Дія на нервову систему поліметіленовимі похідних амінопіридину - фармакологічна регуляція психічних процесів

ДІЯ на центральну і периферичну нервову систему поліметіленовимі ПОХІДНИХ амінопіридином
Саме такого роду активність була виявлена нами в кількох рядах сполук (групи А-50-56), які можуть розглядатися як поліметіленовимі похідні 4-амінопіридину. Це були бициклические і трициклічні сполуки, одне кільце у яких повторювало структуру 4-амііоінрідіна. Прикладом таких досліджених сполук може бути ряд похідних 2,3-цпкло- Алка-4-амцпо - (), 7-дп1ідро-5Н-1-піріндіна загальної формули

Речовини цього ряду синтезовані в Інституті азотної промисловості [Упадишева і ін., 1977].
Вивчення даних і інших близьких до них але структурою сполук (аміпоакрідінов, амінохінолінів) показало їх здатність стимулювати процес збудження в різних органах і тканинах. Причому їх ефект перевершує дію 4-аміно піридину за цілою низкою параметрів [Волкова, Саркісян, 1981- Саркісян, 1981- Шаповалова та ін., 1981- Лаврецька і ін., 1982].
Перш за все було виявлено стимулюючу дію зазначених речовин на нервово-м`язову передачу, скоротливу активність гладких м`язів і центральну нервову систему. Спектр виявленої активності давав підстави порівнювати їх з двома групами препаратів: 1) інгібіторами холінестерази і 2) амінопіридином. Інгібітори холінестерази в даний час, по суті, вичерпують наявні кошти стимуляції нервово-м`язової передачі-амінопіридином в клініці практично не застосовуються. Проведене дослідження показало, що поліметіленовимі похідні мають істотні відмінності як від першої, так і від другої групи препаратів. При пошуку можливих пояснень виявлених відмінностей було виявлено, що ці речовини мають принаймні двома механізмами дії на молекулярному рівні - вони: а) блокують калиевую провідністьмембрани і б) інгібують холіноестеразу. Таке поєднання властивостей і призводить до значного підвищення ефективності дії речовин на процес збудження в різних органах і тканинах.
Вплив на потенціалозавісімие калієві канали мембрани
До появи даних про важливі ефекти 4-амінопірцдіна, багатстві його стимулюючої дії на збудливий процес, який призводив до підвищення функціональної активності paзлічних органів, увагу дослідників мало привертав такий шлях впливу на збудження.
Зусилля були переважно спрямовані на активацію натрієвих каналів мембрани як основний і найдієвіший шлях оптимізації процесу збудження. Одним з найбільш вивчених препаратів, що підсилюють натрієві струми в мембрані, є алкалоїд вератрідін (Ulbricht, 1969- Leichl et al., 1977). Вератрідін викликає поява слідової деполяризації в аксоні кальмара і нервових волокнах сідничного нерва жаби після виникнення потенціалів дії. Високі концентрації вератрідіна викликають деполяризацію мембрани. При цьому виявляється, що при ступінчастою деполяризаціїмембрани, крім звичайного короткочасного зростання натрієвої проникності мембрани, з`являється ще й повільний вторинний зростання натрієвої проникності. Така «повільна» натрієва проникність НЕ інактивується, а реполяризация мембрани призводить до повільного її зменшення. Для стаціонарних вольтамперних характеристик перехоплень Ранвье, оброблених вератрідіном, характерна N-подібна форма, яка обумовлена появою вхідного струму в результаті деполяризаціїмембрани. Тетродотоксин усуває всі феномени, пов`язані з дією вератрідіна і появою «повільної натрієвої проникності».
Вератрідін в концентрації 1 10 ~ 5 г / мл викликає помітні зміни в гігантських нейронах молюска [Leicht et al., 1971]. Під час фази деполяризації у частині клітин з`являється «спалах» потенціалів дії. Змінюються вольт-амперні характеристики нейронів. У нормальному розчині різко збільшується крутизна вольт-амперної характеристики- мембранний потенціал досягає рівня -20 мВ у зв`язку з різким зростанням вихідного струму. Для вольт-амперної характеристики нейрона в розчині з вератрідіном характерний ділянку з негативним нахилом, який зникає в безнатріевом розчині. Ефект вератрідіна в нейронах молюска малообратім. Тетродотоксин тут не впливає ні на деполяризацію, викликану вератрідіном, ні на слідову деполяризацию після серії потенціалів дії, ні на вольт-амперні характеристики. Це пояснюється тим, що тетродотоксин не блокує натрієві канали соматичної мембрани нейрона.
Цікаво відзначити, що збудливу дію вератрідіна відрізняється короткочасністю. При дії цього алкалоїду більше 20-30 хв повільні періодичні зміни мембранного потенціалу, які він індукує в нейроні, припиняються. Таке сильне, різке, але короткочасне стимулюючу дію навряд чи може уявити практичний інтерес для клініки. Подібні речовини можуть бути судорожними отрутами, але не лікарськими препаратами. На противагу цьому при блокаді калієвих каналів досягається якісно інший тип посилення процесу збудження, який відрізняється більшою м`якістю, фізіологічністю і поступовим розвитком з модуляцією всіх ланок, що беруть участь в його формуванні.
В даний час тільки починає оцінюватися можливість Використання блокаторів калієвих каналів в фармакології та медицині. Крім амінопіридинів, поки не описані ніякі інші препарати з подібним спектром активності. Мабуть, це в значній мірі пов`язано з тим фактом, що до такого роду речовин ще не привернуто увагу хіміків, що працюють в області синтезу біологічно активних речовин і лікарських препаратів.
Тому особливий інтерес представляють проведені нами дослідження дії полпметіленових похідних 4-амінопіридину на калієві канали мембрани [Шаповалова та ін., 1981- Лаврецька і ін., 1982]. Досліди виконані на перехоплення Ранвей сідничного нерва жаби з використанням методу фіксації напруги на мембрані. Калієві струми реєструвалися при придушенні натрієвого струму тетродотоксином.
Речовини А-50-56 (аміноакрідіни, амінопіридином) сильніше, ніж 4-АП, пригнічують калиевую проникність мембрани (рис. 21). Їх ефективні концентрації 1-10-4-1 * 10-5 М. При цьому в концентрації 10-4 М дію на калієву проникність приблизно однаково у двох груп речовин, а в концентрації 1-10-5 М дію препаратів групи А-50 -56 перевершує дію 4-АП. У цій концентрації 4-АП пригнічує калієвий струм на 50%, а речовина А-56 (2,3-пентаметілен-4-аміно-6,7-дигідро-5Н-1-піріндін) - на 70%. Ефект А-50-56 відрізняється і більшою тривалістю.
При затягуванні тестирующего імпульсу з 10 мс до 1 з гальмування калієвого струму 4-АП повністю зникає, в той час як блокуючу дію речовин А-50-56 зберігається. Таким чином, при тривалій стимуляції нерва 4-АП як би «відвалюється», в той час як А-50-56 утворює більш міцний комплекс з мембраною. Цілий ряд серйозних відмінностей наших препаратів від 4-АП дав підстави вважати, що поліметіленовимі похідні діють на інші популяції калієвих каналів. Вони можуть впливати не тільки і не стільки на швидкі компоненти калієвого струму, але і на Са2 + -залежні і повільні калієві канали. Це припущення знаходить підтвердження в цілеспрямованих експериментах на нейронах молюска і перехоплення Ранвей міелінізірованіого нервового волокна. У всякому разі, важливим є виявлений нами факт відмінностей в ефектах 4-АП та його поліметіленовимі похідних як щодо калієвої проникності мембрани, так і по відношенню до різних функцій нервової системи. Здатність амінопіридинів, аміноакрідінов впливати на інші популяції калієвих каналів знаходить відображення і в особливостях спектру їх фармакологічної активності, про які буде сказано нижче. Це дозволяє стверджувати, що виборчої блокадою різних компонентів калієвої проникності мембрани можна домагатися диференційованих фармакологічних ефектів на рівні цілісного організму.
Речовини А-50-56, як і 4-АП, викликають пролонгування потенціалів дії мембрани з декількох мс в нормі до 200 мс. Правда, в міелінізіровани волокні сідничного нерва жаби цей ефект речовин виявляється не завжди чітко. Значно більш постійним було продовження потенціалів дії в м`язових елементах серця. Це спостереження про непостійність продовження
потенціалу дії в міелінізірованних волокнах знаходить підтвердження в дослідженнях 4-амінопіридину. Так, Thesleff [1980] зазначив, що 4-АП пролонгує ПД в неміелінізірованних волокнах В і С цей ефект мало помітний в міелінізірованних А-волокнах, в яких немає времязавісімих калієвих струмів для реполяризації мембрани. Тому в таких волокнах пролонгування потенціалів дії стає помітним, лише коли ПД досягає неміелінізірованних ділянок. Препарати А-50-56 були значно ефективніший 4-АП у продовженні ПД мембрани. Тут вони займають проміжне місце між 4-АП і ТЕА.
Продовження потенціалу дії тісно пов`язане з блокадою калієвих каналів, внаслідок чого затягується реполярізаціонная фаза ПД. У зв`язку з цим кожен імпульс стає більш ефективним. Амінопіридином активно зв`язуються з закритими калієвими каналами, відкриття яких припиняє вплив 4-АП на тривалість ПД.

Мал. 21. Вплив 4 АП (А) і препарату А-56 (R) на калієві струми в перехопленні Ранвье сідничного нерва жаби Натрієвий ток блокований тетродотоксином

Речовини групи А-50-56 не викликають деполяризаціїмембрани, в той час як 4-АП в деяких експериментальних роботах індукував деполяризацию мембрани, з чим пов`язують порівняльну короткочасність його блокуючого дії [Магура, 1981]. У поліметіленовимі похідних 4-АП є ще одна цікава відмінність від амінопіридинів. Перші блокують не тільки калієвий, але і натрієвий струм в мембрані, хоча і в дещо більш слабкому ступені. Це зближує амінопіридином, аміноакрідіни з фенциклидин, який також є блокатором натрієвих і калієвих струмів fMarshall, 1982- Pelhate, 1982]. Роль такої блокади натрієвої проникності мембрани в спектрі фармакологічної активності препаратів не зовсім ясна. Можливо, виявлені нами анальгетические властивості цих препаратів частково пов`язані і з даними ефектом, незважаючи на відсутність блокади потенціалів дії.
Вивчення інгібіторів холінестерази прозерина і галантамина показало, що вони не блокують калієві струми в перехопленні Ранвье в діапазоні концентрацій 1 з 10 ~ 3-10 * 10 ~ 6 М.
Таким чином, нові групи препаратів повинні більш активно, ніж амінопіридином, впливати на імпульсзавісімий вхід Са2 + в пресинаптические закінчення, на викид медіаторів і, отже, надавати найбільш виражене оптимизирующее дію на проведення збудження в різних збудливих тканинах і органах. Це підтверджено цілеспрямованими дослідженнями.

Вплив на холіноестеразу

При вивченні дії 4-АП та інших амінопіридинів на нервово-м`язову передачу, викид ацетилхоліну увагу дослідників постійно привертав факт потенцирования ефектів ацетилхоліну. При цьому природно виникало питання про можливий вплив 4-АП на холіноестеразу. Здатність посилювати викид ацетилхоліну і пригнічувати холіноестеразу розглядалася альтернативно. Майже всі автори висловлюються за перший механізм дії і заперечує можливість 4-АП пригнічувати активність холінестерази. Такий висновок зазвичай базується на опосередкованих спостереженнях, частіше на електрофізіологічних дослідженнях ПКП і мінПКП. Здатність 4-АП потенціювати потенціали кінцевий пластинки і не впливати на мініатюрні ПКП розглядається як доказ його впливу на викид ацетилхоліну і відсутності антихолінестеразну активності або впливу на чутливість до ацетилхоліну постсинаптичних рецепторів [Molgo et al., 1977- Thesleff, 1980 Glover, 1982] .
Правда, Loffelholz, Weide [1982] на основі аналізу тих же показників (викиду ацетилхоліну, мінПКП і ПКП) допускають можливість блокади 4-АП холінестерази. Проте прямого вивчення дії амінопіридинів на очищені препарати ферменту не проводилося.
Нами досліджено дію 4-АП, 2-АП і поліметіленовимі похідних 4-АП на очищені препарати ацетилхолінестерази (АХЕ) і БУТИРИЛХОЛІНЕСТЕРАЗИ (БуХЕ), отримані з Пермського НДІ вакцин і сироваток. Швидкість гідролізу ацетилхоліну визначали потенціометричним методом по початкової швидкості зміни pH. Константи інгібування (К,) і альфа-коефіцієнт визначали за графіками в подвійних зворотних величинах [Уебб, 1966]. Причому альфа-коефіцієнт характеризував тип оборотного гальмування.
Вперше було виявлено, що 4-АП і 2-АП є оборотними інгібіторами холінестерази, однак ця дія у них слабо виражене, їх константи інгібування 1,1 -10&ldquo - * - 1,5 • 10&ldquo- * М (табл. 38). У той же час нові групи препаратів А-50-56 виявилися високоефективними інгібіторами холінестерази, причому бутирилхолінестераза пригнічується ними ще більш активно, ніж ацетилхолінестерази.
Таким чином, наші речовини істотно відрізняються за своїм впливом на активність холінестерази від відомих інгібіторів ХЕ оборотного твань. При цьому АХЕ вони блокують змішаним чином (a-коефіцієнт більше 1, дорівнює 2-2,5) - а БуХЕ вони інгібують за неконкурентною типу (а-коефіцієнт близький до 1). Прозерін оборотно інгібує і АХЕ і БуХЕ, але в більшій мірі ацетилхолінестеразою, в той час як галантамін є виборчим антихолінестеразним препаратом і діє переважно на ацетилхолінестеразою, хоча і слабше, ніж наші речовини групи А.
Поєднання в спектрі дії поліметіленовимі похідних 4-АП двох властивостей - інгібування холінестерази і блокади калієвих каналів мембрани, можливо, не є випадковим. Здатність пригнічувати холіноестеразу відзначена і у дру1 блокаторів калієвих каналів, наприклад у ТЕА. Деякі антихолінестеразні препарати виявляються в той же час слабкими блокаторами калієвої проникності мембрани. Ці спостереження дозволили Krnjevic [1974] висловити припущення про близькість (якщо не ідентичності) білкової структури холінестерази і калієвого каналу.
Наші дослідження підтверджують можливий зв`язок між цими ефектами речовин. Однак говорити про їх ідентичності не можна, так як вони неоднаково представлені в спектрі дії різних препаратів. 4-АП і ТЕА - сильні блокатори калієвих каналів і дуже слабкі інгібітори холінестерази. Фізостигмін і інші препарати - активні інгібітори холінестерази і слабо пригнічують калієві струми збудливою мембрани.
Цікаво, що препарат такрин (9-амінотетрагідроакрідін) був запропонований як інгібітор холінестерази для впровадження в клінічну практику [Shaw, Bentley, 1953]. Тривалий час він застосовувався щодо цього призначення, а також в якості антагоніста морфіну. За нашими даними, він є блокатором калієвих каналів. За досить тривалу історію його застосування в клініці здатність блокувати калієві канали мембрани була виявлена у такрину тільки останнім часом Marshall, 1982- Pelhate. А його анальгетические і кардиотонические властивості довго не могли бути пояснені.
Таблиця 38. Вплив речовин на активність холінестерази мозку II сироватки крові

Нові групи речовин, описані тут, відрізняються однаково сильно вираженими обома властивостями. Цим і визначається їхня перевага перед усіма іншими відомими препаратами даного профілю дії. Вони в однаковій мірі ефективно блокують калієві канали мембрани і пригнічують активність холінестерази. Таке поєднання мало різко підвищити їх стимулюючу дію на проведення збудження в холінергічних синапсах, нервово-м`язових утвореннях, гладких м`язах, периферичної та центральної нервової системи. Це підтвердилося в подальших експериментах. Притому було також виявлено, що інгібування холінестерази є порівняно короткочасним, в той час як всі ефекти, пов`язані з блокадою калієвих каналів, відрізнялися тривалістю і міцністю. Мабуть, додавання поліметіленовимі ділянок до молекули 4-АП, що дає сполуки типу А-50-56, без зменшення здатності гальмувати калиевую проникність, на кілька порядків підсилює антихолінестеразні властивості препаратів. І блокада калієвих каналів набуває нових рис, зв`язок таких речовин з каналом стає міцнішою і тривалої.

Вплив на нервово-м`язову передачу

У дослідах на декількох нервово-м`язових препаратах вивчено дію поліметіленовимі похідних 4-АП з використанням стандартних фізіологічних методик [Andrew, 1975]. В якості таких нервово-м`язових препаратів застосовували діафрагмальний препарат щури, прямий м`яз живота жаби, литковий м`яз кролика. За допомогою тензодатчиків, тензоусілітеля реєстрували на самописці КСП-4 скоротливі відповіді м`язи на електростимуляцію нерва або дію ацетилхоліну.
При цьому було виявлено, що поліметіленовимі похідні 4-АП сильно полегшують проведення збудження в нервово-м`язовому препараті, збільшують амплітуду м`язових скорочень, а також їх тривалість (рис. 22). Дія речовин А-50-56 перевершує ефекти 4-АП і антихолінестеразних засобів галантамина і прозерина. Ефект інгібіторів холінестерази відрізняється короткочасністю, він зникає через 20-25 хв після початку відмивання, в той час як ефект 4-АП і особливо речовин А-50-56 зберігається і через 1-1,5-2 ч.
Цікаво, що 4-АП підсилює скоротливі відповіді м`язи на електростимуляцію нерва, але майже не впливає на ефект ацетилхоліну. Такі ж особливості дії 4-АП на нервово-м`язові препарати відзначали й інші дослідники [Bowman et al., 1977]. У той же час наші речовини в однаковій мірі сильно збільшували скоротливий відповідь м`язи як на електростимуляцію, так і на дію ацетилхоліну. Наприклад, в присутності речовини А-56 в концентрації 1 -10 ~ 6 М скоротливий відповідь прямого м`яза живота жаби на введення в омиває розчин ацетилхоліну (1 10_6) перевершував контрольне на 150-180%. Через 30 хв після видалення А-56 з розчину відповідь на ацетилхолін все частіше становить 150% від контрольного- 4-АП в цих дослідах слабо підсилює ефект ацетилхоліну. Дія галантамина і прозерина дещо слабше за амплітудою скорочень і значно Короче після їх видалення з розчину скоротливий відповідь м`язи на ацетилхолін майже відразу ж падає до контрольного рівня. Такі відмінності в дії поліметіленовимі похідних 4-АП як від 4-АП, так і від найбільш активних антихолінестеразних препаратів залежить від наявності в їх спектрі активності пре- і постсинаптичного ефектів. Блокада калієвих каналів призводить до збільшеного викиду медіатора, а інгібування холінестерази - до підвищення ефективності впливу на постсинаптическую мембрану. Наявність тільки одного із зазначених ефектів в спектрі дії 4-АП або прозерину і галантамина суттєво послаблює або вкорочує їх активуючий вплив на нервово-м`язову передачу.

Антагонізм з міорелаксантами

Мал. 22. Вплив препаратів А-56 (1-10-7 М) (Л), галантамина (1 10-7 М) (Б), прозерина (1 10 ~ 7 М) (В), 4-амінопіридину (1 105 М ) (Г) на ізометричні скорочення при непрямої стимуляції м`язи (френіко-діафрагмальний препарат щури)
Перша (широка) стрілка вказує подачу речовин в розчин, друга (тонка) стрілка вказує початок відмивання
Стимулююча дія галантамина і прозерина зникає вже через 20 хв після початку отмивкі-
стимулюючу дію А-56 і 4-амінопіридину зберігається навіть через i ч після відмивання

Таблиця 39. вплив препаратів на токсичність міорелаксантів

Амінопіридином послаблюють блокуючу дію на нервово-м`язову передачу міорелаксантів недеполяризуючої типу. Антікурарное дію у речовин А-50-56 виражено значно сильніше, ніж у 4-АП. Це може бути легко продемонстровано в двох серіях експериментів - при вивченні токсичної дії d-тубокурарину і суксаметонію (дитилина) на тварин і на ізольовані нервово-м`язові препарати. У дослідах на мишах 4-АП, 4-50-56 та прозерин істотно послаблюють токсичний ефект d-тубокурарину і підсилюють дію суксаметонію (табл. 39). Всі ці препарати зменшують або повністю знімають блокуючу дія не нервово-м`язову передачу d-тубокурарину. Так, в дослідах на прямому м`язі живота жаби d-тубокураріп (1-10-7 М) пригнічує реакцію м`язи на ацетилхолін, амплітуда скорочення зменшується на 25% від початкової величини. Препарат А-56, введений на 5 хв до миорелаксанта або спільно з ним, відновлює н кілька збільшує скоротливий відповідь м`язи.
В експериментах на литкового м`яза кролика d-тубокурарин повністю пригнічує скорочення, викликані електростимуляцією сідничного нерва. Після внутрішньовенного введення А-56, 4-АП або прозерину відбувається повне відновлення м`язових скорочення.
d-Тубокурарин в дозі 0,25 мг / кг і суксаметоній в дозі 0,12 мг / кг внутрішньовенно викликають симптом відміни голови у кролів внаслідок блокади нервово-м`язової передачі. А-56 (2 мг / кг), 4-АП (2 мг / кг), прозерин (0,08 мг / кг), галантамін (2,5 мк / кг) знімають ефект d-тубокурарину, але не суксаметонію.
В цьому випадку 4-АП і А-50-56 виявляються слабкіше прозерина, хоча за тривалістю антікурарного дії вони приблизно рівні: максимум антікурарного ефекту настає через 30 хв після введення речовин, а повністю він зникає через 2,5-3 год.

Вплив на викид ацетилхоліну в нервово-м`язовому синапсі

Цей ефект речовин досліджували з використанням електрофізіологічних методів вивчення потенціалів кінцевої пластинки.
Використовували нервово-м`язовий препарат мишей п. Peroneus - m. extensor digitorura longus, в якому досліджували ПКП і мінПКП.
Описана здатність 4-АП в мікромолярних концентраціях оборотно збільшувати ПКП- відновлювати їх після часткової блокади перфузії розчином з низьким вмістом Са2 + і збільшеним вмістом Mg2`1 `[Molgo et al., 1977- Glover, 1982].
У дослідах з використанням мікроелектродної техніки було виявлено, що речовини групи А-50-56 збільшують як квантовий склад, так і амплітуду ПКП, збільшують частку «гігантських» мінПКП. Інгібітори холінестерази прозерин і галантамін впливають тільки на мінПКП, а 4-АП - тільки на потенціали кінцевий пластинки. При цьому як 4-АП, так і А-50-56 в концентрації 1-10&ldquo-4-5-10 ~ 4 М не тільки збільшують амплітуду і тривалість ПКП, але і викликають появу повторних потенціалів. Мабуть, це призводить до виникнення спонтанних потенціалів дії в нервових закінченнях. У високих концентраціях амінопіридином прямо впливають на скоротливі властивості м`язів і збільшують їх збудливість.
Таким чином, поєднання пресинаптического і постсинаптичного ефектів в спектрі дії речовин призводить до збільшення стімулозавісімой викиду медіатора, а також, мабуть, і до спонтанного вивільнення медіатора.

Вплив на гладкі м`язи

Гладком`язові об`єкти представляють особливий інтерес для вивчення спектру активності подібного роду препаратів. Їх зазвичай використовували для виявлення рецепторного (холін, адрен, серотонінергічного) дії речовин. Однак цей об`єкт виявляється корисним і в разі вивчення спеціальної дії препаратів на мембрану м`язового волокна, на іонні канали. Досліди на гладких органах особливо ефективно дозволяють розділити групи блокаторів калієвих каналів і інгібіторів холінестерази.
Поруч дослідників показано, що 4-АП, 3-АП, 2-АП призводять до стімулозавісімой викиду медіатора в вегетативних гангліях, холинергических і адренергічних постгангліонарних нервових волокнах, що супроводжується підвищенням скорочувальної активності гладких органів [Fastier et al., 1958, 1979- Benoist et al., 1969- Al-Haboubi et al., 1978- Glover, 1982].
Високі концентрації 4-АП дають тонічне скорочення сім`явивідної протоки морської свинки та інших гладком`язових органів, яке не знімається альфа-адреноблокаторами або атропіном. Такий же вплив в серце призводить до негативного інотропного дії внаслідок збільшеного викиду ацетилхоліну. А посилення викиду адреналіну в адренергічних постгангліонарних синапсах викликає в серці позитивний інотропний ефект, продовжує потенціали дії м`язових елементів серця IWollmer et al., 1981]. Крім цього, 4-АП надає пряму стимулюючу дію і посилює скоротливу активність м`язи серця. Причому ці ефекти переважають над холинергическими впливами.
Нами досліджено дію 4-АП і поліметіленовимі похідних 4-АП на гладкі м`язи сім`явивідної протоки, тонкої кишки і матки щурів. За допомогою тензодатчиків, тензоусілітеля, узгоджувального пристрою і самописця проводили запис скорочувальних відповідей гладком`язових об`єктів. Як агоністів використовували адреналін, ацетилхолін, окситоцин, гістамін, серотонін, КС1.
При цьому було виявлено, що речовини підсилюють скоротливі відповіді всіх гладком`язових органів на дію будь-якого агоніста, крім іонів К + (табл. 40). Такий же вплив, хоча і дещо слабше, надає 4-АП. Антихолінестеразні препарати прозерин і галантамін практично пе змінюють відповіді гладких м`язів на дію агоністів (рис. 23).
Цікаво, що у високих концентраціях (1 10 ~ 4 М) речовини А-50-56 викликають спонтанне скорочення гладком`язових об`єктів, особливо матки. Вони також збільшують частоту спонтанних скорочень міометрія щурів, які попередньо отримували естроген.
Речовини не тільки збільшують амплітуду скорочень міометрія у відповідь на вплив окситоцином, але і збільшують тривалість цього скорочення в 2 рази. Всі ці ефекти в кілька більш слабкому ступені присутні у 4-АП, в той час як вони не виявляються у інгібіторів холінестерази у всьому діапазоні концентрацій, в яких вони виявляють свої ефекти щодо ферменту і нервово-м`язової передачі.
Це дає підстави вважати, що досліди на гладких органах істотно краще, ніж експерименти на нервово-м`язових препаратах, розрізняють дані групи речовин. Дослідження дії описаних речовин на нервово-м`язову передачу не так яскраво розділяє ефект блокади калієвих каналів і пригнічення холінестерази.
Таблиця 40. Вплив речовин на скоротливі відповіді гладком`язових об`єктів

Справа в тому, що в стимуляції нервово-м`язової передачі беруть участь обидва ефекту і розрізнити їх не завжди просто, хоча такі підходи існують. Досліди на гладких м`язах дають однозначну відповідь на питання про групову приналежність досліджуваних препаратів - блокатори калієвих каналів посилюють спонтанну скоротливу активність, а також викликану всіма агоністами, крім KCL. Інгібітори холінестерази в цих експериментах мало активні. Дія речовин А-50-56 на гладкі м`язи відрізняється тривалістю, воно зберігається після відмивання ще протягом 1-2 ч.
Таким чином, експерименти на гладких м`язах вказують на сильно виражену здатність препаратів типу А-50-56 блокувати калієві канали і таким чином стимулювати спонтанну і індуковану різними агоністами скоротливу активність гладких м`язів.
Цей висновок підтверджується спеціальними експериментами. Заміна фізіологічного розчину Тироде на Деполяризуючий розчин, що містить 1250 мм КС1, повністю знімає потенціюючу дію речовин на ефекти скорочувальних агентів. Саме таке збільшення амплітуди і тривалості скорочувального відповіді гладких м`язів у відповідь на вплив агоніста будь-якої природи в умовах нормального електромеханічного сполучення і зникнення цього ефекту в деполяризационного розчині, коли зберігається лише фармако-механічне поєднання, і слід, мабуть, розглядати як доказ впливу на калієву проникність мембрани.
Цікаво, що здатність 4-АП, 3-АП, 2-АП, 3,4-ДАП викликати посилення скорочувальної активності м`язів, яка неодноразово описана в літературі, не завжди знаходила пояснення в їх здатності індукувати посилений викид медіатора [Benoist et
Мал. 23. Вплив препарату А-56 на скорочувальну активність гладких м`язів
А - вплив А-56 (5 • 10-6 M) на скоротливі відповіді міометрія щури на ацетилхолін (АХ, 1 • 10-6 M), стрілками вказано введення в розчин АХ, галантамина (Г) і А-56.
В - вплив А-56 і галантамина на скоротливі відповіді сім`явивідної протоки щури на адреналін (At 1 • 10 * М)

al., 1969- Al-Hoboubi et al., 1978]. Так, 2-АП викликав тоническую контрактуру кишечника кролика в присутності атропіна- 4-АП давав тривале скорочення сім`явивідної протоки морської свинки, яка не блокувалося альфа-адреноблокаторамі- 4-АП індукував осциляції в м`язі стравоходу курчати, що не придушувалися ні атропіном, ні тетродотоксином . Автори допускали можливість іншого механізму дії речовин на скоротливі функції гладком`язових органів, крім посилення викиду медіатора.
Наші експерименти вказують на здатність 4-АП і А-50-56 прямо впливати на мембрану м`язових елементів і посилювати або викликати їх скоротливу активність.
Таким чином, в механізми їх стимулюючої дії може входити не тільки вплив на вивільнення медіатора в синаптичну щілину, а й вплив на збудливість власне м`язових і нервових утворень.
Вплив на проведення збудження в нерві
З огляду на отримані нами дані про здатність амінопіридинів покращувати, посилювати процес збудження в різних збудливих тканинах, доцільно було також з`ясувати, чи можуть вони відновлювати проведення збудження після його блокади.
Мал. 24. Відновлення за допомогою А-56 проведення збудження в сідничного нерві щури після блокади 4% -ним КС1
А -потенціали дії в нерві у відповідь на електростимуляцію (відведення біполярний),
Б - блокада ПД за допомогою КС1,
В - відновлення за допомогою А-56 ПД (через різні проміжки часу після початку обробки нерва).

Досліди виконані на сідничного нерві жаб і щурів. Нервовий стовбур поміщали в спеціальну камеру з фіксованим розташуванням дратівливих і відвідних срібних електродів. Ділянка нерва між ними омивався підігрітим (в разі щури) розчином Рінгера. Роздратування подавалося через електростимулятор ЕСЛ-2 використовували стимули прямокутної форми тривалістю 0,1 мс.
Викликані потенціали усереднювати (п = 10) зі статистичними аналізатором LP Р4840 фірми «Nokia». Для блокади проведення збудження в нерві використовували розчин КС1 (4% -ний) або новокаїн (0,25% -ний). Після отримання стабільного блоку в розчин додавали випробувані речовини в концентраціях 1 * 10-4-1 - 10 ~ в М.
При цьому 4-АП (110-4 М) відновлював потенціали дії в нерві на 40-50%, а поліметіленовимі похідні - на 70-85% (рис. 24). Слід зазначити, що амінопіридином і споріднені речовини в однаковому ступені добре знімають блокаду проведення збудження в нерві, викликану як КС1, так і новокаїном.
Подібні дослідження амінопіридинів раніше не проводилися, проте є свідчення про здатність 4-АП знімати блокаду в нервово-м`язовому синапсі, викликану різними агентами - іонами Mg2 +, антибіотиками, місцевими анестетиками, отрутами і ін. І цей ефект також пов`язують з блокадою калієвих каналів, продовженням потенціалів дії, посиленим вивільненням медіатора в закінченнях рухових нервів [Sobek et al., 1968 Burkett et al., 1979- Glover, 1982].
Аналгетичну дію амінопіридинів
Здатність амінопіридинів блокувати калієві канали, продовжувати потенціали дії збудливою мембрани і відновлювати проведення збудження в нерві після його блокади дали підстави припускати, що в умовах запальних уражень периферичних нервів відновлення проведення збудження повинно супроводжуватися і аналгетичну дію. У період запалення нервів зазвичай спостерігається набухання мієлінової оболонки, скупчення іонів калію під нею [Бадалян і ін., 1983]. Блокада калієвих каналів повинна приводити до зменшення цих явищ, а одночасно і до відновлення проведення збудження в нерві і ослаблення больового синдрому.
Щоб виокремити таке вторинне аналгетичну дію препаратів, необхідно було з`ясувати, чи не мають вони вихідної аналгетичну активність.
Досліди на мишах і щурах з використанням методів гарячої пластинки, внутрішньочеревно введення оцтової кислоти п больового роздратування хвоста електричним струмом [Fastier, Mouat, 1979] показали, що 4-АП має слабку аналгетичну дію, у речовин групи А-50-56 воно виражено кілька яскравіше (табл. 41). Однак всі ці препарати поступаються за силою і тривалості анальгетичної дії морфіну.

В літературі також є вказівки на анальгетичну дію деяких амінопіридинів.
Ще в 1956 р von Haxthausen, аналізуючи симпатомиметические властивості 4-метил-2-амінопіридину (4м2-АП), припустив можливість у цієї речовини анальгетических властивостей. І дійсно, експериментальна перевірка підтвердила анальгетическую активність 4м2-АП. У дослідах на мишах, щурах, кроликах було показано, що 4м2-АП блокує больову реакцію, причому сила ефекту досягала 60-70% від анальгетичної дії морфіну. Аналгетичний ефект 4м2-АП блокувався налорфін, а в деяких дослідах і налоксоном [Haxthausen, 1956- Fastier, Mouat, 1979].
У зв`язку з цим було вирішено перевірити, чи не впливає цей препарат на опіатні рецептори. Досліди були проведені на кишечнику морської свінкі- 4м2-АП в концентрації до 1 10_3 М посилював тонічне напруження гладкої мускулатури кишечника п пе придушував її скоротливу активність. Ця дія 4м2-АП не блокувати налорфін і налоксоном. Такі результати дозволили припустити, що в основі анальгетичної дії 4м2-АП лежить центральний ефект, а не взаємодія з опіатним рецептором. Є підстави вважати, що механізм дії в даному випадку також обумовлений блокадою калієвих каналів в центральній нервовій системі і посиленим вивільненням ендорфінів в мозку [Fastier, Mouat, 1979].
Цікаво, що аналгетичну дію інших амінопіридинів не настільки безперечно, а в ряді експериментів 4-АП виявився в цьому аспекті неефективним або навіть послаблював дію морфіну [Laverty et al., 1979]. Це збігається з нашими даними: поліметіленовимі похідні 4-АП проявляють виражену аналгетичну активність, в той час як 4-АП мало ефективний. мабуть,
Таблиця 41. Анальгетична дію речовин в дослідах на щурах

* Різниця з контролем статистично достовірна
** ЛД50 4-ЛП 6 мг / кг, галантамина 11 мг / кг, в зв`язку з чим дози не могли бути підвищені.
поява однієї метильної групи в структурі 4м2-АП підсилює аналгетичну дію препарату-знеболюючу дію наростає зі збільшенням числа метиленових груп у речовин А-50-56 (див. табл. 41).
Таким чином, подібне ускладнення структури амінопіридинів призводить не тільки до посилення антихолінестеразну активності речовин, але і їх анальгетичної дії.
Є всі підстави вважати, що в клінічних умовах при цілому ряді поразок периферичної нервової системи запального характеру подібні речовини можуть надавати знеболюючу дію двома шляхами: а) реалізуючи власні анальгетические властивості- б) зменшуючи порушення транспорту іонів К +, запальні зміни в нерві і відновлюючи проведення збудження.

Вплив на функції ендокринних органів

Аналіз можливих наслідків для різних фізіологічних функцій організму блокади калієвої проникності мембрани амінопіридином дає підстави очікувати, що це призведе і до стимуляції діяльності деяких залоз внутрішньої секреції. У свою чергу, підвищення функціональної активності ряду ендокринних органів може індукувати зміни функцій центральної нервової системи.
Це припущення підтверджується рядом прямих досліджень. Так, тіроліберін і амінопіридином збільшують вивільнення пролактину з клітин пухлини гіпофіза. При цьому тільки тіроліберін збільшує синтез пролактину [Sand et al., 1980]. Одночасно відбувається подовження Са2 + -залежних потенціалів мембрани. Власне, це подовження потенціалу дії і призводить до подвоєному кількості пролактину, вивільняється з культури пухлини гіпофіза.
З іншого боку, високі концентрації 4-АП зменшують базальну секрецію кортикостероїдів з зрізів кори надниркових залоз. Вони також послаблюють стимулюючу дію кортикотропіну і цАМФ на секрецію кортикостероїдів. Амінопіридином пригнічують потенціюючий ефект високих концентрацій іонів К + в відношенні цАМФ-стимульованоїсекреції стероїдів [Lymangrover, Martin, 1981].
Незважаючи на нечисленність даних, є підстави вважати, що ендокринна система реагує па дію блокаторів калієвих каналів. Необхідно з`ясувати суть цих реакцій, їх тривалість і стійкість, що становить практичний інтерес. У той же час не виключено, що вплив на гормональні функції залежить від двох ефектів амінопіридинів: а) прямого впливу на мембрану клітин ендокринних залоз, а отже, на синтез і вивільнення гормона- б) опосередкованого впливу шляхом стимулюючого впливу на регулюючі нервові центри.

Вплив на центральну нервову систему

Вивчено дію амінопіридинів і їх поліметіленовимі похідних на функції центральної нервової системи. Як уже підкреслювалося, описано стимулюючий і судорожне дію 4-амінопірідіпа, його антагонізм зі снодійними і седативними засобами Shaw, Bentley, 1953- Agoston et al., 1978- Haas et al. Більш докладно центральні ефекти амінопіридинів не досліджувалася.
За допомогою набору тестів, описаного вище, нами вивчено дію амінопіридинів на різні функції центральної нервової системи.
Показано, що вивчені препарати в малих дозах слабо впливають на поведінку тварин. У середніх дозах з`являється стимулюючу дію: підвищується спонтанна активність експериментальних тварин, їх реакції па подразники. При подальшому підвищенні доз збудливу дію посилюється, відзначаються посіпування, ознаки стимуляції м-холінергічних систем, в тому числі слинотеча, посилене потовиділення, діарея, тремор. У токсичних дозах загибель тварин настає при вираженому збудженні і судомах.
Цікаво, що у 4-АП відзначається досить висока токсичність, його ЛД50 складає 6 мг / кг, а холиномиметические дію з`являється тільки в термінальних фазах. Речовини А-50-56 істотно менш токсичні, їх смертельні дози варіюють від 45 до 60 мк / кг, а холиномиметические ефекти з`являються в дозах 18-25 мк / кг.
Стимулююча дія амінопіридинів виявляється через 5-10 хв після введення і триває близько 45 хв. При тривалому введенні щурам в тих же дозах (10-20 мг / кг) відзначаються періоди збудження, салівація, тремор. У собак також тільки при тривалому введенні вони викликають стимулюючий ефект - підвищену рухливість, занепокоєння.
Аплікація 4-АП і А-56 на сенсомоторную область щури протягом 2-3 хв призводить до розвитку збудження і судом.
Речовини в дозах 2-10-20 мг / кг кілька послаблюють дію снодійних (табл. 42).
У тестах взаємодії амінопіридином посилювали дію стимуляторів медіаторних систем мозку - ареколін, нікотину, фенаміну, апоморфина, Л-ДОФА. При цьому вони в більшій мірі потенціюють ареколін. Навіть в невеликих дозах вони різко посилюють гиперкинез, викликаний ареколін, підвищують слинотеча, гіпергідроз, діарею. Високі дози цих речовин викликають загибель тварин після введення їм ареколін. Значно слабкіше діють препарати на ефекти фенаміну, апоморфина, Л-ДОФА, нікотину, 5-оксітріптофана, хоча і в даних тестах виявляється певне потенціюючу вплив амінопіридинів (табл. 43т 44).

Таблиця 42. Вплив препаратів на ефект снодійних

* Різниця з контролем статистично достовірна.

Таблиця 43. Вплив речовин на ефекти фенаміну, апоморфина, Л-ДОФА

* Різниця з контролем статистично достовірна.
Необхідно відзначити, що 4-АП і 2-АП надають не настільки виражене потенціюючу дію на ефекти ареколіна- вони помірно підсилюють центральні ефекти всіх перерахованих медіаторних агентів.

Як видно з таблиці, є певна відмінність у дії представників трьох груп препаратів - 4-АП, А-56 і прозерина. 4-АП майже в рівній мірі підсилює дію всіх стимуляторів медіаторних систем-А-56 посилює ефекти всіх стимуляторів, але найбільшою мірою м-холіноміметики ареколіна- прозерин потенціює ефект тільки ареколін. Це стає зрозумілим, виходячи з представлених даних про здатність амінопіридинів посилювати викид медіаторів у всіх синапсах. Наявність комбінованих властивостей у препаратів групи А-50-56, їх здатність блокувати одночасно іонні канали в мембрані і холіноестеразу забезпечують переважний вплив на м-холінергічні системи мозку і більш слабке - на інші медіаторні системи. Прозерін - класичний інгібітор холінестерази, що не проявляє вираженої активності щодо калієвих каналів мембрани, стимулює в основному м-холінергічні системи мозку. І навпаки, 4-АП, в спектрі дії якого ефект щодо холінестерази представлений слабо, надає майже однакове стимулюючий вплив на всі медіаторні системи мозку.
Таким чином, проведений фармакологічний аналіз підтверджує особливий вплив блокаторів калієвих каналів на викид медіаторів і в центральній нервовій системі. Все ж слід підкреслити, що цей ефект представлений помірно, в зв`язку з чим вони не викликають вираженого збудження, посилення рухової активності та інших поведінкових реакцій. Крім цього, не виключено, що здатність збільшувати викид медіаторів як в збудливих, так і в гальмівних синапсах в результаті призводить до невеликого общестімулірующего впливу на центральну нервову систему. Спеціальний фармакологічний аналіз вказує також на той факт, що амінопіридином більшою мірою стимулюють адренергические і норадренергические системи в периферичної та центральної нервової системи.

Таблиця 44. Вплив речовини на ефекти ареколін, нікотину. 5-оксітріптофана.

* Різниця з контролем статистично достовірна.

У дослідах на гладких м`язах вони найбільш активно потенціюють дію адреналіну на сім`явивіднупротоку. Їх вплив на ефекти фенаміну в ЦНС більш виражено, ніж вплив на ефекти дофаміностімуляторов апоморфина і Л-ДОФА, а також попередника серотоніну - 5-оксітріптофана і триптаміну (див. Табл. 44). Ці висновки узгоджуються і зі спостереженнями ряду авторів, які вивчали серцево-судинні ефекти 4-АП і показали переважання норадренергических впливів препарату над холинергическими [Sobek et al., 1968 Yanagisawa, Taira, 1979- Glover, 1982]. Залишається неясним, чому саме система адреналіну і норадреналіну стимулюється амінопіридином особливо активно.
Однак ця закономірність зберігається і для поліметіленовимі похідних 4-амінопіридину. У дослідах на цілісних жівотпих яскраво проявляється їх здатність пригнічувати холіноестеразу і надавати м-холіноміметичну дію в центральній нервовій системі і на периферичні органи. У дослідах на ізольованих гладких органах, коли інгібування холінестерази не виявляється, переважає адреномиметическое дію препаратів-вони більшою мірою потенціюють адреналіну, ніж ацетилхоліну, гістаміну і інших агоністів (див. Табл. 40).
Вплив амінопіридинів на біоелектричну активність мозку
У дослідах на щурах з імплантованими електродами в сенсомоторную область кори, гіпокамп, ретикулярну формацію і гіпоталамус було виявлено стимулюючу дію 4-АП, 2-АП і поліметіленовимі похідних А-50-56 на біоелектричну активність мозку.
У малих дозах (1-2 мг / кг) препарат А-56 викликав прискорення ритму ЕЕГ в гіпоталамусі, корі і гіпокампі. При цьому зменшувалася амплітуда домінуючого ритму. Зміни біоелектричної активності насамперед реєструвалися в гіпоталамусі і корі мозку. Зі збільшенням дози до 5-10 мг / кг (10-20% від ЛД50) десінхронізірующее дію виявлялося у всіх областях мозку.
Таку ж дію на електрофізіологічні характеристики мозку надавали 4-АП і 2-АП, але в значно більшій дозі - 2-4 мг / кг, що становить 30-40% від ЛД50.
Вивчено дію поліметиленового похідного 4-АП на викликані потенціали (ВП) в слуховий корі мозку кролика у відповідь на бінауральний слуховий стимул (клацання). Реєстрували BIT з латентним періодом 18-20 мс і сумарною амплітудою 200 400 мкв. Визначали також коефіцієнт функціональної асиметрії мозку (ФМАс), який характеризує межцентральних взаємини. Ступінь вираженості ФМАс досить стабільна, але індивідуальна для кожної тварини.
Поліметіленовимі похідне (А-56 в дозі 2-5 мг / кг) викликає істотне збільшення амплітуди ВП і коефіцієнта ФМАс. Це свідчить про здатність препаратів цієї групи покращувати функціонування мозку в цілому і слуховий сенсорної системи зокрема [Віанкі, Удалова, 1975- Glick, Boss, 1981].
При дослідженні дії амінопіридинів на активність окремих нейронів мозку було виявлено, що вони індукують пароксизмальную активність в нейронах пірамідного тракту в моторних областях кори. 4-АП усуває депремірующее дію АТФ, АМФ і аденозину на частоту спалахів в нейронах сенсомоторної кори. Це вказує на модулюючий вплив пуринів на вивільнення медіаторів. Можливо, 4-АП підсилює викид медіаторів шляхом взаємодії з пуринами і блокади їх ефектів [Perkins, Stone, 1980].
Виявлено також, що амінопіридином, зокрема 3-АП, індукують спайки в дендритах мозочка. При цьому аплікація 3-АП супроводжується збільшенням екстраклеточной концентрацій іонів К * і падінням концентрації іонів Са2 + [Nicholson et al., 1976]. Автори припускають, що в основі стимулюючої дії амінопіридинів на активність нейронів може лежати не тільки блокада струмів калію, а й одночасне збільшення вхідного струму кальцію. 4-АП (10-4 М) в зрізах гіпокампу щура та людини викликає подовження потенціалів дії. Час полупаденія ПД збільшувалася з 0,32 ± 0,05 до 0,75 ± 0,17 мс. Продовження потенціалів дії супроводжувалося значним подовженням періоду їх рефрактерності. У деяких вимірах час абсолютної рефрактерності в присутності 4-АП збільшувалася з 2,8 ± 0,5 до 6,6 + 1,4 мс [Haas et al., 1983]. Автори також виявили здатність 4-АП викликати деполяризацію мембрани нейронів, збільшення синаптичних потенціалів і потенціалів дії (рис. 25).
Ці стимулюючі ефекти на рівні мозку п окремих нейронів також знаходять пояснення в дії речовин на вивільнення медіаторів.

Вплив на навчання

В літературі відсутні дані про вплив амінопіридинів на навчання і пам`ять. Однак є підстави вважати, що вони можуть стимулювати фіксацію слідів пам`яті внаслідок своїх вторинних медіаторних впливів.
Мал. 25. Вплив 4-амінопіридину на активність пірамідних клітин гіпокампу, що реєструються за допомогою внутрішньоклітинного мікроелектрода, заповненого KCI

1. АП викликає деполяризацію мембрани (А), збільшення синаптичних потенціалів і потенціалів дії (А, Б) [Haas et al, 1982]