Немедіаторну механізми дії психотропних препаратів - фармакологічна регуляція психічних процесів

Паралельно з дослідженням рецепторних, медіаторних механізмів дії психотропних препаратів проводилося вивчення і інших можливих впливів цих речовин на організм. Особливо багато уваги було приділено їх мембранотропні дії. Для такого цілеспрямованого інтересу були досить вагомі підстави. У дослідженнях різних авторів, проведених на мембранах еритроцитів, штучних фосфоліпідних мембранах, а трохи пізніше - і на мембранах ізольованих нервових волокон, була продемонстрована здатність деяких препаратів з групи нейролептиків робити стабілізуючий вплив. Знахідки дослідників 50-60-х років можна підсумувати наступним чином.

1. Нейролептики-похідні фенотіазину в концентрації 10-4М стабілізують мембрану, захищаючи, наприклад, еритроцити від гемолізу в гемолитическом розчині. У концентрації 10 3М вони викликають протилежний ефект-«поломку» мембрани і лізис еритроцитів.
2. Ці препарати мало впливають на потенціал спокою збудливих мембран, але пригнічують потенціал дії (ПД) за рахунок блокади переважно натрієвого струму і в меншій мірі калієвого.
3. Психотропні препарати (в основному нейролептики-фенотіазини) виявляють поверхневу активність на всіх моделях, але особливо чітко при використанні ліпідних моношарів і ліпідних біслойних мембран. Була виявлена певна кореляція між психотропною дією нейролептиків в клініці і їх здатність підвищувати тиск в ліпідних монослоях, екстрагованих з нервової тканини.
4. Ці ж речовини пригнічують активність транспортних АТФаз і тим самим впливають на активний транспорт іонів в клітинах.
5. У всіх експериментах ефект нейролептиків і щодо мембрани був подібний до дії місцевих анестетиків, разом з якими вони нерідко і вивчалися [Лаврецька 1974, 1975- Тарві, 1975- Ходорів, 1975, 1980 Seeman, Bialy, 1962- Spirtes, Guth, 1964- Skou , 1965- Zografi, Auslender, 1965- Seeman, 1966, 1972].

Однак ці дослідження залишали відкритими багато питань. Так, залишалося неясним, чи всі препарати цієї групи мають описаним ефектом. Це було пов`язано з тим, що вивчалися лише окремі медикаменти (частіше за інших хлорпромазин) з похіднихфенотіазину, не проводилося порівняння з іншими хімічними групами нейролептичних засобів.
З огляду на те що подібні ефекти описувалися не тільки у нейролептиків, а й у місцевих анестетиків, снодійних та речовин для наркозу, алкоголів, антигістамінних препаратів та ін., Важливо було з`ясувати ступінь їх специфічності, наявність будь-яких особливостей у дії різних груп речовин.
Знайдені кореляції між впливом препаратів на мембрани і силою їх фармакологічної дії в клініці і експерименті були недостатньо доказовими. Середні ефективні концентрації і константи інгібування для препаратів в цих експериментах були порівняно високими посилання - 1 10 ~ 4-5 10 ~ 5М. У той же час відомо, що в крові і тканинах організму в процесі застосування цих препаратів такі концентрації створюються рідко, лак правило, вони бувають істотно нижче.
Також важливо було з`ясувати, чи є зв`язок між окремими мембранотропні ефектами препаратів.
Іншими словами, представлені в літературі відомості носили мозаїчний характер, стосувалися окремих препаратів і окремих ефектів. Була відсутня можливість створити цілісну картину, що характеризує роль мембранотропної ефектів в механізмах дії і спектрі активності різних груп фармакологічних препаратів.
Саме тому нами зроблено власне цілеспрямоване дослідження дії психотропних препаратів на мембрани збудливих клітин [Лаврецька, 1974- Лаврецька і ін., 1975, 1980, 1981].
Був використаний продуктивний метод багатопрофільного порівняння, при цьому різні групи препаратів піддавалися порівнянні в різних напрямках.

1. Порівнювалася дія багатьох груп препаратів: нейролептиків, антидепресантів, транквілізаторів, снодійних, протисудомних, психостимуляторів - на однакових моделях, в однотипних експериментах.
2. Вивчалася дія кожної групи фармакологічних агентів окремо на різних моделях, виявлялося їх вплив на різні функції мембран, на ферменти.

Досвід свідчить про те, що зіставлення отриманих в такому багатопрофільному дослідженні даних дозволяє в найбільш повній мірі визначити значимість кожного ефекту, його роль в оформленні основних і побічних якостей препарату.
У зазначеному аспекті вивчено дію перерахованих груп препаратів на:

1. іонні канали в перехопленні Ранвье сідничного нерва і в мембранах трабекул передсердя жаби;
2. активність транспортних Na, К-і Са, Mg-АТФази в різних тканинах (мозок, нирки, серце, саркоплазматический ретикулум скелетних м`язів);
3. активність аденілатциклази (адреналінчувствітельной серця, дофамінчувствітельной з стриатума мозку).

Перші дві групи досліджень виконувалися співробітниками лабораторії психофармакологии Д. А. Саркисяном, Л. М. Шаповалової. Г. Н. Балденковим совместпо з співробітниками інших лабораторій інституту - В. І. Поротіковим, А. К. Філіпповим, 10. М. Машковським, Л. В. Татьяненко, А. М. Райхманом.
Використано відомі методи фіксації напруги на мембрані, а також методи виділення очищення і визначення актівпостп ферментів [Лаврецька і ін., 1977, 1980].
Вся отримана в цих дослідженнях інформація може бути сформульована в наступних положеннях.
Психотропні препарати мають здатність блокувати ПД збудливою мембрани, впливаючи переважно на вхідний натрієвий струм. В цьому відношенні найбільш активні нейролептики. Своє блокуючу дію вони надають в концентраціях 1,0-3,0-10-4 М -5-10-5 М. Вплив на ПД, іонні струми в м`язі і нерві у цих препаратів ідентично. Наприклад, хлорпромазин виявляє найбільш чітке дію на іонні струми в трабекулі передсердя в концентрації 3,0 -10-4 М. При цьому він зменшує амплітуду ВД на 52 ± 3 ° / о, знижує тривалість і крутизну його переднього фронту. Він сильно пригнічує входить піковий струм, кілька збільшує усталений, зрушує потенціал реверсії пікового струму на 50 мВ вліво (рис. 7).

Мал. 7. Вплив хлорпромазину (2-ДО ~ 4 М) на вольт-амперні характеристики вхідного пікового (I р) і виходить усталеного (Iss) струму
порогові значення струму і напруги в контролі і при дії препарату
Дія інших нейролептичних препаратів ідентично ефекту хлорпромазина. Є лише деяка, відносна кореляція між силою антипсихотического, нейролептического дії в клініці і здатністю блокувати ПД збудливою мембрани, Так, нейролептики тріфлуперазін, галоперидол, які в десятки разів ефективніше хлорпромазина в клініці, пригнічують ПД мембрани в кілька більш низької концентрації - 1 • 10 4-8 • 10-5 М.
В експериментах з фіксацією потенціалу па мембрані перехоплення Ранвье нейролептики в тих же концентраціях викликали 50% -ве придушення ПД за рахунок потенціалонезавісімого зниження максимальної натрієвої проникності (РКА), що призводить до зниження крутизни парастанін переднього фронту ПД. Крім цього, розвивається потенціалозавісімое блокування - виникнення повільної Компоненти натрієвої інактивації (повільна інактивація), наслідком якої є значне затягування рефрактерного періоду.
Такий же ефект хлорпромазина отримали Gruener, Narahaslii [1972] на мембранах гігантських аксонів кальмара.
За своїм впливом на електрофізіологічні характеристики збудливою мембрани нейролептики близькі до місцевих анестетиків як щодо ефективних концентрацій, так і за силою і характером дії [Ходорів, 1975, 1980 Лаврецька і ін., 1977, 1982]. У дослідах на перехоплення Ранвей виявлено, що хлорпромазин в концентрації 5-10 ~ ь М взаємодіє з інактивованих натрієвими каналами і переводить їх в стан повільної інактіваціі- оп не викликає тонічного блоку, в той час як стімулоіндуцірованний блок натрієвого струму виражений добре [Лаврецька і ін ., 1981].
Антидепресанти надають двофазне вплив на мембрану. У високих концентраціях (8-10 ~ 5-1-10-4 М) їх ефект подібний до впливу нейролептиків. У більш низьких концентраціях (4.10-5 М) имипрамин продавлює ПД на 20%, зменшує крутизну реполяризації і крутизну переднього фронту ПД, пригнічує виходить (К +) струм кілька сильніше, ніж вхідний (Na +).
Транквілізатори безодіазепінового ряду і психостимулятори впливають на іонні струми в мембрані тільки в високих концентраціях (1,7-10-3 і 3,7-10 ~ 3 М). Діазепам, наприклад, викликає різке зменшення (до повної блокади) пікового струму, він легко піддається відмиванню, і ПД швидко відновлюється до вихідного рівня.
Кофеїн, навпаки, збільшує амплітуду ПД па 20%, при цьому він стимулює натрієвий струм і трохи зменшує виходить.
Виявлена нами особливість дії антидепресантів, двухфазность їх впливу на мембрану, здатність продовжувати ПД, змінювати більшою мірою його реполярізаціонную фазу доповнюють знання про складні механізми дії цієї групи препаратів.
Порівняльне вивчення дії різних груп препаратів на транспортні АТФази дозволило прийти до наступних узагальнюючих висновків.

1. Психотропні препарати пригнічують активність транспортних Na, К-і Са, Mg-АТФаз. Найбільш активні в цьому відношенні нейролептики, потім в порядку убування активності йдуть трициклічніантидепресанти, снодійні і протівосудорожние- мало активні щодо цих ферментів транквілізатори і психостимулятори.

Встановлено також, що дія психотропних препаратів на транспортні АТФази відрізняється неспецифічністю і неізбірательностью- вони надають однаковий інгібуючий вплив на Na, К-АТФази мозку, серця, нирок, Са, Mg-АТФази серця і скелетних м`язів (табл. 21).

1. Дія психотропних препаратів на активність транспортних АТФаз оборотно і неконкурентно. Після попередньої 3-хвилинної преінкубаціі лікарського препарату з ферментом пробу розводили в 50 разів, при цьому інгібуючий вплив медикаментів не виявляється.

Таблиця 21. Вплив психотропних і протисудомний препаратів на активність транспортних АТФаз (1С50, м)

1. Визначення констант інгібування (К,) для нейролептиків показало, що їх вплив на фермент неконкурентно з субстратом А`ГФ: К, хлорпромазина - 5 • 10-5 М, тріфлуперазіна - 4.10-5 М, Тиопроперазин - 2 • 10-5 М.
2. Гальмівну дію психотропних препаратів на фермент незмінних за час інкубації 3-5 хв. Так, тріфлуперазін в концентрації 5 • 10 ~ 5 М пригнічує фермент через 1, 2 і 3 хв відповідно на 48 ± 2, 52 ± 3, 50 ± 1%.
3. При порівнянні дії лікарських засобів на активність Са, Mg-АТФази в саркоплазматическом ретикулуме і в очищених препаратах ферменту виявляється значно більш виражений ефект у разі впливу на саркоплазматический ретикулум (табл. 22). Це підтвердило наші припущення про переважне

Таблиця 22. Вплив змін концентрації білка на інгібуючу дію нейролептиків щодо Са, Mg-АТФази

вплив психотропних препаратів в порівняно високих концентраціях на мембрану, а не на сам фермент. При цьому розведення білка в пробі мало змінює дію лікарських препаратів. Це дало підстави вважати, що вплив психотропних препаратів спрямована не на білкову, а на ліпідну частину мембрани. Про це ж свідчать результати дослідження SH-груп. Психотропні препарати не взаємодіють із сульфгідрильними групами ферменту, і концентрація глибоких SH-груп залишається незмінною як в контрольних, так і в дослідних пробах після обробки психотропними препаратами - 15 на 1 М білка.
- Переважне вплив психотропних препаратів на ліпідний частина мембран підтверджено експериментами з попередньою обробкою мембран фосфолипазой А. При цьому відбувається різке ослаблення або повне зникнення пригнічувала ефекту медикаменту (табл. 23).
Таблиця 23. Вплив психотропних препаратів на активність транспортних АТФ після обробки мембранних препаратів фосфолипазой А (гальмування активності% - К `+ т)

Спеціальні дослідження за допомогою ліпідних міток (синтезованих в Інституті органічної хімії АН СРСР ім. Зелінського під керівництвом А. В. Камерніцкого і в НДІ біологічних випробувань хімічних сполук під керівництвом Р. І. Жданова) також підтверджують вплив психотропних препаратів на ліпідні структури мембрани. При цьому відбувається різке пригнічення рухливості мітки (рис. 8), що свідчить про зміну, ущільненні структури мембрани [Райхман і ін., 1975].
Вивчення Na +, K + -залежних копформаціонних переходів в Na +, K-ATФa3e виявило таку закономірність: психотропні

Мал. 8. Спектри ЕПР бірадікального зонда в интактном препараті Na, К-АТФази (Л) і в присутності 1 • 10-3 М нейролептика флуфеназин-деканоата (Б)
1 - початковий стан, г - після додавання АТФ і NaCl-
3 - при подальшому додаванні КС1 У интактном препараті в умовах Na- залежного фосфорилювання в присутності АТФ і NaCl спостерігається значне збільшення інтенсивності проміжних ліній, що свідчить про збільшення частоти обміну зонда, зменшенні микровязкости неполярних ділянок мембран, з якими пов`язаний зонд Подальше додавання КС1 звертає ефект АТФ - NaCl. Нейролептик в початковому стані збільшує частоту обміну зонда, але блокує дію АТФ і NaCl, а також KC1, що вказує на збільшення микровязкости середовища в «активованому» мембранном препараті [Райхман і ДР, 1975]

Таблиця 24. Вплив психотропних препаратів ка Na + - і К + -залежні переходи і транспортної Ка, К-АТФази

Таблиця 25. Вплив нейролептиків на аденілатциклази стріатной системи мозку і серця,%

препарати, особливо нейролептики, більшою мірою блокують До + -залежні конформаційні переходи (табл. 24).
Зіставлення наших даних і результатів дослідження інших авторів [Тарві, 1975- Карелсон, Тяхелпилд, 1982- Seeman, 1972] показує, що самі різні ефекти в мембрані психотропні препарати викликають в одній і тій же концентрації. Для нейролептиків та деяких антидепресантів це 1 • 10-4-5-10-5 М, для протисудомних і снодійних препаратів - 10_3 М. Саме в цих концентраціях вони блокують іонні струми, активність транспортних АТФаз, стабілізують мембрану, проявляють поверхневу активність.

На відміну від Малодиференційовані дії на транспортні АТФази вплив нейролептиків на інший мембранний фермент - аденилатциклазу - є більш виборчим (табл. 25).
Порівнянні ефектів нейролептиків щодо аденілатциклази з серця і стриатума показало їх досить високу вибірковість. Нейролептики надавали блокуючий вплив тільки на дофамінчувствітельную аденилатциклазу мозку і не впливали на адреналін чутливу аденілатциклазу серця [Лаврецька, Балденков, 1978- Балденков, 1979]. Така висока ефективність дії препаратів на цей фермент дала підстави вважати цей механізм основним в опосередкування антипсихотичної дії нейролептиків [Palmer, 1982]. Пізніше уточнюючі дослідження показали, що лише тіоксантени, наприклад флупентиксол, мають високу спорідненість до Д 1-дофамінових рецепторів, інші нейролептики більш ефективно взаємодіють з Д2-дофамінових рецептором, про що вже згадувалося. Однак роль взаємодії нейролептиків з дофамінчувствітельной аденілатцікладой ще чекає свого уточнення.
Ефекти щодо мембрани, транспортних АТФаз виявляються в тій чи іншій мірі у всіх груп медикаментів, що володіють седативними властивостями: місцевих анестетиків, нейролептиків, деяких антидепресантів, снодійних та протисудомний, антигістамінних засобів. Наведені вище дані дозволяють вважати, що всі описані ефекти цих препаратів залежать, по-перше, від зміни структури мембрани, а по-друге, відображають певний общеугнетающее дію речовин.
Для одних препаратів така дія є основним, визначальним спектр фармакологічної активності (наприклад, місцевих анестетиків, деяких антиаритмічних засобів), для інших - це лише додатковий або побічний ефект. Він не завжди може проявлятися при введенні в організм звичайних лікувальних доз препаратів. Наприклад, нейролептики надають своє основне антипсихотичний і дофаміноблокірующее дію в досить низьких концентраціях. Останній ефект па рівні рецепторів здійснюється нейролептиками в концентраціях 10-7-10-9 М. У той же час їх мембранотропні властивості виявляються в значно більш високих концентраціях. Тому в умовах цілісного організму для прояву цих якостей потрібно акумуляція істотної кількості медикаменту. Зазначені обставини роблять мембранотронное дію психоактивних препаратів неспецифічним в спектрі їх ефектів.
Проведене порівняльне дослідження вказує також на неоднозначність, багатогранність общеугнетающего дії препаратів. Те, що зазвичай приймається за один седативний ефект, па насправді виявляється набором декількох різних ефектів. А вірніше, кілька подій на молекулярному рівні можуть приводити до однакових або близьких ефектів на рівні цілісного організму. Мабуть, і гнітюче, і стимулюючу дію препаратів залежить не від одного, а від декількох молекулярних механізмів. І це сприяє розвитку різного по спектру фармакологічної дії.

Дійсно, якщо вплив на структуру мембрани, іонні канали, активний транспорт іонів забезпечує якусь сторону загально гнітюче го дії речовин, то вимагає з`ясування відмінність в ефектах снодійних та нейролептичних препаратів. Все мембранотропні ефекти виражені у снодійних слабкіше, ніж у нейролептіков- їх активні концентрації розрізняються в більшості випадків в 10-100 разів. Проте на рівні цілісного організму снодійні препарати надають більш виражену седативну дію, ніж багато нейролептики (тріфлуперазін, тиопроперазин, тріфлуперідол і ін.). Це вказує на відмінності в общеугнетающем дії двох груп препаратів. Останні дослідження механізмів розвитку седативного і протисудомної ефектів барбітуратів, відкриття специфічних місць їх зв`язування в комплексі з ГАМК-рецептором в мозку частково пояснюють ці відмінності. Можна вважати, що общеугнетающее дію барбітуратів є результатом кількох ефектів на молекулярному рівні, включаючи вплив на мембрани і специфічне зв`язування з рецепторним комплексом.
Седативну дію ряду нейролептичних засобів також є похідним декількох молекулярних ефектів: вплив на мембрану, іонні струми, блокада альфа 1 -адренорецепторів, Н1-гістамінових, С2-серотонінових рецепторів і ін.
Це добре демонструє складність формування спектра активності психотропних препаратів, який відображає взаємодію багатьох молекулярних ефектів цих речовин, залучення цілого ряду структур і систем мозку.