Нейрохимия, 2019, T. 36, № 3, стр. 226-238

ВВЕДЕНИЕ

Моноаминоксидаза [МАО; амин: кислород оксидоредуктаза (дезаминирующая), (содержащая флавин); КФ 1.4.3.4] является маркерным ферментом наружной мембраны митохондрий, играющим ключевую роль в катаболизме моноаминов-нейротрансмиттеров [1–3]. Невзирая на широкую распространенность МАО в различных органах и тканях [2], особое внимание привлекает ее роль в регуляции эмоций и поведения [1, 2]. Показатели церебральной МАО-активности отражают особенности характера, склонность к аддикциям, а также предрасположенность к импульсивным реакциям и агрессивным действиям [4]. В первую очередь это касается хлоргилин-ингибируемой А-формы фермента (МАО-А), экспрессируемой в катехоламинергических нейронах головного мозга, и осуществляющей окислительное дезаминирование норадреналина и серотонина [1, 3, 5]. Депренил-ингибируемая форма МАО (МАО-Б), сосредоточенная преимущественно в серотонинергических нейронах и астроцитах, дезаминирует β-фенилэтиламин, рассматривающийся в качестве “эндогенного амфетамина” [1, 2]. Обе формы фермента участвуют в катаболизме дофамина, который дезаминируется преимущественно МАО-А у грызунов и МАО-Б у приматов (включая человека) [1, 2]. Независимо от формы фермента и структурного разнообразия его субстратов, одним из облигатных продуктов МАО-реакции является H₂O₂ [1]_, играющая важную роль в регуляции чувствительности к инсулину [6]. При этом важно подчеркнуть, что инсулин подавляет экспрессию генов МАО-А и МАО-Б в нервной ткани [7], уравновешивая противоположное действие глюкокортикостероидных гормонов (ГКГ) [1, 8]. Абсолютная или относительная недостаточность инсулина и/или длительная гиперпродукция ГКГ в результате хронического стресса [7] вызывают нарушение баланса эндокринной регуляции экспрессии генов МАО и приводят к прогрессирующему нарастанию активности этого фермента в головном мозге. Такая ситуация складывается при сахарном диабете (СД) 1-го и 2-го типа, а также при болезни Альцгеймера, которая характеризуется церебральной инсулинорезистентностью и аргументированно рассматривается как СД 3-его типа [7]. Прогрессирующее нарастание МАО-активности головного мозга при этих заболеваниях считается важной причиной нарушений моноаминергической (прежде всего серотонин- и дофаминергической) нейропередачи, обусловливающих развитие депрессии [7]. Стоит добавить, что чрезмерное усиление МАО-зависимой продукции H₂O₂ вызывает оксидативный стресс (ОС) [2, 9, 10], играющий существенную роль в патогенезе диабетической энцефалопатии [11].

Оригинальные отечественные производные 3‑оксипиридина и янтарной кислоты (эмоксипин, реамберин и мексидол), продемонстрировавшие высокую клиническую эффективность в комплексном лечении диабетических нейропатий [12], вызывают антидепрессивный эффект как у людей, больных СД [13], так и у животных с экспериментальным СД [14]. Эти лекарственные средства (ЛС) проявляют инсулинпотенцирующую и антиглюкокортикоидную активность в экспериментах in vivo [15, 16], а также обладают МАО-модулирующим действием in vitro [17]. Важно подчеркнуть, что направленность МАО-модулирующего действия отдельных производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты определяет характер их влияния на ОС in vitro [17]. До настоящего времени остается неизученным влияние эмоксипина, реамберина и мексидола на церебральную активность МАО-А и МАО-Б при экспериментальном СД.

Представленная статья посвящена изучению влияния производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты на динамику активности моноаминоксидаз в коре головного мозга крыс с аллоксановым диабетом. Данный отдел головного мозга был выбран для исследования в связи с тем, что он содержит значительную часть аксональных терминалей аминергических нейронов стволовой локализации [18] и относится к числу тех церебральных структур, которые наиболее уязвимы к диабетическому поражению [11]. Полученные данные были сопоставлены с уровнем циркулирующего кортикостерона и изменениями кортикального содержания серотонина и дофамина, дефицит которых считается важнейшей причиной развития депрессии [6]. Дополнительно были исследованы соответствующие эффекты α-липоевой кислоты (α-ЛК), которая ранее использовалась как препарат сравнения при изучении антидепрессивного и церебропротекторного действия производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты у крыс с аллоксановым диабетом [19–21].

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование было проведено на 956 половозрелых беспородных крысах обоего пола, массой 180–250 г. Организация работы соответствовала отечественным и международным этическим нормам, регламентирующим эксперименты на животных [22]. СД моделировали путем внутрибрюшинного введения аллоксана моногидрата (“ДИАЭМ”, Россия) в дозе 163 мг/кг. Животные группы “интактный контроль” получали эквиобъемное количество 0.9% раствора NaCl.

Через 72 ч после индукции СД крыс, получивших инъекцию аллоксана, равномерно распределяли на подгруппы экспериментальной терапии и контроля (“аллоксановый диабет – контроль”). Выбор данного срока для начала экспериментальной терапии обусловлен 4-фазным характером токсикодинамики аллоксана, вызывающего некротическую деструкцию β-эндокриноцитов и абсолютный дефицит инсулина в пределах 12–48 ч после введения [23]. Для надежного воспроизведения аллоксанового диабета период, предшествующий введению изученных ЛС, пролонгировали на сутки от максимальной латентности развития абсолютного дефицита инсулина. Изученные ЛС применяли в рамках трех схем введения – однократное введение без заместительной инсулинотерапии, 7- и 14-кратное введение на фоне заместительной инсулинотерапии. Первая инъекция ЛС всегда выполнялась через 3-е сут после введения аллоксана. Во всех случаях изучаемые препараты вводили внутрибрюшинно, один раз в сутки. Каждое ЛС применяли в 3-х дозах, экстраполированных из разовых дозировок терапевтического диапазона для человека с учетом различий в величинах относительной площади поверхности тела [24]. Во всех случаях минимальной дозой изучаемого диапазона являлась 1/2 от расчетного эквивалента средней терапевтической дозы (ЭСТД). В качестве максимальной дозировки использовался удвоенный ЭСТД. Эмоксипин (2-этил-6-метил-3-оксипиридина гидрохлорид, Московский эндокринный завод) использовали в дозах 6.25, 12.5 и 25 мг/кг. Мексидол (2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат, ООО “НПК “Фармасофт”, Россия) применяли в дозах 12.5, 25 и 50 мг/кг. Исследованные дозы 1.5% раствора реамберина (N-(1-дезокси-D-глюцитол-1-ил)-N-метиламмония натрия сукцинат, ООО “НТФФ “Полисан”, Санкт-Петербург) составили 12.5, 25 и 50 мл/кг. α-ЛК (берлитион, “Berlin-Chemie”, Германия) вводили в дозах 25, 50 и 100 мг/кг. Все дозировки изучаемых ЛС вводили в конечном объеме 50 мл/кг (при необходимости препараты разводили в 0.9% растворе NaCl). Животные контрольных подгрупп (“интактный контроль” и “аллоксановый диабет – контроль”) получали изотонический раствор NaCl в том же объеме. При 7- и 14-кратном применении изученных препаратов всем крысам с экспериментальным СД проводили базисную инсулинотерапию, начиная с 4 дня после инъекции аллоксана. С этой целью животным раз в сутки подкожно вводили 3 ед./кг инсулина аспарта двухфазного (НовоМикс 30 Пенфилл, “Novo nordisk”, Дания). В экспериментах с курсовым (7-и и 14-и дневным) введением изученных препаратов крысы подгруппы “интактный контроль” вместо инсулина получали 0.9% раствор NaCl в соответствующем объеме. В экспериментах с однократным применением изученных ЛС заместительную инсулинотерапию не проводили.

Сроки получения биологического материала соответствовали дизайну ранее выполненного исследования, в котором последовательно оценивались психотропные эффекты изучаемых препаратов и их влияние на клеточный состав церебральных структур при аллоксановом диабете у крыс [25]. Через 48 часов после заключительной инъекции изучаемых препаратов животных наркотизировали диэтиловым эфиром, декапитировали, получали кровь и быстро извлекали головной мозг. Из полученных образцов крови выделяли сыворотку, в которой регистрировали концентрацию кортикостерона экстракционно-флуориметрическим методом [26, 27]. Образцы головного мозга отмывали в охлажденном 100 мМ калий-фосфатном буфере (рН 7.6), осушали фильтровальной бумагой и помещали на охлажденные льдом чашки Петри. Все манипуляции с образцами нервной ткани проводили при температуре 0–4°С. Кору головного мозга выделяли по технологии, описанной Glowinski, Iversen [28], взвешивали и гомогенизировали в буфере вышеприведенного состава (соотношение 1 : 20 – вес/объем) с помощью гомогенизатора Поттера–Эвельгейма. Полученный гомогенат разделяли на три порции, одна из которых предназначалась для определения активности МАО, а две другие для регистрации содержания дофамина и серотонина.

Аликвоту первой порции гомогената (0.9 мл) при тщательном перемешивании разбавляли в 1.5 раза 0.9 М раствором сахарозы, приготовленным на 100 мМ калий-фосфатном буфере (рН 7.6), с целью обеспечения концентрации сахарозы (0.3 М), требующейся для дальнейших этапов работы [29]. Полученные образцы замораживали и хранили в герметично закрытых пластиковых пробирках при –80°С (морозильная камера Thermo Forma 905, Thermo Fisher Scientific, США). После размораживания из гомогенатов выделяли МАО-содержащую фракцию субмитохондриальных частиц [29]. На первом этапе этого процесса гомогенаты центрифугировали при 1824 g в течение 10 мин. Затем полученные супернатанты центрифугировали при 12 768 g в течение 35 мин (Hitachi Himac CT 15RE с ротором T15A62, Япония). Осадок ресуспендировали в 250 мкл раствора 0.3 М сахарозы, наслаивали на 2.0 мл 1.2 М раствора сахарозы, приготовленной на 100 мМ калий-фосфатном буфере (рН 7.6) и вновь центрифугировали при 12 687 g в течение 40 мин. После однократной промывки в буфере вышеуказанного состава, очищенные МАО-содержащие белковые преципитаты суспендировали в 1.0 мл того же буферного раствора, замораживали и хранили при –80°С вплоть до определения МАО-активности. После заключительного размораживания пробы разделяли на две порции, в одной из которых определяли активность МАО-А (с серотонин-гидрохлоридом (H9523, Sigma–Aldrich) в качестве субстрата), а в другой регистрировали активность МАО-Б (с солянокислым бензиламином (B5136, Sigma–Aldrich) как субстратом). В обоих случаях регистрацию МАО-активности проводили спектрофотометрическим методом, основанном на дериватизации альдегидных продуктов МАО-реакции 2,4-динитрофенилгидразином (2,4-ДФНГ) [29]. Этап дериватизации 5-гидроксииндолуксусного альдегида и бензальдегида выполнялся с минимальными модификациями, которые касались снижения концентрации 2,4-ДФНГ до 0.1 М в реактиве для фиксации альдегидов и уменьшения содержания тритона Х-100 до 3 г/л в реактиве для повышения хромогенности ДНФГ – производных. Оптическую плотность регистрировали на спектрофотометре СФ-56 (ОКБ “Спектр”, Россия). Активность ферментов выражали в единицах прироста оптической плотности 2,4-ДФНГ-дериватов альдегидных продуктов МАО-реакции за 1 мин инкубации в расчете на 1 г нервной ткани (ед.о.п./мин г ткани). Расчет ферментной активности на вес ткани (а не на количество белка в пробе) обусловлен ранее установленными существенными изменениями содержания белка в субмитохондриальной фракции нервной ткани крыс с аллоксановым диабетом.

Вторую и третью порции исходного гомогената депротеинировали равными объемами 0.8 М хлорной кислоты, содержащей 0.2% ЭДТА (для определения дофамина) и 20% трихлоруксусной кислоты (для определения серотонина), тщательно перемешивали в течение 10 мин и центрифугировали при 800 g в течение 20 мин при 4°С. Полученные супернатанты использовались для определения содержания изучаемых моноаминов. Уровень дофамина регистрировали флуориметрически после его предварительной адсорбции из депротеинатов на окиси алюминия с последующим элюированием уксусной кислотой и окислением йодом [30–32]. Содержание серотонина определяли модифицированным экстракционно-флуориметрическим методом по реакции с о-фталевым альдегидом [31, 33]. Флуоресценцию полученных образцов оценивали, с помощью анализатора “Флюорат-02-АБЛФ-Т” (ГК “Люмэкс”, Россия). Показатели содержания моноаминов выражали в микрограммах на грамм нервной ткани.

Учитывая известную роль нарушений углеводного обмена в развитии диабетической энцефалопатии [11], в параллельной серии экспериментов оценивали влияние исследуемых препаратов на выраженность гипергликемии у крыс с аллоксановым диабетом (набор реагентов “Новоглюк-К, М (500)”, ЗАО “Вектор-Бест”, Россия). Уровень гликемии регистрировали на фоне предшествующей депривации пищи в течение 24 ч при сохранении свободного доступа к воде. По своему дизайну дополнительная серия экспериментов соответствовала основной серии, в которой изучалось влияние препаратов на активность МАО и содержание моноаминов в коре головного мозга крыс с экспериментальным сахарным диабетом.

Статистический анализ выполнен с использованием пакета прикладных компьютерных программ SPSS-17.0. Данные обработаны методами дескриптивной статистики и представлены в виде медианы (Me) и диапазона между “нижним” (LQ, 25 процентиль) и “верхним” (UQ, 75 процентиль) квартилями. О достоверности межгрупповых различий судили по U-критерию Манна–Уитни. Оценку взаимосвязи между стандартизованными по соответствующим контролям результатами экспериментальных серий проводили путем расчета коэффициентов корреляции Спирмена (r_s). Проверка статистических гипотез выполнялась при критическом уровне значимости р = 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В результате проведенного исследования было установлено, что развитие экспериментального СД у крыс сопровождается быстрым нарастанием активности МАО в коре головного мозга (табл. 1–4). Прежде всего, это касается МАО-А, медианная активность которой в группе “аллоксановый диабет – контроль” без заместительной инсулинотерапии в 1.68 раза превысила соответствующий показатель “интактного контроля” уже через 5 сут после введения аллоксана. По-видимому, прирост активности данного фермента при аллоксановом диабете, также как параллельно развивающаяся гипергликемия (табл. 4), обусловлен абсолютным дефицитом инсулина. Важно заметить, что заместительная инсулинотерапия в период с 4-го по 10-й день после инъекции аллоксана, оказалась недостаточной для коррекции гипергликемии (табл. 4), но привела к временной нормализации активности МАО-А в коре мозга на 12-ые сут эксперимента (табл. 1). Это согласуется с представлениями об ингибирующем влиянии инсулина на экспрессию генов МАО [7]. Вместе с тем, несмотря на продолжение заместительной инсулинотерапии в период с 11-го по 17‑й день после введения аллоксана, активность кортикальной МАО-А в группе “аллоксановый диабет-контроль” повторно возросла и к 19-м сут эксперимента достигла 437.5% от соответствующего показателя “интактного контроля” (табл. 1). Полученные данные отражают формирование вторичной инсулинорезистентности [35], прогрессирование которой в динамике аллоксанового диабета привело к неэффективности использованной дозы инсулина как в отношении коррекции гипергликемии (табл. 4), так и предотвращения роста активности МАО-А в коре головного мозга (табл. 1). Стоит добавить, что на фоне абсолютного дефицита инсулина [23], отягощенного инсулинорезистентностью [35], у контрольных крыс с аллоксановым диабетом уровень циркулирующего кортикостерона соответствовал значениям “интактного контроля” на всех сроках эксперимента (табл. 3). Не исключено, что подобное нарушение эндокринного равновесия ведет к несбалансированному усилению не только гипергликемизирующего действия эндогенного ГКГ (кортикостерона), но и его стимулирующего влияния на экспрессию гена МАО-А [1] с последующим нарастанием активности этого фермента в коре головного мозга (табл. 1). Похожая, но менее выраженная динамика была отмечена для кортикальной МАО-Б, активность которой в группе “аллоксановый диабет – контроль” увеличивалась в 1.56 раза относительно “интактного контроля” только к 19 сут эксперимента (табл. 1). Важно подчеркнуть, что максимальное нарастание кортикальной МАО-активности к концу эксперимента сопровождалось более чем трехкратным снижением содержания дофамина в неокортексе крыс с аллоксановым диабетом (табл. 2).

Аналогичная, но статистически не значимая тенденция прослеживалась в отношении кортикального содержания серотонина. Полученные данные свидетельствуют о том, что нарастание активности МАО в коре головного мозга крыс с экспериментальным СД приводит к развитию дефицита дофамина, одновременно являющегося субстратом МАО-А и МАО-Б [1, 2]. Развивающаяся на таком фоне недостаточность дофаминергической нейропередачи в структурах переднего мозга считается узловым нейрохимическим механизмом патогенеза депрессии [36], проявления которой наблюдаются как у людей, страдающих СД [13, 37], так и у лабораторных грызунов с аллоксановым диабетом [14]. Следует заметить также, что наибольший прирост МАО-активности в неокортексе крыс с аллоксановым диабетом по срокам своего развития совпадал с максимальным накоплением липофусцина в первичной соматосенсорной коре и значительным уменьшением числа нейронов в ее поверхностных и глубоких слоях [19]. Это хорошо согласуется с представлениями о роли МАО в эскалации оксидативного поражения головного мозга при СД [6] и старении [10].

Производные 3-оксипиридина и янтарной кислоты оказали существенное влияние на показатели МАО-активности и содержание моноаминов в коре головного мозга крыс с аллоксановым диабетом (табл. 1, 2). Все изученные препараты снижали активность кортикальной МАО-А на 38–66% по сравнению с группой “аллоксановый диабет – контроль” уже при однократном введении до начала заместительной инсулинотерапии. Изолированное производное 3-оксипиридина (эмоксипин) вызывало такой эффект при использовании в относительно низких дозах (1/2ЭСТД и ЭСТД). Изолированное производное янтарной кислоты (реамберин) снижало активность кортикальной МАО-А в минимальной (1/2ЭСТД) и максимальной (2ЭСТД) дозах. Мексидол, одновременно являющийся производным 3-оксипиридина и янтарной кислоты, подавлял кортикальную МАО-А во всех изученных дозах. Препарат сравнения (α‑ЛК), также как мексидол, снижал активность МАО-А коры мозга во всем диапазоне применяемых доз. Ни одно из изученных ЛС при однократном введении не повлияло на активность МАО-Б в неокортексе крыс с аллоксановым диабетом.

Направленность изменений кортикального уровня моноаминов у крыс с аллоксановым диабетом при однократном введении изученных препаратов не соответствовала их влиянию на МАО-активность коры мозга (табл. 2). Как видно, невзирая на существенное снижение активности МАО-А под действием всех исследуемых ЛС (табл. 1), разовое введение реамберина (в дозах 1/2ЭСТД и 2ЭСТД) и α-ЛК (в дозах 1/2ЭСТД и ЭСТД) вызвало парадоксальное уменьшение кортикального содержания серотонина на 42–50% по сравнению с группой “аллоксановый диабет – контроль” (табл. 2). Кроме того, однократное применение этих же препаратов в минимальных дозах на 36–43% снизило содержание дофамина в коре мозга крыс с экспериментальным СД. Не исключено, что уменьшение содержания серотонина и дофамина в коре мозга больных животных под действием реамберина и α-ЛК связано с вероятным моноамин-либераторным действием этих ЛС и/или их способностью подавлять обратный нейрональный захват моноаминов из синаптической щели. Правомерность этого предположения иллюстрируется сопоставимостью антидепрессивной активности реамберина и α-ЛК [20] с соответствующим действием амитриптилина, ингибирующего обратный захват серотонина и норадреналина [18].

Семидневное введение изучаемых препаратов на фоне заместительной инсулинотерапии не оказало никакого влияния на кортикальную активность МАО-А при экспериментальном СД, но в большинстве случаев привело к увеличению активности МАО-Б на 9–37% по сравнению с группой “аллоксановый диабет – контроль” (табл. 1). Это касается производных 3-оксипиридина (эмоксипина и мексидола), увеличивавших кортикальную активность МАО-Б у больных животных при введении во всех использованных дозах. Такой же эффект оказывал препарат сравнения (α-ЛК) в минимальной дозе. Реамберин при введении в средней дозе вызывал аналогичную тенденцию, которая не достигала уровня статистической значимости. Полученные результаты могут быть связаны с индуцируемой инсулином продукцией H₂O₂ [38], которая увеличивает церебральную активность МАО-Б, не влияя на активность МАО-А или снижая ее [39]. Не исключено, что инсулинпотенцирующее действие изученных ЛС [15] на фоне 7-и дневного введения инсулина способствует повышению Nox4-зависимой продукции перекиси водорода, оптимальное накопление которой необходимо для редокс-амплификации эффектов данного гормона [6]. Вполне возможно, что слабо выраженный прирост кортикальной активности МАО-Б под действием изученных препаратов вносит определенный вклад в развитие их нейропротекторного эффекта при аллоксановом диабете [19, 21]. Такая возможность тоже связана с инсулиномиметическим действием H₂O₂, в условиях, когда этот субстрат-независимый продукт МАО-реакции накапливается в диапазоне относительно низких (физиологических) концентраций [38]. Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что супероптимальная продукция H₂O₂ в результате чрезмерного прироста МАО-активности является важным фактором развития ОС, инсулинорезистентности и нейронального апоптоза [6, 10, 38].

Введение изученных ЛС на протяжении 7 дней практически не оказало влияния на содержание моноаминов в коре головного мозга крыс с аллоксановым диабетом. Единственное исключение составила α-ЛК, недельное применение которой в средней дозе привело к нарастанию кортикального уровня серотонина в 1.5 раза по сравнению с группой “аллоксановый диабет – контроль” (табл. 2). Данный сдвиг не зависел от показателей корковой МАО-активности, которая не менялась в результате семидневного введения α-ЛК в дозе ЭСТД (табл. 1).

Двухнедельный курс введения изученных препаратов на фоне заместительной инсулинотерапии вызвал разнонаправленные изменения активности МАО-А и МАО-Б в коре мозга животных с экспериментальным СД (табл. 1). Все исследованные ЛС снижали активность кортикальной МАО-А в 1.46–5.83 раза в сравнении с группой “аллоксановый диабет – контроль”. Сукцинат-содержащие ЛС (реамберин и мексидол) оказывали такое действие во всем диапазоне применяемых доз, изолированное производное 3-оксипиридина (эмоксипин) – в минимальной и максимальной дозах, а препарат сравнения (α-ЛК) – в относительно высоких дозах (ЭСТД и 2ЭСТД). Одновременно, все препараты кроме эмоксипина увеличивали кортикальную активность МАО-Б на 31–48% по сравнению с группой “аллоксановый диабет – контроль”. Реамберин и α-ЛК вызывали такой эффект в максимальной дозе, а мексидол в относительно низких дозировках (1/2ЭСТД и ЭСТД). По-видимому, изменения кортикальной активности МАО-Б при 14-дневном применении изученных ЛС у крыс с аллоксановым диабетом отражают эскалацию тех сдвигов, которые начали развиваться при 7-дневном использовании соответствующих препаратов и были подробно обсуждены выше.

14-дневное применение большинства изученных ЛС при аллоксановом диабете существенно (в 1.78-5.79 раза) увеличило уровень дофамина в коре мозга больных животных (табл. 2). Это касается эмоксипина и α-ЛК, вводимых в максимальной дозе, а также мексидола, используемого в относительно низких дозах (1/2ЭСТД и ЭСТД). Реамберин не оказывал такого действия.

Стандартизация полученных данных по соответствующим контролям и последующий корреляционный анализ продемонстрировали обратную зависимость между влиянием препаратов на содержание дофамина и активность МАО-А в коре головного мозга крыс с аллоксановым диабетом. Как видно (рис. 1), нарастание кортикального уровня дофамина в результате двухнедельного введения изученных ЛС в значительной степени обусловлено их ингибирующим влиянием на МАО-А. При этом ни один из исследуемых препаратов не повлиял на кортикальный уровень серотонина (табл. 2), являющегося наиболее специфичным субстратом МАО-А.

Рис. 1.

Зависимость между влиянием изученных препаратов на содержание дофамина и активность МАО-А в коре головного мозга крыс с аллоксановым диабетом. Примечание: 1) треугольником обозначены 1/2ЭСТД, кругом – ЭСТД, квадратом – 2ЭСТД; 2) серая заливка - α-липоевая кислота; черная заливка – реамберин; серая заливка с очерченными контурами – мексидол; прозрачная заливка с очерченными контурами – эмоксипин.

Изменения МАО-активности и содержания моноаминов в коре мозга под действием изученных ЛС в целом не зависели от их влияния на концентрацию кортикостерона в сыворотке крови крыс с аллоксановым диабетом. Эмоксипин и реамберин, обладающие выраженным МАО-модулирующим действием (табл. 1), не оказали значимого влияния на концентрацию циркулирующего кортикостерона. Лишь мексидол и препарат сравнения (α-ЛК) вызвали значимые изменения уровня этого ГКГ (табл. 3). В обоих случаях данный эффект зависел от дозы и кратности введения ЛС. Однократное применение мексидола и α-ЛК в минимальной дозе снижало концентрацию циркулирующего кортикостерона на 25–31% в сравнении с группой “аллоксановый диабет– контроль”. Аналогичный эффект подобной выраженности наблюдался при 7-кратном введении относительно высоких доз α-ЛК (ЭСТД и 2ЭСТД). Двухнедельное применение α-ЛК в максимальной дозе приводило к практически двукратному снижению уровня циркулирующего кортикостерона. 14-дневное применение мексидола и α-ЛК в дозе ЭСТД вызвало противоположный эффект, проявившийся нарастанием концентрации кортикостерона на 19–45% по сравнению с группой “аллоксановый диабет – контроль”. Полученные данные укладываются в рамки представлений об антистрессорном действии мексидола [40], которое согласуется с его умеренно выраженной седативной активностью [41, 42]. α-ЛК оказывает еще более выраженное седативное действие [41], позволяющее предположить наличие антистрессорной активности у данного ЛС. Не исключено, что уменьшение концентрации кортикостерона при соответствующих режимах введения мексидола и α-ЛК обусловлено нарастанием порога стресс-реакции и снижением функциональной активности гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной оси (ГГАО) в результате развития седативного эффекта. Вместе с тем, мексидол и α-ЛК наряду с седативным действием обладают антиглюкокортикоидной активностью [16], которая при длительном введении этих препаратов может вызвать нарушение регуляции ГГАО по механизму “длинной петли отрицательной обратной связи” и привести к нарастанию уровня циркулирующих ГКГ.

Подобный механизм может лежать в основе прироста концентрации кортикостерона в крови крыс с экспериментальным СД при двухнедельном введении мексидола и α-ЛК в дозе ЭСТД.

Влияние изученных ЛС на активность кортикальных МАО и содержание моноаминов в коре мозга не зависело от гликемических эффектов соответствующих препаратов при экспериментальном СД. Большинство изученных препаратов значимо корригировали гипергликемию у крыс с аллоксановым диабетом (табл. 4). Чаще всего данный эффект развивался при курсовом введении изучаемых ЛС во всех использованных дозах на фоне заместительной инсулинотерапии. Это касается производных 3-оксипиридина (эмоксипина и мексидола), которые снижали гипергликемию в 1.99–2.94 раза при 7- и 14-дневном введении, а также α-ЛК, которая уменьшала гипергликемию в 2.1–2.3 раза только при двухнедельном применении. Исключение составил реамберин, применение которого вызывало тенденции аналогичной направленности, которые не достигали уровня статистической значимости.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Совокупность полученных данных свидетельствует о том, что развитие аллоксанового диабета у крыс сопровождается выраженным нарастанием МАО-активности в коре их головного мозга на протяжении всего эксперимента. В первую очередь это связано с динамикой кортикальной активности МАО-А, которая возрастала на 68% на начальном этапе эксперимента и, после транзиторной нормализации повторно увеличивалась более чем в 4 раза на его завершающем этапе. Менее выраженный и относительное поздний сдвиг аналогичной направленности был отмечен для кортикальной МАО-Б, активность которой увеличивалась на 56% только к концу эксперимента. Одновременное и наиболее выраженное нарастание активности МАО-А и МАО-Б в конце периода наблюдения сопровождалось более чем трехкратным снижением содержания дофамина в неокортексе крыс с аллоксановым диабетом. Оригинальные отечественные производные 3-оксипиридина и янтарной кислоты (эмоксипин, реамберин и мексидол) и α-ЛК, используемая в качестве препарата сравнения, эффективно корригировали прирост кортикальной активности МАО-А у крыс с аллоксановым диабетом. Введение этих препаратов в дозах, эквивалентных терапевтическому диапазону для человека, вызывало снижение кортикальной активности МАО-А на 38–66% при однократном и на 32–83% при 14-кратном применении. На заключительном сроке наблюдения изученные лекарственные средства корригировали дефицит дофамина в неокортексе животных с аллоксановым диабетом, увеличивая уровень этого моноамина в достоверном соответствии со снижением корковой активности МАО-А. В отношении коррекции кортикального дефицита дофамина при аллоксановом диабете наиболее эффективными оказались производные 3-оксипиридина (эмоксипин и мексидол). По обсуждаемому действию эти ЛС не уступали препарату сравнения (α-ЛК) и превосходили изолированное производное янтарной кислоты (реамберин). Важно добавить, что на начальном этапе исследования эмоксипин и мексидол, в отличие от реамберина и α-ЛК, не вызывали транзиторного снижения уровня дофамина и серотонина в коре головного мозга крыс с аллоксановым диабетом. Обсуждаемая динамика коркового содержания моноаминов не зависела от влияния изучаемых препаратов на активность МАО-Б, которая возрастала на 9–37% при 7-кратном введении эмоксипина, мексидола и α-ЛК и на 31–48% при 14-кратном применении реамберина, мексидола и α-ЛК. Изменения МАО-активности и содержания моноаминов в коре мозга под действием изученных препаратов не зависели от их влияния на выраженность гипергликемии и содержание кортикостерона в крови крыс с аллоксановым диабетом. Полученные результаты хорошо согласуются с известным церебропротекторным и антидепрессивным действием изученных препаратов [19, 20], а также соответствуют данным об их МАО-модулирующей активности in vitro [17].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Курсовое введение производных 3-оксипиридина (эмоксипина и мексидола) в дозах, эквивалентных терапевтическому диапазону для человека, предотвращает нарастание активности МАО-А и параллельно развивающийся дефицит дофамина в коре головного мозга в динамике первых двух недель аллоксанового диабета у крыс. По выраженности этих эффектов эмоксипин и мексидол не уступают α-ЛК. Изолированное производное янтарной кислоты (реамберин) уменьшает активность МАО-А в неокортексе животных с аллоксановым диабетом, но вызывает транзиторное снижение содержания серотонина и дофамина на раннем этапе исследования и не корригирует дефицит дофамина к концу периода наблюдения. Курсовое введение всех изученных препаратов вызывает увеличение кортикальной активности МАО-Б, не связанной с параллельными сдвигами уровня моноаминов в коре мозга крыс с аллоксановым диабетом. Изменения активности кортикальных МАО и содержания моноаминов в коре мозга под действием изученных препаратов не зависят от их влияния на уровень циркулирующего кортикостерона и гипергликемию при аллоксановом диабете у крыс.

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ

Работа выполнена в рамках государственного задания на осуществление научных исследований и разработок “Фармакофизиология и биохимическая фармакология производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты” (№ государственной регистрации: АААА-А18-118021890008-4. Дата регистрации: 18.02.2018 г.).