролем і на 132,9 % у порівнянні з нормою) у гіпоталамусі. В крові залишається підвищеним рівень адреналіну та збільшується рівень норадреналіну на 69,6 % (Р0,01 у порівнянні з контролем).

Больовий синдром запального генезу на фоні застосування амізону (табл. 3) не супроводжується особливими зрушеннями у вмісті норадреналіну в гіпоталамусі у порівнянні з контролем, але має місце його зниження у порівнянні з нормою, а також спостерігається вірогідне зниження дофаміну в гіпоталамусі у порівнянні з нормою на 42,7 %. Рівень адреналіну в крові практично не змінюється у порівнянні з контролем та значно підвищується у порівнянні з нормою на 79,2 % (Р0,01) через 30 хв після введення препарату і на 95,8 % (Р0,05) через 60 хв після його введення. В цілому, отримані результати свідчать про участь катехоламінергічної системи як в патогенезі болю різного генезу так і за умов дії амізону.

Після проведеної серії експериментів та отриманих різнорідних даних про вплив амізону на спектр катехоламінів при експериментальних больових синдромах, перед нами було поставлено завдання з'ясувати, чи впливає амізон на рівень біогенних амінів у інтактних тварин (табл. 4).

Таблиця 4 - Вміст катехоламінів у гіпоталамусі та крові інтактних щурів при дії амізону (M±m)

Групи тварин	Вміст катехоламінів:
	гіпоталамус, мкг/г сирої тканини (n=6)	кров, мкг/л (n=6)
	норадреналін	дофамін	норадреналін	адреналін
Інтактні щури (норма)	0,862±0,006	0,858±0,030	-	0,332±0,044
Норма+амізон (30 хв)	0,920±0,002*	0,731±0,032*	-	0,503±0,037*
Норма+амізон (60 хв)	0,954±0,012**	0,721±0,021*	-	0,656±0,067**

Примітки: 1. * Р 0,05 в порівнянні з нормою.

2. ** Р 0,01 в порівнянні з нормою.

При введенні амізону інтактним щурам за 30 хв до дослідження рівня нейромедіаторів (табл. 4) у гіпоталамусі реєструється незначне підвищення вмісту норадреналіну та зниження кількості дофаміну, в крові в цей час збільшується рівень адреналіну на 51,5 % (Р0,05). При введенні амізону за 60 хв до визначення рівня нейромедіаторів (табл. 4) відбувається зниження вмісту дофаміну на 16 % (Р0,05) та підвищення кількості норадреналіну на 10,7 % (Р0,05) в гіпоталамусі у порівнянні з нормою (табл. 4). В крові збільшується вміст адреналіну на 97,6 % (Р0,01 у порівнянні з нормою). При цьому зміни рівнів катехоламінів у гіпоталамусі і крові в більшому ступені спостерігаються через 60 хв після введення амізону, що погоджується з часом прояву його анальгезуючої активності.

Згідно отриманих даних, можна припустити, що амізон здатен підвищувати функціональну активність адренергічної та пригнічувати активність дофамінергічної систем, при цьому існує часова залежність між анальгетичною активністю препарату та його впливом на рівень досліджуваних нейромедіаторів.

За останні десятиріччя отримано значну кількість даних про первинні процеси взаємодії рецепторів з нейромедіаторами та іншими ендогенними лігандами. Більшість молекул, які взаємодіють з рецептором, повинні зв'язуватися з його активним центром одним, двома або більшою кількістю своїх центрів. Орієнтація реагуючої молекули в рецепторному полі наступає при оптимальній комплементарності партнерів. В зв'язку з цим, можна було передбачити, що побудова просторової структури, характеристика активних центрів рецепторів, нейромедіаторів та екзогенних речовин, які володіють визначною фармакологічною активністю, буде сприяти розумінню окремих сторін їх механізму дії.

Таким чином, квантово-хімічний аналіз деяких аспектів механізму дії вивчених нестероїдних протизапальних препаратів (НПЗП) - амізон, парацетамол, мефенамінат натрія, диклофенак, проведений в роботі, базується на трьох загальних принципах: принципі комплементарності, який враховує відповідність геометричних характеристик молекул катехоламінів як реакційним центрам відповідних рецепторів, так і молекулам НПЗП; на припущеннях про можливість безпосередньої взаємодії катехоламінів з НПЗП на основі вивчення їх донорно-акцепторних міжмолекулярних комплексів; залежності анальгетичної активності від електронних характеристик молекул НПЗП та енергетичної вигоди утворення донорно-акцепторних комплексів катехоламін-НПЗП.

Молекули парацетамолу, мефенамінату натрію та диклофенаку найкращим чином можуть утворювати міжмолекулярні комплекси з молекулами дофаміну. Комплекси молекули амізону з адреналіном, норадреналіном являються більш енергетично вигідними в порівнянні з їх комплексами з дофаміном (табл.5). Чим менше значення , тим більше енергетично вигідний комплекс нейромедіатора з неопіоїдними анальгетиками.

Таблиця 5 - Енергія утворення комплексів неопіоїдних анальгетиків з катехоламінами: , ккал/моль

Нейромедіатори	Амізон	Парацетамол	Диклофенак-аніон	Мефенамінат-аніон
Адреналін	-7,5	-6,1	-13,7	-18,5
Адреналіну г/х	-8,3	-4,3	-20,9	-23,0
Норадреналін	-6,5	-5,1	-17,6	-17,4
Норадреналіну г/х	-8,7	-4,0	-19,5	-24,6
Дофамін	-6,1	-6,0	-24,2	-21,9
Дофаміну г/х	-5,4	-7,5	-26,5	-26,4

При дослідженні залежності анальгетичної активності НПЗП від їх молекулярних енергетичних характеристик та від енергії утворення міжмолекулярних комплексів () з катехоламінами показано, що анальгетичний ефект вивчених НПЗП пов'язаний з енергією утворення відповідних комплексів з норадреналіном.

Співставлення анальгезуючої активності неопіоїдних анальгетиків з величиною енергії утворення комплексів з норадреналіном дозволили побудувати рівняння, яке має наступний вигляд:

ЕД50, мг/кг=102,95+5,30норадреналін; при цьому n=4; r=0,92; F=11,52; p<0,05, де: n-кількість сполук; r-коефіцієнт кореляції; F-критерій Фішера; p-рівень значущості.

Дане рівняння може бути використане для конструювання нових анальгетиків з покращеними властивостями, а також прогнозування їх анальгетичної активності на доекспериментальному етапі.



Висновки

На підставі порівняльного вивчення анальгезуючої активності амізону, парацетамолу та мефенамінату натрію на різних моделях експериментальних больових синдромів встановлено, що амізон найбільш ефективний в лікуванні больових синдромів, спричинених защемленнням нервів (вірогідне зниження інтенсивності болю на 51,9% для амізону, проти 30% для парацетамолу та 26% для мефенамінату натрію, Р0,05), а також ефективний при болях, пов`язаних як з утворенням кінінів (55,7%), так і з механічним подразненням больових рецепторів (51,7%). Мефенамінат натрію найбільш ефективний при больових синдромах при запаленні, коли парацетамол практично не активний.

У формуванні вісцерального больового синдрому приймають участь центральні 2- та 2-адренорецептори, D2- дофамінові рецептори, свідченням чого є зміна їх функціональної активності під впливом відповідних аналізаторів, що супроводжується розвитком анальгезії.

В реалізації знеболюючої дії амізону, мефенамінату натрію і в меншому ступені парацетамолу, приймають участь 2- та - адренорецептори, оскільки стимуляція центральних 2-адренорецепторів або блокада 1 і 2-адренорецепторів збільшують анальгезуючу дію цих препаратів. Амізон здатен підвищувати функціональну активність адренергічної (збільшення рівню норадреналіну в гіпоталамусі та адреналіну крові на 10,7% і 97,6 % відповідно, Р0,05) та пригнічувати активність дофамінергічної (вірогідне зниження рівню дофаміну в гіпоталамусі на 16 %) систем.

У формуванні больових синдромів, викликаних запаленням та защемленням нервів, приймає участь катехоламінергічна система, про що свідчать зміни рівнів катехоламінів у гіпоталамусі та крові експериментальних тварин. При цьому, зміна функціональної активності адренергічної системи (вірогідне зниження рівню норадреналіну у гіпоталамусі та підвищення вмісту адреналіну крові) не залежить від етіології болю, а дофамінергічної системи - залежить (збільшення у гіпоталамусі вмісту дофаміну при периферичній мононейропатії на 12,9% та його зниження на 14,3 %при запаленні, Р0,05) .

За квантово-хімічними розрахунками амізон, парацетамол, мефенамінат- та диклофенак-аніони здатні утворювати міжмолекулярні комплекси з адреналіном, норадреналіном та дофаміном. Найбільш енергетично вигідними є комплекси парацетамолу, мефенамінат- та диклофенак-аніонів з дофаміном, для яких енергія утворення () становить -6,0; -21,9; -24,2 ккал/моль відповідно, амізону - з адреналіном та норадреналіном (-7,5 та -6,5 ккал/моль відповідно).

На підставі вивчення залежності анальгетичної дії амізону, парацетамолу, мефенамінату натрію та диклофенаку від енергії утворення відповідних комплексів з норадреналіном розраховане рівняння для прогнозування анальгетичної дії потенційних неопіоїдних анальгетиків:

ЕД50, мг/кг=102,95+5,30норадреналін; при цьому n=4; r=0,92; F=11,52; p<0,05

де: n-кількість сполук; r-коефіцієнт кореляції; F-критерій Фішера; p-рівень значущості.



Список робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Шатиркіна Т.В Фармакологічний аналіз участі катехоламінергічної системи в анальгезуючій дії неопіоїдних анальгетиків // Ліки. - 2001. - №1-2. - С. 99 - 102.

2. Бухтіарова Т.А., Бобкова Л.С., Хоменко В.С., Шатиркіна Т.В., Овруцький В.М. Моделювання і прогнозування біологічної активності неопіатних анальгетиків // Ліки. - 2001. - №3-4. - С. 74-80. (дисертантом проведено патентний пошук, виконані основні експериментальні дослідження, обробка і аналіз матеріалу, оформлення і підготовка матеріалів до друку).

3. Трінус Ф.П., Бухтіарова Т.А., Бобкова Л.С., Хоменко В.С., Овруцький В.М., Даниленко В.П., Шатиркіна Т.В. Квантово-хімічний аналіз механізму дії неопіатного анальгетика “Амізону” // Журнал АМН України. - 2001. - Т.7, №2. - С. 232-244. (дисертантом проведено патентний пошук, обробка і аналіз матеріалу, інтерпретація даних, оформлення статті, підготовка матеріалів до друку).

4. Бухтіарова Т.А., Бобкова Л.С., Шатиркіна Т.В. Комплекси амізону з гістаміном і апоензимом гістидиндекарбоксилази в механізмі його протизапальної дії // Медична хімія. - 2001. - №2. - С. 57-59. (дисертантом виконано літературний пошук, набір, обробку та аналіз матеріалу, інтерпретація даних, написання і оформлення статті, підготовка матеріалів до друку).

5. Бухтиарова Т.А., Хоменко В.С., Шатыркина Т.В., Ядловский О.Е.. Особенности анальгезирующей активности амизона при модуляции адренергических механизмов регуляции болевой чувствительности // Труды VIII Российского Национального конгресса “Человек и лекарство”. - Москва. - 2001. - С. 551.

6. Шатыркина Т.В. Анальгезирующая активность неопиоидных анальгетиков при модуляции катехоламинергических механизмов регуляции болевой чувствительности // Праці Конференції молодих вчених “Актуальні проблеми фармакології та токсикології”. Київ. - 2000. - С. 43-45.

7. Бухтіарова Т.А., Шатиркіна Т.В. Квантово-хімічний аналіз взаємодії деяких анальгетиків з катехоламінами // Праці ІІ Національного з'їзду фармакологів України. Дніпропетровськ - 2001. - С. 34.



Анотація

біль анальгетик антиноцицептивний дофамінергічний

Шатиркіна Т.В. Катехоламінергічні механізми знеболюючої дії неопіоїдних анальгетиків.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.05 - фармакологія. - Інститут фармакології та токсикології АМН України, Київ, 2002.

Дисертація присвячена актуальній в сучасній медичній науці проблемі болю і регуляції больової чутливості та розширює уявлення про механізми дії неопіоїдних анальгетиків, зокрема при больових синдромах, що може бути використано для оптимізації їх застосування або раціонального комбінування з другими препаратами в клініці.

Виявлено, що в формуванні вісцерального больового синдрому та реалізації антиноцицептивного ефекту амізону, мефенамінату натрію та, в меншому ступені, парацетамолу приймають участь 2-, 2- адренорецептори та D2-дофамінові рецептори.

Показано, що катехоламінергічна система приймає участь в формуванні больових синдромів, які викликані запаленням та защемленням нервів. При цьому, зміни функціональної активності адренергічної системи не залежать від етіології болю, що виражається в зниженні рівня норадреналіну в гіпоталамусі та підвищенням рівня адреналіну крові, а дофамінергічної - розрізнюються в залежності від генезу болю, про що свідчить збільшення в гіпоталамусі вмісту дофаміну при периферичній мононейропатії на 12,9% та його зменшення на 14,3% при запаленні.

Водночас встановлено, що амізон здатен підвищувати функціональну активність адренергічної (підвищення рівня норадреналіну в гіпоталамусі та адреналіну крові на 10,7 і 97,6 % відповідно) та до зниження функціонування дофамінергічної (зниження рівня дофаміну в гіпоталамусі на 16 %) систем.

За допомогою квантово-хімічних розрахунків доведено, що найбільш енергетично вигідними являються комплекси парацетамолу, мефенамінат- та диклофенак- аніонів з дофаміном, а амізону з адреналіном та норадреналіном.

Ключові слова: неопіоїдні анальгетики, катехоламіни, больові синдроми, квантово-хімічний аналіз.



Аннотация

Шатыркина Т.В. Катехоламинергические механизмы обезболивающего действия неопиоидных анальгетиков. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.05 - фармакология. - Институт фармакологии и токсикологии АМН Украины, Киев, 2002.

Диссертация посвящена актуальной в современной медицинской науке проблеме боли и регуляции болевой чувствительности и расширяет представления о механизмах действия неопиоидных анальгетиков, особенно при болевых синдромах, что может быть использовано для оптимизации их применения или рационального комбинирования с другими препаратами в клинике.

Для купирования болевых синдромов используют различные методы, однако, одно из центральных мест занимает лекарственная терапия. Согласно современным представлениям, существенная роль в механизмах формирования боли принадлежит ноцицептивной и эндогенной антиноцицептивной системам, среди которых центральное место занимает катехоламинергическая.

Для выполнения поставленных задач были использованы патофизиологические, биохимические, фармакологические, математические и квантово-химические методы. Работа выполнена на 320 белых крысах линии Вистар и 980 белых нелинейных мышах. В качестве тестовых препаратов были использованы амизон, парацетамол и мефенаминат натрия. Для изучения участия адренергической системы в механизме формирования болевого синдрома были избраны соответствующие анализаторы: адреналина гидротартат, мезатон, клофелин, пропранолол, атенолол, резерпин, а дофаминергической - леводопа, апоморфин, галоперидол.

При сравнительном изучении анальгезирующей активности амизона, парацетамола и мефенамината натрия на различных моделях ноцицептивной стимуляции была показана разная антиноцицептивная активность. Так, амизон более эффективен при болевых синдромах, связанных как с образованием кининов, так и с механичным раздражением болевых рецепторов (55,7 и 51,9% соответственно), а мефенаминат натрия - при болевых синдромах связанных с воспалением (72,5%).

Выявлено, что в формировании висцерального болевого синдрома и реализации антиноцицептивного эффекта амизона, мефенамината натрия и в меньшей степени парацетамола принимают участие 2-, 2- адренорецепторы и D2-дофаминовые рецепторы.

Показано, что катехоламинергическая система принимает участие в формировании болевых синдромов, вызванных воспалением и ущемлением нервов. При этом, изменения функциональной активности адренергической системы не зависят от этиологии боли, что выражается в снижении уровня норадреналина в гипоталамусе и повышении содержания адреналина в крови, а дофаминергической - различаются в зависимости от генеза боли, о чем свидетельствует увеличение в гипоталамусе содержания дофамина при периферической мононейропатии на 12,9% и его снижение на 14,3% при воспалении.

Одновременно установлено, что амизон приводит к повышению функциональной активности адренергической (повышение уровня норадреналина в гипоталамусе и адреналина в крови на 10,7 и 97,6% соответственно) и к снижению функционирования дофаминергической (снижение уровня дофамина в гипоталамусе на 16 %) систем.

При помощи квантово-химических расчетов показана способность к образованию межмолекулярных комплексов амизона, парацетамола, мефенаминат и диклофенак - анионов с адреналином, норадреналином и дофамином. Показано, что наиболее энергетически выгодными являются комплексы парацетамола, мефенаминат- и диклофенак- анионов с дофамином, а амизона с адреналином и норадреналином. Сопоставление анальгезирующей активности неопиоидных анальгетиков с величиною энергии образования комплексов с норадреналином позволили построить уравнение, которое имеет следующий вид:

ЕД50,мг/кг=102,95+5,30норадреналин; при этом n=4; r=0,92; F=11,52; p<0,05

где: n-количество соединений; r-коэффициент корреляции; F-критерий Фишера; p-уровень значимости.

Данное уравнение может быть использовано для конструирования новых анальгетиков с улучшенными свойствами, а также прогнозирования их анальгетической активности на доэкспериментальном этапе.

Ключевые слова: неопиоидные анальгетики, катехоламины, болевые синдромы, квантово-химический анализ.



Summary

Shatyrkina T.V. Catecholaminergic mechanisms of analgesic action non-opioid аnalgesics. - Manuscript.

The dissertation is submitted of a scientific degree for a candidate of medical sciences in speciality 14.03.05 - pharmacology. - Institute of pharmacology and toxicology АМS of Ukraine, Kiyv, 2002.

The dissertation is devoted to one of actual in a modern medical science the problem of a pain and regulation of painful sensitivity that expands representation about mechanisms of action non-opioid аnalgesics, in particular at a painful syndrome and may be used for optimisation of their application or a rational combination with other preparations in clinic.

It is revealed, that in formation of a visceral painful syndrome and realisation аntinociceptive effect of amizon, mefenaminum sodium and, to a lower degree, paracetamol take part 2-, 2-adrenoreceptors and D2-dopamine receptors.

Catecholaminergic system takes part in formation of painful syndromes which are caused an inflammation and infringement of nerves. Thus, changes of functional activity adrenergic system do not depend from ethyology pain that is expressed in decrease of a level norepinephrine in hypothalamus and increase of a level of epinephrine to blood, and dopaminergic - differ depending on genesis pain to what the increase in hypothalamus the contents dopamine testifies at peripheral mononeuropathy on 12.9 % and his reduction by 14.3 % at an inflammation.

At the same time it is established, that amizon results in increasing of functional activity adrenergic (increase to a level norepinephrine in hypothalamus and epinephrine of blood on 10.7 and 97.6 % accordingly) and in decreasing of functioning dopaminergic (decrease of a level dopamine in hypothalamus on 16 %) systems.

With the help of quantum-chemical calculations it is proved, that most energetically complexes paracetamol, mefenaminum-and diclofenac-anions with dopamine, and amizon with epinephrine and norepinephrine are favourable.

Key words: non-opioid analgesics, catecholamine, painful syndromes, quantum-chemical analysis.

Размещено на Allbest.ru

...