Нейропротекция и терапия ишемических заболеваний мозга

Нейрохимические процессы, разыгрывающиеся при цереброваскулярной ишемии, представляют собой комплекс реакций, включающих эксцессивное накопление экстрацеллюлярного глутамата, нарушения ионного гомеостаза, образованием токсических свободных радикалов и активных форм кислорода, с непреложностью ведущих к некротической или/и апоптической гибели нейронов. Такова «классическая» схема молекулярных процессов, которая лежит в основе различных клинических и экспериментальных форм ишемической патологии мозга. Поэтому можно априори определить, что вещества, блокирующие компоненты этого каскада, антагонисты рецепторов глутамата, блокаторы ионных каналов, нейтрализаторы свободных радикалов могут рассматриваться как потенциальные средства терапии церебральной ишемии. Этот подход проанализирован в обзоре Callaway (2001).

Однако для такого мультипатологического механизма могут оказаться недостаточными средства «одноточечного» воздействия. В качестве принципиально нового подхода предложено соединение АМ-36[1-(2-(4-chlorophenyl)-2-hydroxy)ethyl-4-(3,5-bis (1,1-dimethyl)-4-hydroxyphenyl) methylpiperazine] из серии гибридных молекул, которое тормозит связывающую функцию полиамидной части глутаматных рецепторов, блокирует натриевые каналы нейрона и обладает сильной антиоксидантной активностью. В нейрональной культуре AM-36 ингибирует токсическое действие, вызываемое NMDA и, кроме того, тормозит вызываемый вератридином апоптоз. Системное введение АМ-36 крысам с окклюзионной ишемией мозга значительно снижало размеры инфаркта в коре и стриатуме; при этом улучшались показатели неврологического дефицита, сенсомоторной активности и др. Препарат обладал протективным действием даже при введении через 3−5 часов после воспроизведения инсульта (Callaway, 2001).

В работе Montoliu et al. (2002) были испытаны синтетические соединения из группы Nалкилглициновых тримеров. Два вещества (6−1-2 и 6−1-10) обладали нейропротективной активностью на культуре нейронов мозжечка в условиях вызываемого глутаматом повреждения; защитный эффект был сопоставим с действием антагонистов рецепторов NMDA. Интраперитонеальное введение этих двух пептидов снижало нейродегенерацию клеток стриатума крыс, вызываемую церебральной ишемией. Нейропротективная активность тестируемых веществ связана с торможением каспазы-3 и предотвращением апоптозной гибели клеток. Таким образом, речь идет о новых соединениях, возможных для использования в терапии нейродегенеративных патологий и обладающих существенно меньшими побочными следствиями в сравнении с антагонистами рецепторов NMDA.

Препарат ГВС-111, дипептид, ноотропный аналог пирацетама, исследованный в НИИ фармакологии РАМН в Москве, обладал протективной активностью при ишемическом повреждении гранулярных клеток мозжечка. Препарат предотвращал вызываемую глутаматом и окислительным стрессом нейродегенерацию, чем отличался, в частности, от своего «прародителя» — пирацетама (Андреева и др., 2000). Другое соединение — гептапептид, синтетическое производное тафцина, в экспериментальных исследованиях восстанавливало когнитивные функции, нарушенные антенальной гипоксией. Исследованы фармакокинетика вещества, метаболизм и психостимулирующие свойства (Семенова и др, 1998; Бойко и др, 1998).

В течение последних пятнадцати лет ведутся исследования с пептидными фрагментами адренокортикотропного гормона. На основе структуры АКТГ (4−10) (Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro) создан препарат «Семакс» (см. Ашмарин и др., 1997). Эти работы, выявившие различную физиологическую активность отдельных фрагментов АКТГ, привели к созданию ноотропного препарата с широким спектром терапевтического действия, успешно используемого в неврологии. Получены доказательства высокой эффективности семакса в острый период ишемического инсульта в клинике (Мясоедов и др., 1999).

Изучение биохимических основ действия семакса показало, что препарат снижает уровень NO в церебральном кортексе и подавляет процессы перекисного окисления при глобальной ишемии мозга (Bashkatova et al, 2001). Установлено избирательное влияние семакса на экспрессию гена c-fos в мозге крыс с различной устойчивостью к эмоциональному стрессу (Умрюхин и др., 2000). В дополнение к этому комплексу работ были изучены фрагменты АКТГ (5−7) и АКТГ (5−10), защищавшие клетки мозга от ишемических и деструктивных воздействий (Глазова и др., 1999; Левицкая и др., 2000).

Среди малых пептидов интересны исследования антиишемической активности карнозина. Этот дипептид, более ста лет изучаемый биохимиками, в последние годы получил новые импульсы патофизиологического и клинического применения. Исследование роли нейропептидов в процессах апоптоза, проводимые в МГУ им. М. В. Ломоносова и в НИИ неврологии РАМН, привели к заключению о том, что ряд гистидин-содержащих пептидов регулирует клеточную стабильность, участвуя в защите нейронов от окислительного стресса и программируемой смерти (Болдырев, 2000). Новым аспектом в изучении дипептида карнозина послужило доказательство его антиоксидантной активности. Непосредственное влияние карнозина на процессы перекисного окисления и образование активных форм кислорода определяет защитное действие дипептида при ишемической патологии мозга (Суслина и др., 2000; Stvolinsky et al, 2000).

Отдельный раздел посвящен поиску средств, препятствующих рилизингу или рецепторному связыванию глутамата. На модели фокальной цереброваскулярной ишемии крыс сравнивалось нейропротекторное действие новых соединений — селективного антагониста рецептора глутамата mGluR5, соединения 2-methyl-6-phenylethynylpyridine (MPEP), и селективного агониста этого рецептора, соединения (R, S)-2-chloro-5-hydroxyphenylglycine (CHPG). Интрацеребральное введение веществ, которое следовало через 15 или 135 минут после воспроизведения церебральной ишемии, обнаружило значительное снижение размеров инфаркта мозга и улучшение неврологических показателей. Эффективность защитного действия препаратов зависела от их доз и времени введения после ишемического воздействия. MPEP, помимо блокады глутаматного рецептора, выступал также как неконкурентный антагонист NMDA; препарат CHPG обнаруживал антиапоптическую активность (Bao et al, 2001).

Исследование DOPA-циклогексилового эфира выявило его способность препятствовать рилизингу глутамата, чем объяснялось нейропротективное действие вещества при церебральной ишемии, вызываемой 5−10 минутной окклюзией артерий мозга. Рилизинг глутамата и препятствующее тому действие DOPA-циклогексилового эфира было испытано на наиболее чувствительных к ишемии CA1 пирамидных клетках гиппокампа.

Введение

препарата в гиппокамп препятствовало эксцессивному высвобождению глутамата при 5-минутной ишемии и предотвращало клеточную гибель через 96 часов реперфузии. При более тяжелой ишемии защитное действие препарата оказывалось слабым. Речь идет, таким образом, о возможном терапевтическом применении DOPAциклогексилового эфира в уловиях «мягкого» ишемического воздействия на мозг (Arai et al, 2001).

Информацию о веществах, осуществляющих нейропротективное действие за счет торможения рилизинга глутамата, завершает сообщение De Cristobal et al. (2001), которые в экспериментах in vitro установили глутамат-блокирующее действие аспирина. Позднее, на модели фокальной цереброваскулярной ишемии крыс подтвердилось, что внутрибрюшинное введение аспирина в дозе 30 мг/кг за 2 часа до окклюзии обусловливало значительное снижение размеров церебрального инфаркта, которому соответствовало уменьшение содержания глутамата в крови в первые минуты операции. Аспирин также препятствовал снижению уровня АТФ в ткани мозга, вызываемого ишемией. Речь идет, таким образом, о новой стороне терапевтической эффективности «старичка» аспирина, используемого в данной работе в концентрации, соответствующей антиагрегационной терапии риска ишемических расстройств.

На модели фокальной ишемии мозга монгольских хомячков исследовалась антиишемическая активность n-ацетилцистеина, вводимого за 30 минут до начала реперфузии. Препарат (20 мг/кг) уменьшал постишемический отек мозга, а также снижал деструкцию СА1 клеток пирамидного слоя гиппокампа. Среди биохимических эффектов следует отметить снижение уровня малонового диальдегида и активности миелопероксидазы в мозге, экспрессируемые ишемией. Гистологический анализ выявил уменьшение прокрашивания мест, характерных для поли (АДФрибоза)синтазы, экспрессия которой обычно сопряжена с ишемической деструкцией нейронов. Эти данные свидетельствуют о защитном действии ацетилцистеина при экспериментальной цереброваскулярной ишемии (Cuzzocrea et al, 2000).

Исследование эффектов коэнзима Q (10) на изменения уровня лактата (ацидоз), АТФ и активность супероксиддисмутазы на модели вызываемой инъекцией эндотелина церебральной вазоконстрикции выявили его сильное антиоксидантное и нейропротективное действие. Вводимые icv эндотелины-1 и -3 (20 пикомолей) вызывали гистологически выявляемые поражения нейронов коры и гиппокампа, которые нивелировались при внутрибрюшинном введении коэнзима Q (10). Протективный эффект был особенно заметен в СА1, СА2 и СА3 зонах гиппокампа. Очевидно, защитные свойства коэнзима Q (10) обусловлены его антиоксидантной активностью и препятствием образованию свободно-радикальных соединений (Ostrowski, 2000). В исследовании Ooboshi et al. (2000) было испытано антиишемическое действие локальной гипотермии мозга. В трех группах взрослых крыс в гиппокампе поддерживалась нормальная (36о С), мягкая (33о С) и умеренная (30о С) температура. Цереброваскулярная ишемия вызвала увеличение концентрации экстраклеточного глутамата и аспартата (соответственно, в 6 и.

5 раз), которое было, однако, вдвое ниже в группах с мягкой и умеренной гипотермией. Гипотермия снижала экспрессию таурина. Гистопатологический анализ подтвердил, что возникающие вследствие ишемии повреждения клеток СА1 зоны гиппокампа, были также значительно меньше у крыс с гипотермией. Эти результаты указывают на эффективность и молекулярные причины защитного действия умеренной гипотермии мозга при его ишемическом поражении. Действие гипотермии, очевидно, связано с торможением эксцессивного высвобождения возбуждающих и ингибиторных аминокислот в ишемизированном мозге.