На правах рукописи

Филиппова Гюзель Фаритовна

ЧУ ЭП ЫХ Ж ЫХ

П Х ПЫ Щ П Ы

Д

14.03.06 - Фармакология, клиническая фармакология

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

еля инск 4 Ра ота выполнена на кафедре фармакологии и клинической фармакологии Государственного юджетного о разовательного учреждения высшего профессионального о разования «Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор арионов еонид Петрович

Официальные оппоненты:

алеева илия нваровна доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО "Башкирский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации, кафедра фармакологии №, заведующая Батурин ладимир лександрович доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО "Ставропольский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации, кафедра клинической фармакологии, аллергологии и иммунологии с курсом ПДО, заведующий

Ведущая организация: Федеральное государственное юджетное учреждение «Научноисследовательский институт фармакологии имени В.В. Закусова» Российской академии медицинских наук

Защита диссертации состоится «27» мая 2014 года в _часов на заседании Диссертационного совета Д 8. 7. 3 при Государственном юджетном о разовательном учреждении высшего профессионального о разования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, по адресу:

454092, г. еля инск, ул. Воровского, 64.

С диссертацией можно ознакомиться в и лиотеке Государственного юджетного о разовательного учреждения высшего профессионального о разования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (454 9, г. еля инск, ул. Воровского, 64) и на сайте www.chelsma.ru.

Автореферат разослан «» 4 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор медицинских наук Ю.С. Шишкова БЩ Х БЫ ктуальность темы исследования и степень ее разработанности Повторяемость процессов – один из признаков жизни. Все клетки и системы организма, да и организм в целом, и его функции подвержены коле аниям иологических ритмов. Такие повторяющиеся коле ания ритмов становятся частью механизмов адаптации организма к меняющимся условиям окружающей среды и затрагивают все уровни организации систем и организмов от су клеточного до организменного и даже популяционного ( и исов С.М. Биоритмы и космос: мониторинг космо- иосферных связей. Москва, 2013. 44 с.; Романов Ю.А.

Теория иологических систем и про лемы их временной организации // Про лемы хроно иологии. -1990. - Т.., № 3-4. С. 5-122.).

Коле ания иологических функций в организме могут ыть физиологическими и патологическими. Патологическое развитие коле аний ритмов может ыть о условлено внутренними и внешними факторами, такими как, например, смена часовых поясов или развитие патологического процесса внутри организма, неизменно ведущее к изменениям иоритмики целого организма. Действие лекарственного вещества на организм и реакция на это фармакологическое воздействие удет отличаться в зависимости от различных условий: точки приложения, места, времени и фаз ритмических процессов и т.д. Лекарственные средства спосо ны вмешиваться в течение ритмических процессов на всех уровнях организации иосистемы и оказывать тем самым хронофармакологический эффект, который может ыть полезным или нежелательным (Арушанян Э.Б. Хронофармакология на ру еже веков.

Ставрополь, 2005. 575 с.). Известно, что временные коле ания чувствительности к лекарственным средствам зависят от различных эндогенных и экзогенных факторов и проявляются на различных уровнях организации: молекулярном, клеточном, организменном (Reinberg A.

Advances in human chronopharmacology // Chronobiologia. – 1976. - № 3. P. 151-166.; и исов С.М. Основные аспекты хронофармакологии и хронотерапии // Новая аптека. – 2001. - № 3. C.

42-49.). Воздействие удет изменяться по нескольким критериям: по эффективности, по степени развития по очных эффектов, по длительности воздействия (Арушанян Э.Б.

Хронофармакотерапия за олеваний // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 1992.

- Т. 55, №. C. 75-77.). В связи с этим для получения терапевтического эффекта важно определить параметры временной организации системы организма и оптимальное время для назначения лекарств (Арушанян Э.Б. Новые тенденции в хронофармакологии // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 1999. - Т. 6, №. С. 3-5.; Арушанян Э.Б.

Водитель циркадианного ритма — супрахиазматические ядра гипоталамуса как возможная мишень для действия психотропных средств // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 1998. - № 3. С. 67-73.; Романов Ю.А. Пространственно-временная организация иологических систем как отражение про лемы пространства-времени в иологии // Про лемы ритмов в естествознании : материалы 2 международного симпозиума, Москва, 1-3 марта, 2004. Москва, 2004. С. 357-359.; Reinberg A. Synchronization and dyschronism of human circadian rhythms // Pathol. Biol. - 1996. - Vol. 44, № 6. P. 487-495.; Shibata S. Biological rhytms and drugs // Jap. J. Psychopharmacol. - 1999. - Vol. 19, N 1. P. 11-20.). Действие фармакологических средств и реакция на них организма сопряжены с иологическими ритмами, удут зависеть от времени и фаз ритмических процессов. Так, например, если в вы оре рационального терапевтического подхода ориентироваться на эффективность лекарственного средства, то разумно использовать препарат в фазу наи ольшей или наименьшей активности органа, системы или организма в целом в зависимости от направленности действия или нео ходимого эффекта.

Периодические коле ания во времени физиологических процессов под действием эндогенных и экзогенных факторов могут существенно отражаться и на судь е лекарственного вещества в организме. Это может ыть о условлено различными периодами коле ательных процессов фармакодинамики препарата, а именно изменениями динамики распределения, иотрансформации, выделения фармакологических средств, что зависит от фазы коле аний функций сердечно-сосудистой системы, активности микросомального аппарата печени, мочевыделительной системы (Арушанян Э.Б. Хронофармакология.- Ставрополь,. 424 с.).

Таким о разом, реакция организма на вещество зависит от того на какую фазу иологического ритма приходится лекарственное воздействие. Соответственно, в круг основных про лем современной хронофармакологии входит вы ор рациональной схемы применения препаратов, как в условиях эксперимента, так и в клинике. Актуальным остаётся исследование влияния лекарственных веществ на иологические ритмы, оценки оптимального времени введения препарата и получения максимального фармакологического эффекта.

Каждый год, каждый день, каждый час организм подвержен влияниям различных групп иологических ритмов. Наи ольшее значение имеют циркадианные (околосуточные) ритмы.

Для выраженности фармакологического действия имеет значение не столько время суток само по се е, сколько изменения коле ательных процессов исходного функционального состояния (Арушанян Э.Б. Хронофармакология.- Ставрополь,. 4 4 с.). В основе этих процессов лежит ритмическая структура функционирования органов “пейсмейкеров”, а именно деятельность отделов центральной нервной системы организма на эндокринном и системном уровне. Естественно, что в наи ольшей степени эта зависимость удет на людаться для фармакологических веществ воздействующих непосредственно на центральные структуры, подверженные циклическому циркадианному функционированию. Изучив научную литературу, нам удалось о наружить лишь незначительные сведения о действии некоторых фармакопейных препаратов с угнетающим и воз уждающим типом действия на функциональное состояние центральной нервной системы (ЦНС) в зависимости от времени суток их введения в организм экспериментальных животных. то позволило нам определить цель и задачи наших исследований.

Провести сравнительное экспериментальное исследование хронофармакологических эффектов фармакопейных препаратов с преимущественно угнетающим (тиопентал натрия, натрия окси утират), стимулирующим (фенотропил) и адаптогенным (мелатонин) типом действия на функциональное состояние центральной нервной системы ла ораторных животных.

Определить суточные ритмы олевой чувствительности к термическому раздражению, ритмы двигательной активности мелких ла ораторных животных и выявить осо енности влияния на эти иологические ритмы препаратов с разнонаправленным действием на функциональное состояние центральной нервной системы (тиопентал натрия, натрия окси утират, фенотропил, мелатонин).

Изучить циркадианные коле ания ориентировочно-исследовательских реакций и двигательной активности ла ораторных крыс в тесте «открытое поле» и определить осо енности и закономерности влияния на них препаратов с угнетающим (тиопентал натрия, натрия окси утират), стимулирующим (фенотропил) и адаптогенным действием (мелатонин) на центральную нервную систему организма.

Изучить осо енности действия тиопентала натрия и натрия окси утирата на показатели ректальной температуры крыс в зависимости от циркадианной фазы их введения.

Провести сравнительный анализ хронофармакологической эффективности действия тиопентала натрия и натрия окси утирата на крыс при введении их в неингаляционный наркотический сон.

Основным методологическим принципом ра оты явился комплексный хронофармакологический подход к оценке действия различных психотропных препаратов на организм ла ораторных животных. Экспериментальная часть ра оты ыла осуществлена на ла ораторных грызунах (мыши, крысы) с использованием различных методических подходов:

методики «открытого поля», усовершенствованной на кафедре фармакологии и клинической фармакологии ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава России профессором Ларионовым Л.П. методики «горячей пластинки» (актотермоальгезиметрия) в зависимости от времени суток введения изучаемых препаратов. В качестве экспериментальных психотропных веществ ыли использованы тиопентал натрия, натрия окси утират, фенотропил и мелатонин. При помощи методики оценки ректальной температуры крыс, методики оценки эффективности введения в наркоз ла ораторных крыс проведено изучение хронофамакологического влияния тиопентала натрия на организм животных. В качестве препарата сравнения изучался натрия окси утират.

Во всех сериях опытов ыл проведён суточный мониторинг оцениваемых параметров каждые часа: в 9:, 3:, 3:, 7:, :, 5:, 9:.

тепень достоверности, апробация результатов, личное участие автора Полученные в ходе исследования результаты, сформулированные положения и выводы соответствуют теме диссертации, адекватны поставленным целям и решаемым задачам, статистически достоверны и основаны на анализе достаточного количества экспериментального материала с использованием современных хроно иологических и хронофармакологических методов и подходов.

Основные положения диссертационной ра оты доложены и о суждены на V международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» (Москва, ), II Международной научно-практической конференции «Достижения, инновационные направления, перспективы развития и про лемы современной медицинской науки, генетики и иотехнологий» (Екатерин ург, ), IV съезде фармакологов России «Инновации в современной фармакологии» (Казань, ), конференции «Фармация и о щественное здоровье» (Екатерин ург, ), XV Международного конгресса "Здоровье и о разование в XXI Веке" (Москва, 3).

Апро ация ра оты состоялась на расширенном заседании кафедры фармакологии и клинической фармакологии с участием сотрудников кафедр нормальной физиологии, патологической физиологии, отаники и фармакогнозии, иохимии Государственного юджетного о разовательного учреждения высшего профессионального о разования «Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава России).

Личный вклад автора состоит в непосредственном участии на всех этапах диссертационной ра оты: в теоретической разра отке и проведении экспериментальных исследований, в оформлении первичной документации, самостоятельной статистической о ра отке и анализе полученных данных, их интерпретации, подготовке пу ликаций основных результатов диссертационной ра оты в журнальных статьях и тезисах конференций.

О основание под ора препаратов с разнонаправленным действием на центральную нервную систему организма экспериментальных животных (тиопентал натрия, натрия окси утират, фенотропил, мелатонин) зависит от хронофармакологических осо енностей их действия при введении в различное время суток.

Средства с преимущественно угнетающим типом действия на центральной нервной системы (тиопентал натрия, натрия окси утират) спосо ствуют организации иологических ритмов чувствительности к термическому раздражению, двигательной активности и ориентировочно-исследовательских реакций ла ораторных животных, в то время, как психостимулирующие ноотропные препараты (фенотропил), приводит к деста илизирующему эффекту на эти функциональные коле ания.

Учитывая выявленные осо енности циркадианной ритмичности функций организма ла ораторных животных, препараты с разнонаправленным действием на функциональное состояние центральной нервной системы оказывают неодинаковый эффект в зависимости от циркадианной фазы их введения или о ладают фазозависимым характером действия.

Практически отсутствуют в современной литературе данные о хронофармакологических аспектах влияния фармакопейных психотропных препаратов на организм экспериментальных животных в течение суток, результаты, полученные в процессе выполнения диссертации, могут иметь актуальное значение для экспериментальной медицинской науки.

Впервые установлено влияние фармакопейных психотропных препаратов, с преимущественно подавляющим действием на функциональное состояние ЦНС, тиопентала натрия и натрия окси утирата на флюктуации ритмов олевой чувствительности, двигательной активности и ориентировочно-исследовательские реакции ла ораторных животных в зависимости от времени суток их применения. Кроме того, о наружено ритмоорганизующее действие натрия окси утирата на иологический ритм олевой чувствительности и реактивности ла ораторных животных.

Впервые доказано стимулирующее действие фенотропила на ориентировочноисследовательские реакции и двигательную активность ла ораторных животных в хронофармакологическом аспекте, а также впервые выявлено хронофармакологическое влияние мелатонина как адаптогена на ритмы олевой чувствительности и реактивности ла ораторных животных.

Несмотря на активное развитие хронофармакологического подхода к терапевтическим мероприятиям, осо енно сильнодействующих веществ, не ыло проведено оценки фармакологической эффективности действия средств для неингаляционного наркоза. Нами выявлена фазозависимая циркадианная активность тиопентала натрия и натрия окси утирата при введении крыс в наркотический сон, а также влияние указанных препаратов на иологические ритмы ректальной температуры тела ла ораторных животных.

Впервые дана сравнительная оценка хронофармакологических эффектов фармакопейных препаратов с разнонаправленным действием на ЦНС, продемонстрированы осо енности действия исследуемых веществ на функциональное состояние ЦНС в зависимости от времени суток их введения.

Полученные в ходе исследования результаты позволяют зафиксировать чёткую временную зависимость фармакологического эффекта различных групп фармакопейных препаратов, действующих на функциональное состояние ЦНС. Знания хронофармакологических осо енностей действия тиопентала натрия, натрия окси утирата, фенотропила и мелаксена позволяют экстраполировать хронофармакологическую зависимость действия этих лекарственных препаратов в практическую медицину и доказывают нео ходимость подтверждения и внедрения данного направления фармакологии в условиях клинических испытаний. Эти знания расширяют диапазон использования перечисленных лекарственных препаратов в клинической практике, оптимизируют технологии их использования и под ора дозировок, что удет спосо ствовать уменьшению выраженности по очного воздействия и рационализации терапевтических мероприятий в целом.

Результаты исследования внедрены в уче ный процесс кафедры фармакологии и клинической фармакологии Государственного юджетного о разовательного учреждения высшего профессионального о разования «Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава России).

Результаты диссертационного исследования используются в ветеринарной практике Клиники ветеринарной медицины «Доктор Ай олит» (ИП Исайкин А.И.) г. Екатерин урга.

Соискатель имеет 21 опу ликованную ра оту, из них по теме диссертации опу ликовано 12 научных ра от о щим о ъемом 1,5 печатных листа, в том числе 3 статьи в научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК при Мино рнауки России, 7 ра от в материалах всероссийских и международных конференций, научных пу ликации в изданиях, входящих в азу РИНЦ.

Диссертационная ра ота изложена на 173 листах печатного текста и состоит из введения, о зора литературы, материалов и методов исследования, результатов со ственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы.

Диссертация иллюстрирована 43 та лицами, 34 рисунками. Список литературы содержит источников, из которых 98 опу ликовано в отечественной литературе и 46 – в зару ежных изданиях.

Ра ота выполнялась в 10-2013гг. на кафедре фармакологии и клинической фармакологии ГБОУ ВПО «Уральский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации.

О щий о ъём экспериментальной ра оты выполнен на 4 еспородных елых мышах средней массой 35–4 г и крысах-самцах популяции Wistar (массой 5 –35 г). Все животные содержались в стандартных условиях вивария и получали рацион в соответствии с Приказом № 79 от..83 «О утверждении нормативов затрат кормов для ла ораторных животных в учреждениях здравоохранения». Вне эксперимента ла ораторные крысы и мыши в виварии находились в условиях естественного освещения. За месяц до начала опытов животных о ъединяли в группы: мышей по осо ей, крыс по 5 осо ей, поскольку, известно, что при групповом содержании животных происходит синхронизация их циркадианных ритмов.

Та лица – Препараты, использованные в экспериментах В связи с многоо разием методологических и статистических подходов в современной науке для оценки хронофармакологического аспекта мы воспользовались наи олее ведущими критериями оценки, которые имели выраженную циркадианную активность.

В первую очередь ыли исследованы естественные иологические ритмы различных функциональных состояний ла ораторных животных, а затем воздействие на эти ритмы исследуемых лекарственных препаратов в зависимости от циркадианной фазы их введения.

Оценку поведенческой активности ла ораторных животных проводили в тесте «открытое поле» по о щепринятой методике. Эксперимент начинали с посадки крыс под тёмный колпак центрального круга на 5 секунд с целью ста илизации адаптации животного к методике. После 5-ти секундной экспозиции нахождения крысы под колпаком, колпак у ирали и начинался 3-х минутный отчёт пре ывания животного в «открытом поле», где регистрировали латентное время ухода животного с центрального круга, количество пересечённых квадратов (горизонтальная двигательная активность) и вертикальных стоек (вертикальная двигательная активность), количество исследованных отверстий («нор») и элементов груминга (умывание, почёсывания, чистка). Определения показателей проводили круглосуточно каждые 4 часа: в 9:00, 23:00, 03:00, 07:00, 11:00, 15:00, 19:00. Первоначально с целью определения «чистых» иологических ритмов ориентировочно-исследовательских реакций эксперимент проводили ез использования лекарственных веществ. Далее при однократном введении препаратов регистрацию ориентировочно-исследовательских реакций совершали перед началом эксперимента и через 3, 9, 6 и минут после введения исследуемых препаратов.

Оценку чувствительности и двигательной активности мелких ла ораторных животных (мышей) к термическому раздражению осуществляли c использованием методики исследования олевой чувствительности на «горячей пластинке» по Эдди и Лейм аху («hot-plate» тест) на модернизированном аппарате актотермоальгезиметре. Методика «горячей пластинки» (Eddy N.

B. Synthetic analgesics: dythienylbutenyl and dythienylbutylamines // J. Pharmacol. Exp. Ther. – 1953. – Vol. 107, № 3. P. 385-393.) заключается в оценке олевого рефлекса при контакте подушечек лап с горячей поверхностью, что основано на измерении времени до момента отдёргивания задней лапы, о лизывания лап и/или прыжка. При однократном введении препаратов оценку поведенческих реакций совершали через, 3, 6, 9 и минут после введения. Исследования проводили 6 раз в сутки: в 19:00, 23:00, 03:00, 07:00, 11:00, 15:00.

Периодом для проведения эксперимента ыл вы ран осенне-зимний период (ноя рь-дека рь), когда световой период на заданной территории минимален. Изначально изучили ритмики животных ез введения препаратов, затем в последовательных сериях опытов фиксировали изменения на фоне введения каждого препарата (тиопентала натрия, натрия окси утирата, фенотропила, мелатонина). Каждый из препаратов вводили в виде водного раствора внутри рюшинно с коррекцией дозировок с экстраполяцией средних терапевтических доз человека на организм животного с учётом различий в величинах относительной площади поверхности тела (мг/кг массы осо и).

Метод исследования влияния средств для неингаляционного наркоза на ректальную температуру тела ла ораторных животных включал в се я двукратное измерение ректальной температуры тела крыс на глу ине введения,5 см до и после внутри рюшинного введения препаратов 6 раз в течение суток через каждые 4 часа: в 19:00, 23:00, 03:00, 07:00, 11:00, 15:00.

Для оценки адаптационных спосо ностей животных проводили дополнительный эксперимент в 19:00. Одновременно оценивали эффективность введения в наркоз ла ораторных животных при использовании исследуемых психотропных средств с угнетающим типом действия на ЦНС. В опытах внутри рюшинно вводили 5 мг/кг % водного раствора натрия окси утирата, тиопентал натрия в дозе 5 мг/кг % водного раствора. После введения препаратов оценивали процесс вхождения животных в наркоз, время латентного периода, скорость наступления « окового положения», длительность « окового положения», качественные параметры «вхождения» в наркоз и «выхода» из наркоза.

Статистическую о ра отку результатов проводили на азе пакета стандартных программ Windows (Excel) и Statistica.. При вычислении достоверности различий в экспериментах по исследованию иоритмов интактных крыс использовали методы непараметрической статистики ANOVA: зависимых групп – критерий Фридмана, независимых групп – критерий КрускалаУоллиса. Данные представлены в виде медианы и межквартильного размаха – Me [Q25; Q75].

При изучении действия тиопентала натрия, натрия окси утирата, фенотропила, мелатонина использовали непараметрический критерий Манна-Уитни. Достоверными считались различия показателей при p<, 5 (уровень значимости = 5 %). Результаты представлены в виде:

среднего арифметического ± стандартная оши ка среднего (M ± m). Для оценки достоверности различий параметрических показателей применяли t-критерий Стьюдента, критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимали меньшим или равным, 5. При проведении сравнительного анализа ыли вычислены медианы, а результаты экспериментов представлены в виде относительных величин (% от мезора), достоверность различий вычисляли при помощи непараметрического критерия Крускала-Уоллиса. Значимыми считали различия p<, 5. Для выявления иологических ритмов исследуемых параметров применяли групповой косинор-анализ с использованием программы Cosinor v..4 for Excel /XP.

У Ы Б УЖД

Проведённые экспериментальные исследования показали, что ЦНС имеет циркадианную ритмичность, а воздействие на иологические ритмы организма животных изучаемых психотропных препаратов с разнонаправленным действием на функциональное состояние ЦНС проявлялось дифференцированно в зависимости от циркадианной фазы их введения.

Болевая чувствительность к термическому раздражению ла ораторных мышей, а также их двигательная активность ыли подвержены суточным коле аниям, называемыми иологическими ритмами. В результате эксперимента нами выявлена вариа ельность ответных реакций мышей на термическое раздражение (рисунок ). Во многом она зависела от времени суток исследования и от введённого препарата. Как правило, отмечался циркадианный характер ритма со сложной структурой и о язательным наличием акрофазы и атифазы ритма. При этом кривая структуры уникальна для каждого отдельно взятого ритма.

исунок 1 - ремя реакции мышей на термическое раздражение при первоначальных посадках в различное время суток