Сравнительная оценка эффективности различных противосудорожных препаратов для купирования эпилептиформных состояний у крыс

ВВЕДЕНИЕ / INTRODUCTION

В последние годы в Армении проводились работы по выявлению и внедрению новых нейротропных препаратов [1–5]. В этом направлении выполнены многочисленные исследования в Институте тонкой органической химии им. А.Л. Мнджояна ГНО «Научно-технологический центр органической и фармацевтической химии» Национальной академии наук Республики Армения (НТЦОФХ НАН РА).

Исследования по выявлению новых лекарственных нейротропных соединений, синтезированных в НТЦОФХ НАН РА, проводились на различных моделях эпилепсии и судорожных состояний, таких как коразоловые судороги, максимальный электрошок, камфорные, тиосемикарбазидные, пикротоксиновые, никотиновые судороги, ареколиновый тремор. Выявленные высокоэффективные противосудорожные соединения изучались также на психотропных моделях, таких как модель «амигдала киндлинг», «приподнятый крестообразный лабиринт», «принудительное плавание», анксиолитический тест «конфликтная ситуация» по Вогелю, «вращающийся стержень» и т.д. [6–9].

В эпоху научно-технического прогресса актуально использование новой аппаратуры, которая позволяет получать более точные и содержательные данные о функциональном состоянии организма. В этом плане несомненный интерес представляет аппаратный комплекс «Биоскоп» [10]. Принцип его работы основан на оценке интенсивности рассеивания света в светонепроницаемой камере. В отличие от обычной аппаратуры, при приближении биологической системы к комплексу «Биоскоп» в его показаниях формируются характерные осцилляции, которые отражают целостное (интегративное) состояние биологической системы [11][12]. Любое изменение в организме должно приводить к изменению его целостного состояния, поэтому регистрация этих изменений с использованием аппаратного комплекса «Биоскоп» может иметь диагностическую значимость.

Ранее проведенные эксперименты выявили эффективность применения комплекса «Биоскоп» для оценки направленности влияния ряда фармакологических препаратов, стресса, раннего прогнозирования инфицированности животных [13][14] и характера развития куриного эмбриона [15]. Более того, уже на протяжении ряда лет аппаратный комплекс «Биоскоп» активно использовался в Институте тонкой органической химии им. А.Л. Мнджояна для анализа эффективности применения противосудорожных препаратов (ПСП) для купирования эпилептиформных состояний организма крыс [16–18].

Следует отметить, что в настоящее время уже накоплен значительный фактический материал с использованием различных ПСП и их доз. Это делает актуальной разработку простого наглядного подхода для сравнительной оценки эффективности ПСП и их доз для купирования эпилептиформных состояний.

Цель – разработка простого алгоритма для сравнительной оценки эффективности различных ПСП в купировании эпилептиформных состояний у крыс.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ / MATERIAL AND METHОDS

Экспериментальные животные / Experimental animals

Все эксперименты были проведены на 120 белых крысах-самцах весом 180–220 г. Исследования с животными выполняли согласно правилам Европейской конвенции о защите животных, используемых в экспериментах (Директива 2010/63/EU) [20].

Препараты / Drugs

В таблице 1 представлены ПСП и их дозы, которые были тестированы в проведенных исследованиях. Использовались известные препараты ламотриджин, люминал (фенобарбитал), топирамат, диазепам [19], а также новые вещества, синтезированные в Институте тонкой органической химии им. А.Л. Мнджояна, – пуфемид, пиратидин, соединение № 3212 [9]. Эпилептиформные состояния у крыс формировали подкожной инъекцией коразола (50 мг/кг) на фоне ранее введенного ПСП.

Этапы анализа / Analysis stages

Результаты анализа всех проведенных экспериментов опубликованы в наших предыдущих работах [16–18] и Для оценки сравнительной эффективности различных ПСП в полной мере будут использованы в настоящей статье. Остановимся на ключевых моментах.

Для всех животных эксперименты проводили в три этапа, каждый из которых длился 90 мин:

– на первом этапе оценивали нормативные показатели целостного состояния животных (1-я группа данных);

– на втором этапе оценивали показатели целостного состояния животных после инъекции ПСП (2-я группа данных);

– на третьем этапе оценивали показатели целостного состояния животных после подкожного введения коразола на фоне действия ПСП (3-я группа данных).

При анализе полученных данных для каждой группы рассматривали спектр исходных сигналов комплекса «Биоскоп», определяли межпиковые интервалы осцилляционных сигналов (ВВ-интервалы), рассчитывали 16 статистических показателей для совокупности последовательных межпиковых интервалов (табл. 2) и строили их спектр (рис. 1).

Статистический анализ / Statistical analysis

Для каждого ПСП и его дозы выполняли усреднение показателей, соответствующих разным группам проведенных экспериментов. Достоверность отличия статистических показателей для разных этапов исследования оценивали согласно критерию Стьюдента при уровне значимости р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ / RESULTS AND DISCUSSION

Алгоритм оценки препаратов / Algorithm for drug evaluation

Интегративные показатели

При анализе материала проведенных экспериментов для каждой группы данных рассчитывали три типа интегративных показателей:

– спектр исходных сигналов комплекса «Биоскоп»;

– совокупность 16 статистических показателей;

– спектр межпиковых сигналов комплекса «Биоскоп».

Совокупность этих показателей характеризует состояние животных в норме (1-я группа данных), после введения ПСП (2-я группа данных), и после инъекции коразола на фоне действия введенного ПСП (3-я группа данных).

Оценка эффективности

После введения коразола на фоне действия ПСП возможны три варианта изменений каждого из трех типов показателей интегративного состояния животных:

– тип А – отдаление от тех показателей, которые сформировались на фоне действия ПСП;

– тип В – отсутствие влияния на показатели, которые сформировались на фоне действия ПСП;

– тип С – формирование тенденции по возвращению расчетных показателей к нормативным значениям.

Ясно, что в случае реализации варианта А следует сделать заключение о неэффективности использованного ПСП. Реализация варианта В указывает на то, что хотя бы на фоне действия ПСП введение коразола не приводит к формированию эпилептиформных состояний. Наконец, при реализации варианта С, когда показатели возвращаются к норме, мы имеем дело с наиболее эффективным препаратом.

Для качественной оценки характера действия ПСП можно ввести условные баллы их эффективности: для варианта А – 0 баллов, для варианта В – 1 балл, для варианта С – 2 балла.

Примеры / Examples

Для наглядности приведем несколько примеров, которые иллюстрируют предложенную схему сравнительной оценки эффективности использования ПСП.

Как следует из рисунка 2, введение коразола на фоне действия топирамата не влияет на спектр сигналов комплекса «Биоскоп». Поэтому согласно предложенному алгоритму для данного интегративного показателя эффективность топирамата при дозе 30 мг/кг соответствует 1 баллу.

На рисунке 3 продемонстрировано, что введение коразола на фоне действия ламотриджина при дозе 50 мг/кг отдаляет значения статистических показателей сигналов комплекса «Биоскоп», которые сформировались после инъекции ламотриджина. Поэтому согласно предложенному алгоритму для данного интегративного показателя эффективность ламотриджина при дозе 50 мг/кг соответствует 0 баллов.

Приведем также пример со спектром последовательных межпиковых интервалов сигналов комплекса «Биоскоп». Как видно из рисунка 4, введение коразола на фоне действия люминала приводит к возвращению спектра межпиковых интервалов к нормативному виду. Поэтому для данной группы интегративных показателей эффективность люминала соответствует условным 2 баллам.

Сводные данные / Summary data

В таблице 3 обобщен характер наблюдаемых явлений. В верхней строке представлена группа интегративных показателей сигналов комплекса «Биоскоп». Во второй строке показан возможный характер их изменений после инъекции коразола на фоне действия различных ПСП. В третьей строке приведены баллы эффективности влияния различных препаратов. Ниже для каждого ПСП знаком «+» отмечен его вклад в процесс купирования формирования эпилептиформной активности. В последнем столбце указан суммарный по всем показателям балл эффективности влияния препарата.

Согласно представленным результатам ламотриджин в дозе 25 мг/кг не является эффективным для купирования судорожных состояний – суммарный балл его эффективности равен 0. С увеличением дозы ламотриджина до 70 мг/кг суммарный балл достигает 3. В случае топирамата его использование в дозе 15 мг/кг оказывается гораздо эффективнее (6 баллов), чем в дозе 30 мг/кг (2 балла).

Показана высокая эффективность применения таких классических препаратов, как люминал (фенобарбитал) и диазепам, в целях купирования судорожных состояний организма – 6 и 5 баллов соответственно. Отметим также высокую эффективность использования соединения № 3212 (4 балла).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ / CONCLUSION

Предложенная методология анализа является действенной и позволяет выявлять препараты, которые с наибольшей эффективностью могут быть использованы для купирования эпилептиформных состояний организма.