Ивановский Государственный Университет Биолого химический факультет Кафедра физиологии человека и животных диплом
| Вид материала | Диплом |
- М. К. Аммосова биолого географический факультет институт физической культуры и спорта, 137.1kb.
- Программа аттестационных испытаний по биологии биолого-химический факультет, 524.84kb.
- Биолого-химический факультет, 247.38kb.
- Биолого-химический факультет, 241.34kb.
- Роль индивидуальных психофизиологических особенностей студентов в адаптации к умственной, 674.31kb.
- Тверской Государственный Университет Химико-Биолого-Географический факультет Кафедра, 103.37kb.
- Время и место проведения Конференция проводится в апреле 2012 года в Нижегородском, 41.09kb.
- Перспективное планирование мероприятий на основе данных анализа дтп, по обеспечению, 34.73kb.
- М. В. Ломоносова филологический факультет кафедра истории зарубежной литературы Диплом, 949.48kb.
- Дагестанский Государственный Университет Юридический факультет Кафедра гражданского, 1143.65kb.
Ивановский Государственный Университет
Биолого – химический факультет
Кафедра физиологии человека и животных
Дипломная работа
Содержание селена и кобальта в головном мозге крыс после интраназального введения церебролизина и сульфата цинка.
Студентки V курса
Сурковой М. А.
Научные руководители
к. м. н., доц. Л. Н. Катаева
д. м. н. О. А. Громова
Допустить к защите
Зав. Кафедрой физиологии
человека и животных
к. б. н., доц. В. Н. Зарипов
11 июня 2004 год.
Иваново 2004.
Оглавление.
Аббревиатура
Введение……………………………………………………………………..6
Глава 1. Обзор литературы. Макро – и микроэлементы в организме
человека…………………………………………………………8
- Участие макро – и микроэлементов в нейрофизиологи
ческих процессах…………………………………………...8
- Распределение микроэлементов в центральной нервной
системе в норме…………………………………………….11
- Влияние лекарственных веществ на состав микроэлемен
тов в центральной нервной системе………………………14
1.3.1 Общие сведения о элементсодержащих препаратах.14
1.3.2 Сульфат цинка………………………………………..15
1.3.3 Церебролизин…………………………………………16
Глава 2. Материалы и методы исследования…………………………...28
2.1 Цели и задачи исследования……………………………….28
2.2 Характеристика исследуемых микроэлементов…………..31
2.2.1 Селен…………………………………………………...32
2.2.2. Кобальт………………………………………………...40
2.3 Методика проведения эксперимента……………………….45
2.4 Методика определения микроэлементного состава голов
ного мозга белых крыс……………………………………….48
2.5 Методика статистической обработки результатов…….…..51
Глава 3. Результаты исследования…………………………………….….53
3.1Распределение селена и кобальта в различных отделах голов
ного мозга контрольных крыс………………………………54
3.2 Влияние 10 –ти дневного совместного введения церебролизи
на и раствора сульфата цинка на содержание селена и кобаль
та головном мозге белых крыс…………………………….59
3.3 Влияние 20–ти дневного последовательного введения введе
ния раствора сульфата цинка и церебролизина на содержание
селена и кобальта в головном мозге белых крыс…………..62
3.4 Сравнение содержания селена и кобальта в головном мозге
белых крыс после 10 – ти дневного 20 – ти дневного введе
ния раствора сульфата цинка и церебролизина……………...66
Глава 4. Обсуждение результатов………………………………………..69
Выводы…………………………………………………………..74
Литературы……………………………………………………. ...75
Аббревиатура.
АПФ – ангиотензин переваривающий фермент;
АТФ – аденозинтрифосфат;
БА – болезень Альгеймера;
БП – болезнь Паркинсона;
ГП – глутатионпероксидаза;
ГТ – гипоталамус;
ГЭБ – гемато-энцефалический барьер;
ДЦП – детский церебральный паралич;
ЖКТ – желудочно-кишечный тракт;
ЕК – естественные киллеры;
ИЛ – интерлейкин;
И/Н – интраназально;
КРС – крупный рогатый скот;
МаЭ – макроэлементы;
МТОЗ – микроэлементозы;
МЭ – микроэлементы;
ОЛ – обонятельные луковицы;
ОРЗ – острое респираторное заболевание;
ПОЛ – перикисное окисление липидов;
ПНС – переферическая нервная система;
Р – Р – раствор;
РФ – ретикулярная формация;
Т3 – тиронин;
Т 4 – тироксин;
ЦБ – церебролизин;
ЦИЛДК – центральная извилина лобной доли коры;
ЦНС – центральная нервная система;
ЧМТ – черепно - мозговая травма;
ЭПС – эндоплазматическая сеть;
Co – кобальт;
HIF – 1 –фактор индуцирующий гипоксию;
Se – селен;
Sе – cys – селеноцистеин;
ZnSO4 – сульфат цинка.
6
Введение.
Минеральные вещества, наряду с витаминами и другими биологически активными веществами являются обязательными элементами, обеспечивающими нормальное течение процессов жизнедеятельности человека и животных. Они необходимы для поддержания постоянства внутренней среды организма, кислотно – щелочного равновесия, водно – солевого обмена и других жизненно важных функций, поэтому даже небольшое изменение концентрации какого – либо микроэлемента сразу отражается на функционирование всего организма (Ю. Ф. Крылов, 2001).
Физиологическое значение минеральных веществ весьма многообразно. Они участвуют в пластических процессах, поддержание кислотно–щелочного равновесия и нормального состава крови, нормализации водно – солевого обмена, предупреждение эндемических заболеваний (зоба, флюороза) и формирование адаптационного ответа организма (Ю. И. Москалев, 1985).
Из 92 встречающихся в природе элементов, 81 обнаружен в организме человека. Некоторое элементы содержатся в организме в очень малых количествах в пределах 10 – 10% что определяет их название микроэлементы или следовые элементы. При этом 15 из них признаны эссенциальными т.е. жизненно необходимые т.к. выполняют каталитическую и регуляторную функции и участвуют во всех видах обмена веществ (P. J. Aggett, A. Favier, 1993). В число этих элементов входят селен и кобальт.
Проблема МЭ и МТОЗов является одной из самых актуальных в современной биологии и медицине. В результате дефицита МЭ возникают хронические дегенеративные опухолевые и эндокринные нарушения у экспериментальных животных (А. П. Авцын, А. А. Жаворонков и др., 1991).
Экспериментальные исследования В. С. Райцеса (1981) С. Ю. Штрыголя (2000) клинические работы М. Antony (1995) и R. A. Goyer (1995) показали,
7
что без гарантированной нормализации баланса МЭ и МаЭ другие действия (курсы лекарств или витаминов) недостаточны или неэффективны
т.к. деформированный минеральный обмен не только вносит свой вклад в патогенез нервных заболеваний, но и изменяет фармакокинетический и формакодинамический ответы на воздействие вазоактивных препаратов ноотропов нейропротекторов и других лекарств.
При лечение заболеваний ЦНС используются нейропептиды и элемент содержащие препараты (церебролизин), которые оказывают благоприятное действие на течение заболевания (Л. А. Громов, 1992) также оказывается воздействие на минеральный обмен. Чаще эти препараты вводятся внутримышечно и внутривенно. В настоящее время для получения более доступных методов введения лекарств используется интраназальный способ введения. Преимуществом этого метода введения является отсутствие ферментов на слизистой носа, расщепляющих нейропептиды хорошее всасывание МаЭ и МЭ которые в комплексе с нейропептидами обеспечивают быстрый транспорт нейротрофической композиции церебролизина в мозг (О. А. Громова, А. В. Кудрин, 2001).
Новизна нашей работы заключается в использовании нового способа введения в организм лекарственных средств.
Актуальность нашей работы заключается в том, что механизм действия элементсодержащих препаратов при таком способе введения лекарственных средств окончательно не изучен. Наличие большого количества больных с заболеваниями ЦНС, при которых нарушается минеральный обмен, функция которого возможно нормализуется при введении таким способом лекарственных веществ.
Полученные в эксперименте данные об изменение МЭ состава структур головного мозга при интраназальном введении церебролизина и сульфата цинка могут быть использованы клиницистами при лечении больных с патологическими процессами в ЦНС.
8
Глава 1. Макро – и микроэлементы в организме.
1.1 Участие макро – и микроэлементов в нейрофизиологических процессах.
Все живые существа на 99 % состоят из 12 наиболее распространенных элементов, входящих в число первых 20 элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Во всех организмах находится небольшое количество (менее 0,3 %) более тяжелых элементов, которые условно подразделяются на микро – и ультрамикроэлементы. Из всех элементов обнаруженных в организме человека, к эссенциальным относятся следующие: железо, медь марганец, йод, цинк, хром, селен, молибден, кобальт, кроме того, выполняют каталитическую функцию и регуляторную функцию так же участвуют во всех видах обмена веществ (P. J. Aggett, 1993).
P.J. Aggett (1993) условно разделил МЭ на три группы:
1. Анионные элементы (хром, селен, молибден, йод) эффективно абсорбируемые желудком выделяемые из организма в основном почками;
2. Катионные элементы (цинк, железо, магний, медь), которые всасываются с различной интенсивностью. Гомеостатический контроль за этой группой элементов осуществляется печенью и ЖКТ.
3. Элементы, существующие в виде органических комплексов, метаболизм их затруднен.
Выдвигая такую классификацию МЭ автор признает также общий метаболический контроль за этими группами, который осуществляется путем изменения валентности данных элементов.
Большинство МЭ представляют собой d-металлы, которые способны вступать в формирование бинарных и мультилигандных комплексов, с
9
аминокислотами, карбоновыми кислотами, нуклеиновыми кислотами, нуклеотидами, пептидами, белками и т. д. Устойчивость данных комплексов играет важную роль во внутри – и внеклеточной динамике МЭ, антогонизме и фомакодинамическом действие МЭ (О. А. Громова, А. В. Кудрин, 2001).
В связи с выше указанными особенностями, следует выделить следующие нейрофизиологические процессы, в которых участвуют МЭ:
1. МЭ участвуют в формировании каталитических центров и стабилизации регуляторных сайтов более чем 1000 различных ферментов нервной ткани, что обеспечивает поддержание разнообразных энергетических и пластических процессов. (А. В. Кудрин с соавторами, 2000).
2. Ряд эссенциальных МЭ – цинк, железо, марганец, медь участвуют в процессах синтеза многочисленных нейромедиаторв (катехоламинов), нейропептидов (вещества Р) (Л. Р. Ноздрюхина, 1977).
3. МЭ вовлечены в различные антиоксидантные функции нейронов и глиальных элементов: селено – цистеин участвует в формировании активных центров глутатион – пероксидазы и тиоредоксин – редуктазы (до 50 – 70 % активностей в глии) (Ю. А. Ершов, Е. М. Воротова, 1981).
4. МЭ с антиоксидантными свойствами участвуют в процессах стабилизации и защиты NMDA – рецепторов, а также аспартатных и глициновых рецепторов от повреждения свободными радикалами, токсическими веществами и лекарствами (А. Р. Антонов, А. В. Ефремов, 1999).
5. МЭ стабилизируют аппарат нейрофиламентов и цитоскелета нейронов, что способствует поддержанию пластического обмена в нервной ткани анте – и ретроградному перемещению веществ в организме по оси аксонов (цинк, медь, селен) (Н. А. Протасова, 1998).
Внутриклеточная и механическая, коммуникативная и сигнальная функции МаЭ и МЭ определяются ролью некоторых ионов (Zn, Mg, Ca) в модуляции активности тирозинкиназ (внутриклеточное
10
проведение сигналов в процессе жизнедеятельности и апоптоза нейронов), а также высвобождение металлов в синаптическую щель с определенным эффектом на транссинаптическое проведение нервных потанциалов (О. А. Громова, А. В. Кудрин, 2001).
7. МЭ участвуют в организации, преобразовании и оптимизации осмолярных процессов в нервной ткани (А. П. Авцын,1991).
В целом участие МЭ в различных нейрофизиологических процессах многообразно и требует более тщательного рассмотрения в связи с возможными фармакотерапевтическими подходами к модуляции различных биологических и патобиологических процессов протекающих в нервной системе.
11
1.2 Распределение МЭ в ЦНС в норме.
Реальная информация о распределении МЭ в различных отделах ЦНС является необходимым условием профилактики дифицитарных расстройств нервной системы и разработки новых подходов к фармакотерапии неврологической патологии, ассоциированной с МТОЗами (А. Takeda, 1999; А. Takeda, 2000).
Распределение МЭ в различных структурах ЦНС неодинаково (В. С. Райцес, 1981). Ряд ученых считают, что содержание МЭ выше в участках мозга с наиболее интенсивной деятельностью (Е. Д. Жуковская, 1983). Головной мозг и особенно кора больших полушарий лидирует в организме по содержанию большинства элементов (А. П. Авцын с соавторами, 1991).
Раздельное изучение серого и белого вещества головного мозга позволило установить, что в коре и подкорковых ядрах в связанном с лигандами состоянии избирательно накапливаются Mg, Cu, Co, Ti, Mn, Mo, V, Zn (R. A. Goyer et al, 1995).
Кора головного мозга, занимает одно из первых мест по содержанию меди, является своеобразным медным депо (Г. Н. Галахова, 1959; В. А. Дельва, 1965).
Кора мозга содержит также много титана, но содержание его в головном мозге весьма вариабельно. Сравнительно мало в коре содержится, Si, Al, Mg (R. A. Goyer et al, 1995).
Хотя кора головного мозга и богата МЭ, но количество их в различных зонах коры изменяется. Более высокое содержание МЭ обнаружено в зоне моторного центра речи; в зоне зрительного анализатора; в ядерных зонах кожного и двигательного анализаторов. В проекционной зоне слухового анализатора обнаружено высокое содержание МЭ, особенно Ag, Ti, Cu
12
(В. А. Дельва, 1965).
Содержание МЭ в различных полушариях головного мозга асимметрично. У человека левое полушарие головного мозга доминирует в функциональном отношении и содержит больше МЭ (Fe, Cu, Mn), чем правое (R. A. Goyer, 1995).
Биохимическая асимметрия мозга, в том числе асимметричное распределение МЭ, предположительно связаны с асимметрией функционального назначения больших полушарий.
Пока не установлены межполушарные различия в содержании Co, Rb, Se, Zn, Cr, Ag, Cs (O. A. Громова, A. B. Кудрин, 2001).
Среди образований ствола мозга наиболее высокой концентрацией Fe, Cu, Mn, Co, Ni, Pb, Ag, Ti отличается продолговатый мозг (А. П. Авцын с соавторами, 1991). Возможно, это связано с деятельностью РФ ствола мозга, с ее большой биохимической активностью и высоким энергетическим потенциалом (R. A. Goyer, 1995).
Гипоталамус содержит меньше МЭ, чем подкорковые и стволовые структуры количество МЭ в передних отделах гипоталамуса выше, в задних (М. Antony, 1995).
При изучении внутриклеточного распределения элементов в клетках головного мозга Л. Р. Ноздрюхина (1977) установила, что наибольшее количество металлов локализуется в митохондриях (до 30 %), в ядрах (до 10 %), микросомах (до 6 %) нейронов.
Большой интерес представляет изучение вопроса, о форме пребывания МЭ в нервной ткани. Как показали исследования Г. А. Бабенко (1953), О. А. Войнар (1955), В. А. Дельва (1965), А. П. Кухтина (1969) и др., что большинство МЭ содержатся в мозговой ткани, в связанном состоянии с белками, биополимерами, которые не проникают через полупроницаемую мембрану.
13
Таким образом, МЭ в ЦНС находятся в связанном состоянии с белками и биополимерами. Их распределение не равномерно, в левом полушарии содержание МЭ больше, чем в правом.
14
1.3 Влияние лекарственных веществ на состав МЭ в ЦНС.
1.3.1Общие сведения об элементсодержащих препаратах.
Отклонения в содержании МЭ осложняют течение многих болезней и формируют неблагоприятный фон для проведения нейрореабилитации. Экспериментальные исследования В. С. Райцеса (1981) и клинические работы М. Antony (1995) и R. A. Goyer (1995) показали, что без гарантированной нормализации баланса МЭ и МаЭ, дополнительные курсы витаминов, вазоактиввных препаратов и других лекарств могут быть недостаточными и даже вообще безуспешными, т.к. деформированный минеральный обмен не только вносит свой вклад в патогенез заболеваний, но и изменяет фармакокинетический и фармакодинамический ответы на лекарственные воздействия.
Антитоксидантные свойства ноотропных препаратов разной природы в отношении ЦНС являются существенным компонентом их стресспротективного действия (Т. А. Девяткина, Е. М. Важничная, Р. В. Луценко, 2000).
В связи с этим в клинике при лечении заболеваний ЦНС применяются ноотропные препараты. Нейрометаболические стимуляторы (ноотропы, церебропротекторы) – лекарственные средства способные активизировать нейрометаболические процессы в головном мозге и оказывать антигипоксическое действие (В. Г. Кукес, 1999).
Общими показаниями для применения нейротрофических препаратов и препаратов, содержащих МаЭ и МЭ, являются: БА, сосудистая деменция, церебральная ишемия (острая стадия и период реабилитации), ЧМТ, деменция, вызванная злоупотреблением алкоголем и лекарственными средствами, кома, последствия перинатальной энцефалопатии, расстройства интеллектуальной деятельности у детей страдающих задержкой
15
психического развития в слабой или умеренной форме, трудности в обучении, ДЦП (Н. Н. Яхно, 2001; М. М. Одинак, 2002).
В неврологической практике, наряду с синтетическими нейропротекторами, применяются лекарства, полученные из природного сырья животного или растительного происхождения (Л. А. Громов, 1992).
В эволюционном отношении прослеживается три поколения элементсодержащих препаратов:
1. Препараты, содержащие элементы в виде неорганических соединений (Сульфат цинка, Селенит натрия);
2. Препараты, содержащие МаЭ и МЭ в виде биоорганиеских соединений (Биомос – М, Аурита, Магне В 6, Биомагний);
3. Препараты, содержащие МаЭ и МЭ в комплексе с лигандами растительного и животного происхождения (Гумет– Р, DFO, Церебролизин) (О. А. Громова с соавторами, 2001).
МаЭ и МЭ, входящих в состав всех трех поколений препаратов, являются функциональными компонентами и стабилизаторами металлоэнзимов, нуклеиновых кислот, витаминов на клеточном и тканевом уровнях. Они влияют на иммунокомпетенцию организма, синтез нуклеиновых кислот, процессы транспорта заряженных частиц в цепи терминальной оксидации. Лигандная составляющая препаратов 2–3 поколений более прогрессивна и способствует лучшей усвояемости и проявлению антиоксидантных эффектов (О. А. Громова с соавторами, 1998).
1.3.2 Характеристика сульфата цинка (Цинктерал).
Сульфат цинка представляет собой бесцветные прозрачные кристаллы или мелкий кристаллический порошок, вяжущего вкуса, без запаха, легко растворим в воде, нерастворим в спирте. Водные растворы его имеют кислую реакцию. Сульфат цинка оказывает вяжущее, подсушивающее, рвотное,
16
иммуномодулирующее, антисептическое действие (М. Д. Мошковский, 1997).
Ионы цинка коагулируют белки, с образованием альбуминатов. Противомикробная активность является следствием коагуляции белков микроорганизмов (Ю. Л. Шевченко, 2001).
В зависимости от глубины проникновения развивается, подсушивающий, вяжущий и раздражающий эффекты, последний обуславливает рвоту (М. Д. Мошковский, 1997).
В микроколичествах резорбируется и субстратно стимулирует ряд ферментных систем – ЩФ, АПФ, алкогольдегидрогеназу, супероксидмутазу (Н. П. Елинов, 2003).
Сульфат цинка применяется при коньюктивитах; ларингитах; уретритах; вагинитах; необходимость вызвать рвоту; в составе комплексной терапии (внутрь); гиопгонадизм; алигопекция; угревая сыпь; ДЦП; заболевания печени; сахарный диабет; диффузные заболевания соединительной ткани.
При коньюктивитах глазные капли 0,1 – 0,5% по 1 капле в глаз; при ларингитах смазывание 0,25 – 0,5% раствор; при уретритах и вагинитах спринцивание 0,1 – 0,5% раствором. Внутрь в качестве рвотного раствора 100 – 300 мг однократно; для профилактики гипоцикемии 10 – 50 мг в сутки, с лечебной целью 20 – 50 мг 3 раза в день (Ю. Л. Шевченко, 2001).
Прием сульфата цинка в дозе 50 мг 3 раза в день повышает скорость заживления ран у молодых людей после операции удаления пилоноидальных клеток. Особенно ускорялось заживление ран в стадии эпителизации через 15 дней и более после операции. Цинк при заживлении ран оказывает стабилизирующее действие на цитоплазматическую мембрану (А. П. Авцын, 1991).
1.3.3 Характеристика церебролизина.
Начало ХХ века ознаменовало не только накопление новых фундаментальных знаний в области нейроиммунологии и нейроэлементо
17
логии, но и началом практического применения этих знаний на практике согласно концепции метаболической защиты мозга. Применение для этой цели средств уже достаточно зарекомендовало себя (В. Г. Кукес, 1999).
Церебролизин (FPF – 1070) используется в неврологической практике более 15 лет и отвечает достаточно жестким требованиям нейропротекции не только в терапевтической, но и в педиатрической практике, с периода новорожденности (К. А. Семенова, 2001).
В настоящее время препарат зарегистрирован во всех странах мира, в том числе и в России.
ЦБ представляет собой концентрат, содержащий низкомолекулярные биологически активные нейропептиды, (лей – энкефалин, мет – энкефалин, нейротензин, вещество – Р, В – эндорфин и др) с молекулярным весом не более 1000 дальтон (15%) и свободные L – аминокислоты (81%).
В состав препарата входят многие жизненно важные L – аминокислоты: L – апаргиновая, L – глутаминовая, L – серин, L – гистидин, L – глицин, L – треонин, L - аланин, L - аргинин, L - валин, L - метионин, L - триптофан, L - изолейцин, L - фенилаланин, L - лейцин, L - пролин, L - лизин (Громова О. А. 2001). Таким образом, можно полагать, что ЦБ оказывает влияние на общее состояние белкового обмена и в частности на белковый метаболизм мозга (Р. В. Петров, 2003).
К группе биологически активных пептидов относится лей – энкефалин. Кроме того, наличие низкомолекулярной пептидной фракции позволяет препарату относительно легко преодолевать ГЭБ и непосредственно проникать в нервные клетки (Y. Sugita et al, 1993). Таким образом, ЦБ выступает в качестве препарата «замещения»: усиливает транспорт глюкозы, увеличивает потребность кислорода нервной тканью, повышает синтез белков, инактивирует митохондрии из–за чего снижается содержание молочной кислоты и ацидоз вне – и внутриклеточных отделов мозга (И. В. Ганушкина, 1998).
18
ЦБ способен улучшать энергетический статус клеток мозга, стимулируя аденилатциклазу и угнетая нуклеотидфосфатазу, что приводит к ускорению оборота АТФ (В. А. Черпакова, 2001).
Данный препарат исследовали на активность важных антиокислительных ферментов и выяснили, что ЦБ проявляет супероксиддизмутазную активность, которая составляет 556,8 + 42,0 Ед (СОД церебролизата составила 20,9 + 3,0 Ед мл). В его составе обнаружены все МЭ, входящие в простетические группы разных видов СОД: Cu, Zn, Mn. Такая относительно высокая СОД – активность ЦБ объясняется тем, что она является составной частью более высоких антиоксидантных возможностей этого препарта (В. Г. Кукес, 1999).
Так ЦБ снижает содержание лактата в тканях головного мозга, замедляет процесс образования высокореактивных форм свободных радикалов кислорода и снижение концентрации продуктов ПОЛ клеточных мембран. Препарат способствует поддержанию гомеостаза Са, и снижению нейротоксического действия повышенных концентраций возбуждающих аминокислот (глутамата) (Y. Sugita еt al, 1993).
Одним из механизмов, которые приводят к гибели нейронов, при острых поражениях мозга, является дефицит нейротрофических факторов, что приводит к запуску механизмов программированной гибели нейронов, т.е., к апоптозу (Н. Н. Заваденко, 2001). ЦБ обладает нейротрофической активностью, что проявляется в снижении уровня амилоидных пептидов, запускающих процесс нейродегенерации (Н. Mossler, 2000). Таким образом, ЦБ тормозит апоптоз нейронов и улучшает рост дендритов и аксонов, увеличивая число синапсов (Т. Staou et al, 2000).
Кроме того, защита цитоскелета нейронов от деструкции идет по другому механизму на молекулярном уровне, а именно через ингибирование ЦБ гиперактивации колпаина (Н. Mossler, 2000).
19
В последние годы в области нейрохимии появились работы посвященные проблеме влияния металлов на нервную систему (А. П. Авцын, 1991). Любая мозговая ткань (человека, коровы, свиньи) является лидером по способности накапливать МЭ (Л. Р. Ноздрюхина, 1977). Поэтому становится очевидным, что нарушения элементов является важным звеном в патогенезе некоторых заболеваний ЦНС (А. П. Авцын, 1991).
Используя метод атомной эмиссионной спектрометрии О. А. Громова с соавторами (1997) выполнили элементный анализ ЦБ, который выявил достаточно значимое присутствие структурных нейроактивных элементов: Mg (до 21,94 мкг/мл), K (до 152,2 мкг/мл), P (до 92,69 мкг/мл), Ca (до 61,94 мкг/мл), эссинциальных МЭ Se (до 0,1397мкг/мл), Zn (до 0,1141 мкг/мл), Mn (до 0,0359 мкг/мл), V (до 0,0198 мкг/мл) с выраженными антиоксидантными свойствами, а также Li (до 0,0206 мкг/мл), и Co (до 0,0112 мкг/мл).
В. Г. Кукес (1999) установил, что селен, входящий в состав ЦБ обладает антиоксидантными свойствами. Это объясняется тем, что селен, является компонентом ГП, которая разрушает образующиеся при ПОЛ эндоперекиси.
Синтез всех известных на сегодняшний день нейропептидов идет при обязательном участии ионов Mg (О. А. Громова, 1998, 2001).
По последним данным в устье ионного канала рецепторов к глутамату расположен участок для связывания цинка (М. М. Соловьев, 1997). Установлено, что цинк влияет на функцию генетического аппарата, рост и деление клеток, на развитие мозга (Витамины и МЭ, 2001); регулирует проницаемость кожных покровов и слизистых оболочек (А. А. Подколозин, 2002).
Таким образом, ЦБ это сочетание комплекса нейротрофических факторов: аминокислоты, нейропептиды, нейроактивные элементы, которые определяют часть фармокологической активности лекарства, являются его действующим началом (О. А. Громова, 2001).
20
Новый взгляд на ЦБ, как препарат, влияющий на металлолигандный гомеостаз, не только расширяют терапевтические горизонты, но и объясняет нейрохимию ЦБ.
Влияние церебролизина на функциональное состояние организма.
Группа нейрометаболических препаратов разнообразна, как по химическому строению, так и по механизму действия. Но все эти вещества объеденены однонаправленностью основного, ноотропного эффекта, а именно способностью к повышению устойчивости мозга к различным вредным воздействиям, улучшает процессы обучения и памяти (О. А. Гозмаков, 1992).
Функциональные гидролизаты тканей мозга, освобожденные от белка и других высокомолекулярных соединений (ЦБ, церебролизат) широко используются в качестве лекарственных средств, для лечения заболеваний ЦНС различной этиологии (О. Ю. Абакумова, 1998).
Спектр показаний для клинического применения ЦБ достаточно широк.
Он используется при нарушениях умственной деятельности человека, возникающих при астенических и депрессивных состояниях, ЧМТ, нейропротекции, на фоне различных соматических заболеваний (Н. Н. Заваденко, 2001), при расстройствах мозгового кровообращения различного генеза (С. А. Румянцева, 1997), при остром и хроническом утомлении, стрессе, в том числе при сосудистой деменции (Н. Н. Яхно, 1996; Е. И. Гусев, 1994), при нарушениях вызванных длительным приемом алкоголя.
Широко применяется ЦБ в педиатрии при лечении церброастени
ческих, энцефалопатических нарушений, возникающих у недоношенных детей, в следствии, внутриутробной гипоксии плода, травмах мозга и т.д (Т. А. Воронина, 1989).
Итак, ЦБ в первую очередь обладает противогипоксическим действием, в связи, с чем он нашел применение при различных патологиях, связанных с
21
церебральной гипоксией (Е. И. Гусев, 1994), следствием которых является нарушение процессов мышления, обучения и памяти (Т. А. Воронина, 1998)
Препарат блокирует поглощение аденозина – важнейшего регулятора местного кровообращения - эритроцитами, повышая, таким образом, его концентрацию в крови. В следствии, этого усиливается поглощение кислорода мозговой тканью и стимулируется кровоток (Г. В. Ковалев, 1990).
Кроме того, ЦБ повышает содержание серотонина во фронтальной коре мозга. Это связанно с выключением серотонинэргического интернейрона, образующий дополнительный аксо – аксональный синапс. Освобожденный интернейроном серотонин воздействует на пресинаптические аксонные терминалы сенсорного нейрона, вызывая в них увеличение ц -АМФ, а это приводит через изменение тока внутриклеточного К и Са, к повышенному высвобождению медиатора из сенсорного нейрона (В. Д. Петков, 1989).
ЦБ активизирует церебральный метаболизм и увеличивает синтез биогенных аминов – норадреналина и дофамина в гипоталамусе – тем самым, влияя на нервно – эндокринную регуляцию (В. Г. Ковалев, 1990).
Фишер Г. Д. с сотрудниками (1989) считает, что ЦБ прямо стимулирует удаление структурно поврежденных фосфолипидов мембраны клеточными метаболическими реакциями, или косвенно путем сосудистых механизмов микроциркуляции.
Многие исследователи не связывают механизм действия ЦБ с влиянием на какие – либо рецепторы, а показывают, что данный препарат улучшает кровообращение мозга за счет прямого релаксирующего действия на сосуды.
ЦБ оказывает сосудорасширяющее действие в частности на гладкую мускулатуру. Механизм его влияния на мозговые сосуды заключается в торможении входа внеклеточного Са по электрогенным и хемочувстви
22
тельным каналам и в угнетении мобилизации Са из внутриклеточного депо при деполяризации мембран гладкомышечных стенок сосудов (А. С. Саратиков, 1984).
В механизме действия ЦБ, как и других ноотропных препаратов, одно из ключевых положений занимает изменение биоэнергетических процессов в нервных клетках (В. А. Черпакова, 2001). Действие лекарственных средств на этом уровне включают следующие основные эффекты: усиление синтеза и кругооборота АТФ в мозговой ткани; активация синтеза протеинов и РНК (О. А. Громова, 2001); улучшение утилизации глюкозы; активация аденилатциклазы и фосфолипазы (И. Б. Михайлов, 2001).
Кроме того, белковый гидролизат, защищает нейроны от повреждающего действия лактоцидоза, предотвращая образование свободных радикалов и снижая концентрацию продуктов ПОЛ (Y. Sugita еt al, 1993).
ЦБ влияет на обмен элементов, что, по мнению O. A. Громовой с соавторами (1998), может быть объяснено следующими обстоятельствами:
1. ЦБ является прямым донором Mg, K, P, Se, Zn, Co, V, Li – классических нейроактивных элементов;
2. Элементы в составе ЦБ находятся в виде комплекса с биолигандами – L –аминокислотами и нейропептидами;
3. ЦБ восстанавливает энергообмен клеток гипоталамуса и лимбических структур высших зон ЦНС, ответственных за надсегментарную регуляцию обмена МаЭ и МЭ.
Взаимодействие МаЭ и МЭ с аминокислотами и нейропептидами в ЦБ значительно повышает каталитическую активность МЭ, изменяет энтропийные термодинамические процессы (Е. М. Некрасова, 1991).
Более того, в трехмесячном катализе у получавших ЦБ часто болеющих детей с минимальной мозговой дисфункцией отмечено
23
выраженное снижение частоты случаев ОРЗ. С точки зрения О. А. Громовой
(2000) этот феномен связан с иммуномодулирующими свойствами нейропептидов B – эндорфина, мет – энкефалина, лей – энкефалина, АКТГ, вазопресина, входящих в его состав.
Следует отметить, что благоприятное действие ЦБ связано с улучшением функционирования корково – подкорковых структур или кортикально – субкортикальных связей (Н. Н. Яхно, 1996).
ЦБ способствует увеличению числа клеток предшественников нейронов (стволовых клеток) в коре головного мозга. После лечения ЦБ такие клетки предшественники преимущественно дифференцируются во вновь формирующиеся нейроны (Н. Mossller, 2000).
В заключении можно сделать вывод, что благодаря своим уникальным свойствам и максимальной терапевтической безопастности, ЦБ расширяет интервал применения в неврологической практике.
Клинические дозы и пути введения церебролизина.
Несмотря на прекрасные экспериментальные данные о возможностях выраженной нейропротекции и стимуляции дифференциации нейронов, поддержание их жизненности в процессе старения, приостановке процессов нейродегенерации, улучшение когнитивных функций, многочисленные и крайне противоречивые литературные данные не позволяют до настоящего времени сделать однозначные выводы о клинической эффективности препарата (С. А. Румянцева, 1997).
Остается до конца не решенным вопрос о правильном подборе доз ЦБ и о сравнительной эффективности разных способов его парантерального введения (С. Н. Нуретдинов, 1990).
Обще принятыми в практике являются два пути введения. Внутримышечно ЦБ вводится от 1 до 5 мл. Внутривенно он вводится
24
капельно в виде инфузий 5 – 60 мл препарата в 100 – 250 мл физиологи ческого раствора с темпом введения 60 – 90 минут.
В нейропедиатрической практике ЦБ назначается по 1 – 2 мл (до 1 мл на 10 кг массы тела) внутримышечно (О. А. Громова, 2001).
Так, С. Н. Нуретдинов (1990) утверждает, что внутривенное введение ЦБ при остром нарушении мозгового кровообращения, эффективнее его внутримышечного применения.
Что касается дозировки ЦБ, то следует отметить, что малые дозы не эффективны как при внутримышечном, так и при внутривенном введении. Это можно объяснить тем, что 1 мл водного раствора препарата, соответствует по содержанию аминокислот примерно 1 г свежей мозговой ткани. Но даже микроинсульт дает поражение более заметной части, чем 1 г (М. Д. Мошковский, 1997).
Согласно данным Т. А. Ворониной (1989), с повышением дозы препарата эффект его на организм сначала увеличивается, а при дальнейшем увеличении дозы снижается, т.е. для ЦБ характерна куполообразная кривая зависимости доза – эффект.
По данным Е. И. Гусева (1994), доза 10 мл, вводимая внутривенно в течении, 10 дней, достаточно эффективна и хорошо переносится. Функциональное состояние мозга, как показали комплексные электрофизиологические исследования, улучшается, прежде всего, в клинически интактных зонах мозга, вероятно, в результате повышения его компенсаторных возможностей.
В опытах на кошках А. Авуадзе (1992) установил, что внутривенное введение ЦБ в дозе 0,1мл кг в течении, двух недель вызывает умеренное повышение тонуса мозговых сосудов, постепенное снижение артериального давления, увеличение потребления глюкозы и кислорода мозгом. В постишемическом периоде ЦБ нормализует кислотно – щелочной баланс крови и транскапиллярный обмен в мозге.
25
Однако необходимо отметить, что внутривенное введение препаратов имеет в настоящее время некоторые отрицательные моменты – это основной
путь инфицирования гепатитом В и иммунодефицитом человека (Ю. Б. Белоусов, 2002).
Довольно редко, но все же встречается внутрибрюшинное введение ЦБ. А. Авуадзе в опытах на крысах (1992) установил, что ЦБ при таком введении вызывает фазные изменения цереброваскулярного сопротивления и объемной скорости кровотока после повторной инъекции 0,1мл кг.
Кроме того, проводятся исследования по эффективности назначения ЦБ per os , путем метамерного введения в биологически активные точки с использованием чрезглазничного электрофореза (О. А. Громова, 2001). ЦБ, в качестве однократной перорально назначенной дозы (30 мл) вызывал потенцию L - ритма и параметров памяти, а также снижение медленного B - ритма коры (Х. А. Alvarez, 2000). Но все же данное применение нуждается в дополнительном исследовании биодоступности ЦБ, т.к. известно, что многие нейропептиды, а также аминокислоты могут подвергаться ферметативному ращеплению в ЖКТ (И. Б. Михайлов, 1999). В неврологической практике методика чрезглазничного электрофореза предложенная Бурьгиньеном (1984), позволяет экономично и эффективно использовать небольшие дозы (1–2мл препарата) на 1 сеанс физиотерапии. В. И. Гузева с соавторами (2002) сообщила об улучшении зрительной функции у больных с нарушением зрения при ретробульбарном назначении ЦБ.
По мнению О. А. Громовой с соавторами (2001), наиболее перспективным может стать в ближайшее время интраназальное введение элементсодержащих препаратов и нейропептидов. Этот путь введения чаще используется для препаратов влияющих на ЦНС. Таким способом вводят, например, фентанил (наркотический анальгетик), кетамин (средство общей анестезии), мидазолам (транквилизатор) – для премедикации перед наркотизированием (И. Б. Михайлов, 1999).
26
Исследования В. Г. Шаляпина (2002) показали, что интраназальное введение малых доз нейрогормона (0,25 мкг) оказывает быстрое действие на
приспособительное поведение и в полной мере воспроизводит его эффект при внутримозговых инъекциях в частности в желудочки мозга.
В этом случае интраназальное введение может оказаться более предпочтительным ввиду его простоты и быстроты действия. Поэтому вопросы о проникновении в мозг из носовой полости различных биологически активных веществ в настоящее время активно обсуждается (Р. И. Коваленко, 2000).
Установлено, что ольфакторные клетки обонятельного эпителия по своей структуре уникальны, т.к. трансформируют химические сигналы внешней среды в импульсы и передают их в обонятельный мозг, откуда те
следуют по обонятельному тракту в неокортекс, стриатум, преоптическую область гипоталамуса (С. Н. Оленев, 1995).
Таким образом, воспринимаемая обонятельными клетками информация может охватить сразу большое количество мозговых образований, связанных с эмоциональными и эндокринными проявлениями стресса.
Наряду с этим интраназально введенные вещества могут поступать в мозг и через кровеносную систему. Слизистая оболочка носа имеет большое кровоснабжение и связывается через кровеносные сосуды с субфорникальным органом, в которм нет ГЭБ и который является хемосенсорным образованием нейроэндокринной системы (W. N. Frey, 1997).
Известен еще один путь, по которому пептидные молекулы могут проникать в мозг. Это осуществляется путем их диффузии в ликвор через подпаутинные пространства в месте прохождения обонятельного нерва через решетчатую кость. Здесь фактически также отсутствует ГЭБ и химические вещества проходят безпрепятственно (R. G. Thorme, 1999).
Таким путем из носовой полости могут проникать не только стероидные гормоны, но и вещества пептидной природы (X. Chen, 1998).
27
Отсутствие ферментов расщепляющих нейропептиды на слизистой носа, хорошее всасывание МаЭ и МЭ в комплексе с нейропептидами обеспечивают быстрый транспорт ЦБ в мозг (Ю. Б. Белоусов, 2002).
По данным многих исследований, при интраназальном введении химические вещества мгновенно воздействуют на функцию мозга, что делает использование этих препаратов в нейропсихиатрической практике весьма перспективным (О. С. Гладышева, 1998; И. П. Ашмарин, 2001).
Таким образом, учитывая такое мультимодальное действие ЦБ, исследование клинической эффективности различных путей введения и дозозависимости нейротрофических эффектов данного препарата является очень важной темой для изучения.
28