Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ НООТРОПНЫХ СВОЙСТВ АНАЛОГА ГАМК ФЕНИБУТА И ЕГО МЕТИЛОВОГО ЭФИРА

Багметова В.В. 1 Бородкина Л.Е. 1 Тюренков И.Н. 1 Берестовицкая В.М. 2 Васильева О.С. 2
1 Волгоградский государственный медицинский университет, Волгоград
2 Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург
Сравнительное экспериментальное изучение ноотропных свойств аналога ГАМК фенибута и его метилового эфира показало, что метиловый эфир фенибута в большей степени, чем фенибут улучшает обучаемость и память у животных на моделях ассоциативного обучения в тестах «условная реакция пассивного избегания» и «экстраполяционного избавления». Метиловый эфир фенибута в большей степени, чем фенибут проявляет антиамнестический эффект на моделях амнезии, вызванной скополамином и электроконвульсивным шоком, но уступает фенибуту по антиамнестическому действию на модели амнезии, вызванной острым эмоционально-болевым стрессом. Метиловый эфир фенибута проявляет выраженное ноотропное действие и превосходит по данному виду активности фенибут.
производные ГАМК
фенибут
метиловый эфир фенибута
ноотропные свойства
амнезия
1. Бугаева Л.И., Спасов А.А., Веровский В.Е. Функционально-поведенческий профиль действия циклических аналогов ГАМК при изучении острой токсичности // Экспер. и клин. фармакология. - 2004. - Т. 67, №3. - С. 61-65.
2. Бородкина Л.Е., Молодавкин Г.М., Тюренков И.Н. Влияние фенибута на межполутарное взаимодействие мозга крыс // Эксперим. и клинич. фармакология. - 2009. - № 1. - С. 57-60.
3. Воронина Т.А., Островская Р.У. Методические указания по изучению ноотропной активности фармакологических веществ // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под общ. ред. Р.У. Хабриева. - 2-е изд. - М.: ОАО Изд-во «Медицина», 2005. - С. 308-320.
4. Епишина В.В. Сравнительное изучение психотропной активности гетероциклических производных гамма-аминомасляной и глутаминовой кислот: автореф. дис. ... канд. мед. наук. - Волгоград, 2006. - 24 с.
5. Ковалев Г.В. Ноотропные средства. - Волгоград: Нижне-Волжское книжное издательство, 1990. - 368 с.
6. Спектр психотропного действия некоторых солей и комбинаций фенибута с органическими кислотами / И.Н. Тюренков, В.В. Багметова, А.Н. Кривицкая, В.М. Берестовицкая, О.С. Васильева // Эксперим. и клинич. фармакология. - 2011. - Т. 74, №2. - С. 3-7.
7. Тюренков И.Н., Багметов М.Н., Епишина В.В. Сравнительная характеристика нейропротекторного действия фенотропила и пирацетама в условиях ишемии головного мозга у лабораторных животных // Эксперим. и клинич. фармакология. - 2007. - Т. 70, №2. - С. 24-29.

Важная физиологическая роль гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) в регуляции функциональной активности ЦНС определяет перспективность создания на её основе нейропсихотропных лекарственных средств [4, 5, 6]. Однако в силу ряда физико-химических свойств препараты собственно ГАМК (аминалон, гаммалон) обладают низкой биодоступностью, что является причиной их невысокой эффективности. Низкая биодоступность незамещенных аминокислот, в том числе, линейной ГАМК, объясняется их высокой полярностью - при физиологических значениях рН такие вещества существуют в виде биполярных ионов, вследствие чего плохо проникают через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) [5]. Первые попытки поиска нейроактивных веществ на основе ГАМК были сделаны еще в конце 50-х и начале 60-х годов 20 века. Путем химической модификации молекулярной структуры ГАМК - введения липофильных заместителей, циклизации молекулы, химического связывания с другими физиологически активными веществами - было получено значительное количество соединений с высокой биодоступностью и биологической актив- ностью [5], низкой токсичностью [1]. На сегодняшний день в медицинской практике успешно применяются линейные аналоги ГАМК: γ-амино-β-фенилмасляная кислота (фенибут) как ноотропный препарат и транквилизатор [2, 5, 6], γ-амино-β-(n-хлорфенил)масляная кислота (баклофен) как центральный миорелаксант [5], N-никотиноил-γ-аминомасляная кислота (пикамилон) как ноотроп и средство, улучшающее мозговое кровообращение [5] и др. Широко используются и циклические аналоги ГАМК: 2-оксо-1-пирролидинацетамид (пирацетам) - родоначальник группы ноотропов [1, 5, 7], N-карбамоил-метил-4-фенил-2-пирролидон (фенотропил) - ноотроп с нейропротекторным и нейромодулирующим действием [1, 7] и др.

В современной фармацевтической химии при целенаправленном поиске новых лекарственных средств с заданным фармакологическим действием существенную роль отводят созданию эфиров биологически активных веществ. Такой подход построен на способности эфиров легко проникать через различные биологические мембраны даже при наличии сложной макромолекулярной структуры, что в значительной мере определяет их относительно высокую биодоступность и эффективность. Еще в середине прошлого века было показано, что метиловые эфиры: N-диметил- и, особенно, N-триметил ГАМК значительно превосходят аминокислоту по биологической активности, этиловый эфир никотиноил-ГАМК лучше проникает через ГЭБ и оказывает более выраженное фармакологическое действие, чем исходное вещество [5]. Представленные данные послужили предпосылкой для создания эфира на основе производного ГАМК фенибута с целью повышения специфической активности и биодоступности, возможного расширения/изменения спектра действия. Фармакологами Волгоградского государственного медицинского университета совместно с химиками Российского государственного педагогического университета (РГПУ) им. А.И. Герцена путем молекулярного конструирования получен новый структурный аналог ГАМК метиловый эфир фенибута (4-амино-3-фенил-бутановой кислоты метилового эфира гидрохлорид, МЭФ, мефебут).

Цель настоящего исследования - сравнительное изучение ноотропной активности фенибута и его метилового эфира.

Материалы и методы исследования

Эксперименты выполнены на белых беспородных крысах самцах (200-260 г), содержавшихся в стандартных условиях вивария при естественном свето-темновом режиме, свободном доступе к воде и полнорационному гранулированному корму (ГОСТ Р 50258-92). Исследование проведено в соответствии с ГОСТ 3 51000.3-96 и 51000.4-96 и Приказом МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г. «Об утверждении правил лабораторной практики» (GLP).

Ноотропные свойства веществ изучали на моделях ассоциативного обучения, основанных на выработке условных рефлексов избегания аверсивного фактора: «Условная реакция пассивного избегания» (УРПИ) [3], «Тест экстраполяционного избавления» (ТЭИ) [3]. В первой серии экспериментов изучено влияние веществ на изменение памятного следа у животных в динамике: каждый тест выполнялся в несколько этапов - первый этап заключался в выработке рефлекса избегания аверсивного фактора, на последующих этапах выполнялась оценка обученности животных и сохранности у них памятного следа. Тест УРПИ воспроизводили через 24 часа, 7, 14 и 30 суток после обучения, ТЭИ - через 24 часа, 7 и 14 суток [6].

Во второй серии экспериментов изучены ноотропные свойства фенибута и его метилового эфира с использованием амнезирующих воздействий:

  1. хемоиндуцированного - однократное внутрибрюшинное введение скополамина (15 мг/кг) [3];
  2. электроиндуцированного - сбой биоэлектрической активности головного мозга путем нанесения электрического стимула через корнеальные электроды (50 Гц, 20 мА, 0,5 с) с развитием электроконвульсивного шока (ЭКШ) [3],
  3. эмоциогенного -острый эмоционально-болевой стресс, вызываемый 24-часовым подвешиванием животных за дорсальную кожную шейную складку с помощью зажимов Кохера на высоте 1 м от пола [6].

Антиамнестическое действие веществ оценивали в тесте УРПИ, выполнявшемся в три этапа: первый этап заключался в выработке рефлекса избегания аверсивного фактора, на втором этапе осуществлялась проверка обученности животных (через 24 часа после обучения отбирались животные с выработанным рефлексом), на третьем - проверка сохранности рефлекса через 24 часа после амнезирующего воздействия [6].

Субстанции изучаемых производных ГАМК были получены на кафедре органической химии Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена (Санкт-Петербург, Россия). Соединения растворялись в физиологическом растворе ex tempore и вводились животным 10-дневным курсом (ежедневно однократно интраперитонеально с последним введением через 30 минут после выработки рефлексов) в эквимолярных концентраци- ях - в дозах, составляющих 1/10 от молекулярной массы: фенибут - 18 мг/кг, метиловый эфир фенибута - 23 мг/кг. При изучении антиамнестического действия веществ их введение осуществлялось однократно интраперитонеально за 30 минут до амнезирующего воздействия.

Статистический анализ результатов: ранговый однофакторный анализ Крускала‒Уоллиса, критерий Ньюмена‒Кейлса, критерий χ2.

Результаты исследования и их обсуждение

В тесте УРПИ (табл. 1) фенибут и, в большей степени, его метиловый эфир статистически значимо увеличивали латентный период (ЛП) первого захода в темный отсек, уменьшали число заходов в него, а также количество животных в группе, посетивших темный отсек на этапах воспроизведения рефлекса избегания, преимущественно через 7, 14 и 30 суток после выработки. Такое положительное влияние фенибута и МЭФ на выработку условного рефлекса пассивного избегания, закрепление информации в памяти животных, замедление угасания памятного следа в динамике свидетельствуют о наличии у них ноотропной активности.

В тесте ТЭИ (см. табл. 1) фенибут и метиловый эфир фенибута на этапе первого тестирования при выработке навыка экстраполяционного избавления статистически значимо уменьшали ЛП двигательной активности у животных, попавших в незнакомую аверсивную ситуацию теста (холодная вода), то есть повышали скорость ориентировочных реакций.

Таблица 1. Влияние фенибута и его метилового эфира на динамику обучаемости и памяти у животных в тестах «условная реакция пассивного избегания» и «экстраполяционное избавление»

Регистрируемые показатели

Значения показателей М ± m

контроль

фенибут

МЭФ

Тест «условная реакция пассивного избегания»

Этап выработки рефлекса

ЛП первого захода в ТО

26,14 ± 2,61

27,71 ± 3,22

22,28 ± 2,66

КЗ

1,14 ± 0,14

1,14 ± 0,14

1 ± 0

Воспроизведение через 24 часа

ЛП первого захода в ТО

173,86 ± 6,14

174,14 ± 5,86

180 ± 0

КЗ

0,14 ± 0,14

0,14 ± 0,14

0

N/n; %

1/7; 14,29 %

1/7; 14,29 %

0/7; 0 %*

Воспроизведение через 7 суток

ЛП первого захода в ТО

112,43 ± 24,01

163,86 ± 11,09

176,86 ± 2,21*

КЗ

0,71 ± 0,29

0,43 ± 0,29

0,29 ± 0,18

N/n; %

4/7; 57,14 %

2/7; 28,57 %**

2/7; 28,57 %**

Воспроизведение через 14 суток

ЛП первого захода в ТО

98,86 ± 21,01

154 ± 12,99*

164,86 ± 10,79*

КЗ

1,14 ± 0,34

0,57 ± 0,29

0,29 ± 0,18*

N/n; %

5/7; 71,43 %

3/7; 42,86 %**

2/7; 28,57 %**#

Воспроизведение через 30 суток

ЛП первого захода в ТО

61 ± 20,55

116,57 ± 16,74*

157,86 ± 11,95**#

КЗ

1,57 ± 0,29

1 ± 0,31

0,57 ± 0,29*

N/n; %

6/7; 85,71 %

5/7; 71,43 %*

3/7; 42,86 %**##

Тест «экстраполяционного избавления»

Этап выработки рефлекса

ЛП ДА

5,57 ± 0,65

2,73 ± 0,57*

2,21 ± 0,42*

ЛП подныривания

53,14 ± 3,04

43,29 ± 2,37*

39,71 ± 2,49**

Воспроизведение через 24 часа

ЛП ДА

1,57 ± 0,37

3,07 ± 0,43*

3,58 ± 0,31*

ЛП подныривания

41 ± 3,15

30,43 ± 2,21*

20,14 ± 1,92**##

∆ % ЛП подныривания

-59 ± 3,15

-69,57 ± 2,21**

-79,86 ± 1,92**#

Воспроизведение через 7 суток

ЛП ДА

3,14 ± 0,34

4,57 ± 0,43*

5,29 ± 0,52**

ЛП подныривания

31,14 ± 2,91

23 ± 1,31*

11,14 ± 0,67**##

∆ % ЛП подныривания

-68,86 ± 2,91

-77 ± 1,31*

-88,86 ± 0,67**##

Воспроизведение через 14 суток

ЛП ДА

5,86 ± 0,51

3,54 ± 0,34*

2,11 ± 0,29**#

ЛП подныривания

19,14 ± 1,72

13,43 ± 1,15*

9 ± 0,93**#

??% ?? ????????????∆ % ЛП подныривания

-80,86 ± 1,72

-86,57 ± 1,15*

-91 ± 0,93**#

n = 7

Обозначения: ЛП - латентный период (время, с); ТО - темный отсек; КЗ - количество заходов в темный отсек; N/n - количество животных в группе, посетивших темный отсек (N) из общего числа (n); % - процент животных в группе, посетивших темный отсек; ДА - двигательная активность; ∆ % ЛП подныривания ‒ изменение длительности ЛП подныривания при воспроизведениях навыка по отношению к значению показателя при выработке рефлекса, %.

Примечания. * - р < 0,05; ** - р < 0,01 - статистическая значимость различий по сравнению с контрольной группой животных; # - р < 0,05; ## - р < 0,01 - статистическая значимость различий по сравнению с группой животных, получавших фенибут (ранговый однофакторный анализ Крускала‒Уоллиса, критерий Ньюмена‒Кейлса, критерий χ2).

При последующем тестировании через 24 часа у контрольных крыс данный показатель уменьшился по сравнению с предыдущим тестированием, что говорит об узнавании животными контекстуальной обстановки теста, а у животных, получавших фенибут и МЭФ, напротив, увеличился и был статистически значимо выше, чем у контрольных - животные данных групп «задумывались» перед тем как начать активную поисковую деятельность. В дальнейшем, при повторении теста на 7 и 14 сутки после первого тестирования ЛП двигательной активности постепенно возрастал и у крыс контрольной группы, достигнув максимума на 14 сутки. У животных, которым вводились фенибут и МЭФ, максимальные значения данного показателя отмечались на 7 сутки, после чего вновь наблюдалось его снижение, что вероятно связано с повышением обученности животных и лучшим запоминанием эффективной стратегии поведения избавления. Помимо этого, фенибут и МЭФ статистически значимо уменьшали время решения экстраполяционной задачи на всех этапах тестирования, а также ∆ % изменения данного показателя при повторных тестированиях по отношению к первому, то есть улучшали обучаемость и па- мять - оказывали ноотропное действие. По ноотропной активности в тестах УРПИ и ТЭИ МЭФ статистически значимо превосходил фенибут.

При моделировании амнезии различного генеза фенибут и его метиловый эфир статистически значимо увеличивали ЛП первого захода в темный отсек, уменьшали количество заходов в него и число животных в группе с амнезией УРПИ, проявляя, таким образом, антиамнестический эффект, свидетельствующий об их ноотропной активности (табл. 2). По выраженности данного эффекта на моделях скополаминовой и электрошоковой амнезии МЭФ статистически значимо превосходил фенибут, на модели стрессиндуцированной амнезии, напротив, фенибут был более активным, что может быть связано с его высокой анксиолитической и стресспротекторной активностью [2, 4, 5, 6].

Таблица 2. Влияние фенибута и его метилового эфира на выраженность амнезии рефлекса пассивного избеганияу животных в тесте «условная реакция пассивного избегания»

Регистрируемые показатели

Значения показателей М ± m

контроль интактный

контроль+амнезия

фенибут+амнезия

МЭФ+амнезия

1

2

3

4

5

УРПИ на фоне амнезии, вызванной скополамином

Этап выработки рефлекса

ЛП первого захода в ТО

17,56 ± 1,22

18,57 ± 1,41

17,43 ± 1,07

19,14 ± 0,7

КЗ

1,14 ± 0,14

1,14 ± 0,14

1,29 ± 0,18

1,14 ± 0,14

Воспроизведение до введения скополамина

ЛП первого захода в ТО

180 ± 0

180 ± 0

180 ± 0

180 ± 0

КЗ

0

0

0

0

N/n; %

0/7; 0 %

0/7; 0 %

0/7; 0 %

0/7; 0 %

Воспроизведение после введения скополамина

ЛП первого захода в ТО

180 ± 0**

78,71 ± 11,01++

111,14 ± 17,87++*

157,57 ± 14,49**#

КЗ

0*

1,43 ± 0,2++

0,71 ± 0,18++*

0,29 ± 0,18**

N/n; %

0/7; 0 %***

7/7; 100 %+++

5/7; 71,42 %+++*

2/7; 28,57 %+**#

УРПИ на фоне амнезии, вызванной электроконвульсивным шоком

Этап выработки рефлекса

ЛП первого захода в ТО

28,53 ± 2,14

31,43 ± 2,06

32,57 ± 2,03

29,71 ± 1,78

КЗ

1,42 ± 0,20

1,29 ± 0,18

1,14 ± 0,14

1,42 ± 0,20

Воспроизведение до электроконвульсивного шока

ЛП первого захода в ТО

180 ± 0

180 ± 0

180 ± 0

180 ± 0

КЗ

0

0

0

0

N/n; %

0/7; 0 %

0/7; 0 %

0/7; 0 %

0/7; 0 %

Воспроизведение после электроконвульсивного шока

ЛП первого захода в ТО

180 ± 0**

56,57 ± 5,46++

104,14 ± 19,71*

155,43 ± 11,60**#

КЗ

0**

1,57 ± 0,20++

0,71 ± 0,18++*

0,43 ± 0,20**

N/n; %

0/7; 0 %***

7/7; 100 %+++

5/7; 71,42 %+++*

3/7; 42,86 %++**##

1

2

3

4

5

УРПИ на фоне амнезии, вызванной острым стрессом

Этап выработки рефлекса

ЛП первого захода в ТО

28,14 ± 1,48

26,57 ± 1,93

27,86 ± 1,52

29,71 ± 1,21

КЗ

1,43 ± 0,20

1,43 ± 0,20

1,28 ± 0,18

1,28 ± 0,18

Воспроизведение до стресса

ЛП первого захода в ТО

180 ± 0

180 ± 0

180 ± 0

180 ± 0

КЗ

0

0

0

0

N/n; %

0/7; 0 %

0/7; 0 %

0/7; 0 %

0/7; 0 %

Воспроизведение после стресса

ЛП первого захода в ТО

180 ± 0**

112,42 ± 17,77++

176,29 ± 3,71**

159,86 ± 9,72*

КЗ

0**

1,14 ± 0,34++

0,14 ± 0,14*

0,43 ± 0,20

N/n; %

0/7; 0 %***

5/7; 71,42 %+++

1/7; 14,29 %+***

3/7; 42,86 %++**##

n = 7

Обозначения: ЛП - латентный период (время, с); ТО - темный отсек; КЗ - количество заходов в темный отсек; N/n - количество животных в группе, посетивших темный отсек (N) из общего числа (п); % - процент животных в группе, посетивших темный отсек.

Примечания:

+ - р < 0,05; ++ - р < 0,01; +++ - р < 0,001 - статистическая значимость различий по сравнению с интактной контрольной группой животных; * - р < 0,05; ** - р < 0,01 - статистическая значимость различий по сравнению с контрольной группой животных; # - р < 0,05; ## - р < 0,01 - статистическая значимость различий по сравнению с группой животных, получавших фенибут (ранговый однофакторный анализ Крускала‒Уоллиса, критерий Ньюмена‒Кейлса, критерий χ2).

Выводы

  1. Метиловый эфир фенибута проявляет более выраженное ноотропное действие, чем фенибут на моделях ассоциативного обучения: «условная реакция пассивного избегания» и «тест экстраполяционного избавления».
  2. Метиловый эфир фенибута в большей степени, чем фенибут проявляет антиамнестический эффект на моделях амнезии, вызванной скополамином и электроконвульсивным шоком, но уступает фенибуту по антиамнестическому действию на модели стрессиндуцированной амнезии.

Рецензенты:

  • Спасов А.А., д.м.н., профессор, проректор по международным связям, зав. кафедрой фармакологии ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, г. Волгоград;
  • Бугаева Л.И., д.б.н., профессор, зам. директора НИИ фармакологии ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, г. Волгоград.

Работа поступила в редакцию 26.08.2011.


Библиографическая ссылка

Багметова В.В., Бородкина Л.Е., Тюренков И.Н., Берестовицкая В.М., Васильева О.С. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ НООТРОПНЫХ СВОЙСТВ АНАЛОГА ГАМК ФЕНИБУТА И ЕГО МЕТИЛОВОГО ЭФИРА // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 10-3. – С. 467-471;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=28892 (дата обращения: 17.11.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074