Опубликовано в журнале:
ИНСУЛЬТ, 17, 2006

Особенности и механизм нейропротективного действия мексидола при геморрагическом инсульте в эксперименте

В.А. КРАЙНЕВА

The experimental study of peculiarities and mechanism of neuroprotective action of mexidol in hemorrhagic stroke

V.A. KRAINEVA
НИИ фармакологии им. B.B. Закусова РАМН, Москва

Изучение мексидола - отечественного препарата нового поколения на модели экспериментально вызванной интрацеребральной посттравматической гематомы (геморрагического инсульта) у крыс позволило установить его эффективность в дозе 100 мг/кг при применении в течение 7 дней. Препарат достоверно снижал частоту неврологических нарушений (парезы, манежные движения), повышал выживаемость животных. Мексидол улучшал процессы обучения и памяти у крыс с геморрагическим инсультом в тесте условного рефлекса пассивного избегания, влиял на двигательную активность в тесте открытого поля.

Ключевые слова: мексидол, геморрагический инсульт, неврологический статус, память.

An efficacy of mexidol, a Russian drug of the new generation, used in 100 mkg during 7 days has been demonstrated in rats in the model of experimentally caused intracerebral posttraumatic hematoma (hemorrhagic stroke). The drug significantly reduced the number of neurological impairments (paresis, riding-arena movements) and increased the animal's survival rate. Mexidol improved learning and memory in rats with hemorrhagic stroke in the passive avoidance test and exerted influence on the locomotor activity in the open field test.

Key words: mexidol, hemorrhagic stroke, neurological state, memory.

Нарушение интегративных функций ЦНС происходит в результате повреждений головного мозга и, в частности, при ишемических и геморрагических инсультах (инфарктах мозга), травмах, сопряженных со стойким очаговым морфологическим дефектом мозговых структур.

Инсульт - сосудистое поражение мозга, обусловленное или недостаточным кровоснабжением (ишемический), или кровоизлиянием в нади подоболочечные пространства мозга (геморрагический) [1, 2]. Он возникает вследствие либо разрыва сосудов головного мозга (кровоизлияние в мозг - геморрагический), либо их обструкции (инфаркт мозга - ишемический).

Терапия инсульта направлена на восстановление проходимости артерии (тканевой активатор); предупреждение тромбообразования (фибринолитики, антикоагулянты, антиагреганты) и гибели жизнеспособных нейронов. Для предотвращения гибели нейронов в области "ишемической полутени" назначают нейропротективные средства, использование которых особенно важно в первые часы инсульта - период "терапевтического окна". Применяют как один нейропротективный препарат, так и их комбинацию - церебролизин, холина альфосцерат, карнитина хлорид, эмоксипин-глицин и др. Церебропротективное действие свойственно и некоторым вазоактивным препаратам (винпоцетин, ницерголин, циннаризин), которые назначают с целью усиления кровоснабжения ишемизированной ткани. Однако при этом нельзя исключать феномена "обкрадывания", проявляющегося уменьшением кровотока в зоне ишемии за счет усиления его в здоровых тканях [1, 3].

Антиоксиданты считаются перспективными средствами терапии при острых травмах ЦНС. Это основывается на мнении, что свободные радикалы как результат повреждающего воздействия чрезмерно перегружают системы эндогенных антиоксидантов, к каковым относятся дисмутаза супероксида водорода, каталаза, глутатион, аскорбиновая кислота. Экспериментальные данные свидетельствуют о важной роли свободных радикалов в развитии тканевого поражения. Их действие реализуется посредством разнообразных механизмов - перекисного окисления липидов клеточных мембран, микрососудистого поражения, образования отека, субарахноидальных кровотечений и др.

Особое место среди антиоксидантов занимает отечественный синтетический оригинальный препарат мексидол, обладающий выраженными антиоксидантными и мембранопротективными свойствами. По химической структуре он представляет собой 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат и потому имеет сходство с пиридоксином. Существенно, что в состав этого препарата входит сукцинат, который является в организме субстратом для повышения энергетического обмена в клетке.

Производные 3-оксипиридина синтезированы Л.Д. Смирновым и К.М. Дюмаевым в ИБХФ РАН в 1962 г., а препарат мексидол был фармакологически открыт и разработан в НИИ фармакологии РАМН в середине 80-х годов прошлого столетия [4-7].

Мексидол является ингибитором свободно-радикальных процессов, перекисного окисления липидов, оказывает влияние на физико-химические свойства мембраны, повышает в ней содержание полярных фракций липидов, уменьшает вязкость липидного слоя и увеличивает текучесть мембраны, активирует энергосинтезирующие функции митохондрий и улучшает энергетический обмен в клетке, тем самым защищая аппарат клеток и структуру их мембран [8].

Широкий спектр фармакологических эффектов мексидола реализуется по крайней мере на двух уровнях - нейрональном и сосудистом.

Он оказывает церебропротективное, антиалкогольное, ноотропное, противогипоксическое, анксиолитическое, противосудоржное, противопаркинсоническое, антистрессорное, вегетотропное действие, а также обладает способностью потенцировать действие других нейропсихотропных средств [5, 9-11], обладает способностью улучшать мозговое кровообращение, ингибировать агрегацию тромбоцитов, снижать общий уровень холестерина, оказывает антиатеросклеротическое действие.

Оригинальностью механизма действия этого препарата является - в отличие от влияния других традиционных нейропсихотропных препаратов - отсутствие специфического связывания с известными рецепторами. Важным компонентом механизма его действия для объяснения анксиолитического эффекта, а также влияния при нарушениях мозгового кровообращения служит способность модулировать ГАМК_А-рецепторы [7, 17]. Антигипоксическое действие мексидола обусловлено не только наличием молекулы 3-оксипиридина, но и входящим в его состав сукцинатом , который при гипоксии способен окисляться.

Эффекты мексидола в клинике хорошо изучены у больных с ишемическим инсультом. Данных об особенностях его применения при геморрагическом инсульте (ГИ) значительно меньше, доказательные исследования в этой области отсутствуют.

Целью настоящего исследования являлся анализ противоинсультного действия мексидола на модели ГИ (интрацеребральная посттравматическая гематома) в опытах на крысах с оценкой спектра его фармакологических эффектов.

Материал и методы

Эксперименты проводились на белых беспородных крысах-самцах массой 220-250 г, которые содержались в стандартных условиях вивария при свободном доступе к воде и пище.

Исследования противоинсультного эффекта веществ в настоящее время проводятся на разных моделях ишемического инсульта и ГИ [13, 15] у разных животных (кролики, крысы) путем пережатия или разрушения сосудов оболочек головного мозга или его глубоких структур.

Моделирование локального кровоизлияния в головном мозге - ГИ (интрацеребральной посттравматической гематомы) проводилось по методике А.Н. Макаренко и соавт.¹

С целью создания инсульта у крыс, наркотизированных хлоралгидратом (400 мг/кг внутримышечно), производилась трепанация черепа и затем при помощи специального устройства (мандрен-нож) и стереотаксиса деструкция мозговой ткани в области внутренней капсулы с последующим (через 2-3 мин) введением в место повреждения крови, взятой из-под языка животного (0,02-0,03 мл). Таким способом формируется локальный аутогеморрагический билатеральный инсульт в области внутренней капсулы (диаметр 2 мм, глубина 3 мм) без существенных повреждений расположенных выше образований мозга и неокортекса. Через 24 ч после операции у крыс регистрировали неврологический дефицит, координацию движений, мышечный тонус, ориентировочно-исследовательское поведение и гибель.

Динамику развития нарушений, вызванных интрацеребральной посттравматической гематомой, и влияние мексидола на поведение крыс наблюдали в течение 14 сут с регистрацией поведения и состояния на 1, 3, 7 и 14-е сутки после операции.

Животные были разделены на группы: 1-я - ложнооперированные, которым после наркоза проводилась трепанация черепа; 2-я -с ГИ; 3-я - животные с ГИ, которым вводили мексидол в дозе 100 мг/кг внутримышечно через 3,5-4 ч после операции, затем ежедневно однократно в течение 7 дней. Животным контрольных групп (1-я и 2-я) вводили физиологический раствор в эквивалентном объеме.

При оценке нарушения поведения и состояния животных после ГИ использовали комплекс традиционных методов. Неврологический статус анализировали путем определения неврологического дефицита по шкале оценки инсульта (stroke-index) Мс Grow в модификации И.В. Ганнушкиной [1, 6], регистрации мышечного тонуса, координации движений [12]. Когнитивные функции оценивали по условному рефлексу пассивного избегания (УРПИ) в темной, светлой камере ("Laffayette Instrument Co", США) [13], ориентировочно-исследовательское поведение - по методике открытого поля. Исследовали влияние препарата на выживаемость крыс.

Статистическую обработку данных проводили с вычислением средних арифметических и их доверительных интервалов при p<0,05. Для определения достоверности результатов использовали параметрический критерий статистической обработки данных по Стьюденту (t-тест) и критерий χ² компьютерной программы Biostat.

Результаты

В 1-е сутки после операции при оценке неврологических отклонений у 90-100% крыс с ГИ наблюдались неврологические нарушения в виде вялости, замедленности движений, слабости конечностей, тогда как в 1-й группе эти нарушения отмечены у 30-40%. Выраженных неврологических нарушений в виде манежных движений по кругу, парезов и параличей конечностей в 1-й группе не наблюдалось, а во 2-й они отмечались у 40 и 30% животных соответственно.

Мексидол при двукратном введении в дозе 100 мг/кг уменьшал выраженность неврологических нарушений. Слабые нарушения регистрировались у 40-60% животных (табл. 1).

Таблица 1. Влияние мексидола на неврологический дефицит животных в 1-е сутки после операции по шкале McGrow, %

Симптомы	Группа животных
	1-я	2-я	3-я
Вялость, замедленность движений	40	100	60
Слабость конечностей	30	90	40*
Манежные движения	0	40	10*
Парез 1-4 конечностей	0	40	20
Паралич 1-4 конечностей	0	30	0*

Примечание. * - достоверное отличие от 2-й группы при р≤0,05 (χ²).

Мышечный тонус на 3-и сутки ГИ снижался в среднем у 43-45%, на 7-14-е - у 33% животных. У крыс 3-й группы, получавших мексидол, в 1-3-и сутки ослабление мышечного тонуса наблюдалось у 33%, на 7-е - у 25%, а к 14-м суткам этот показатель снижался до 9% и статистически достоверно отличался от показателя во 2-й группе (табл. 2).

Таблица 2. Влияние мексидола на мышечный тонус животных в тесте горизонтальной перекладины после геморрагического инсульта

Группа	Количество животных, не подтянувшихся на перекладине
	1-е сутки		3-и сутки		7-е сутки		14-е сутки
	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%
1-я	1/10	10	2/10	20	1/10	10	0/9	0
2-я	6/14	43*	5/11	45*	3/9	33	2/6	33*
3-я	4/12	33	4/12	33	3/12	25	1/11	9**

Примечание. Здесь и в табл. 3, 5, 6: достоверное отличие при р≤0,05 (χ²):

Что касается нарушений координации движений, то во 2-й группе в 1-3-и сутки они отмечались у 50-54%, а на 7-14-е - у 50-33% выживших животных.

В 3-й группе мексидол ослаблял эти нарушения особенно отчетливо и статистически достоверно на 7-14-е сутки ГИ (табл. 3).

Таблица 3. Влияние мексидола на координацию движений в тесте вращающегося стержня после геморрагического инсульта

Группа	Количество животных, не удержавшихся на стержне (3 об/мин) в течение 2 мин
	1-е сутки		3-и сутки		7-е сутки		14-е сутки
	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%
1-я	2/10	20	3/10	30	2/10	20	1/9	11
2-я	7/14	50*	6/11	54	4/9	44*	2/6	33*
3-я	5/12	42	4/12	33	1/12	8**	0/1	10**

При обучении животных всех групп норковый рефлекс не нарушался, но у крыс с ГИ увеличилось латентное время его выполнения. Мексидол не нарушал выполнения норкового рефлекса (табл. 4).

Таблица 4. Влияние мексидола на обучение (норковый рефлекс) 1-е сутки после операции

Группа	Латентное время захода в темную камеру, с
1-я	10,03±0,9
2-я	31,4±9,1
3-я	28,5±5,9

Изучение влияния мексидола на память животных показало: в 1-й группе через сутки после обучения 70% крыс помнили об ударе током в темной камере и не заходили в нее. Во 2-й группе 28% животных не зашли в темную камеру, т.е. помнили об ударе током, а у 72% память была нарушена. При воспроизведении УРПИ на 14-е сутки после операции только у 17% крыс сохранялся памятный след, в то время как в 1-й группе этот показатель составлял 56%. Кроме того, у крыс 2-й группы достоверно уменьшалось латентное время захода в темную камеру, что также свидетельствует о нарушении у них памяти.

Мексидол оказывал недостоверное влияние на воспроизведение УРПИ через сутки после обучения. Вместе с тем при воспроизведении рефлекса через 14 сут у животных 3-й группы наблюдалось статистически достоверное увеличение латентного времени рефлекса. В использованной дозе 100 мг/кг препарат при воспроизведении УРПИ через 24 ч после обучения увеличивал до 50% число животных с сохраненной памятью (во 2-й группе - 28%). Через 3 сут после операции и трехкратного введения мексидола также отмечалось позитивное влияние препарата на память, однако эти эффекты не были статистически достоверными.

Через 7 и 14 сут животные 1-й группы хорошо помнили о негативной ситуации и выполняли УРПИ. Во 2-й группе в эти сроки память животных о полученном болевом раздражении в темной камере была достоверно нарушена, причем более выражено в сравнении с показателями через 1 и 3 сут после операции. Так, через 7 сут только 22% животных помнили о негативном раздражении, а остальные заходили в темный опасный отсек камеры. Через 14 сут только 17% животных сохранили УРПИ (табл. 5).

Таблица 5. Влияние мексидола на воспроизведение УРПИ

Группа	Срок после обучения
	24 ч		3 сут		7сут		14 сут
	ЛВ, с	НЛВ, %	ЛВ, с	НЛВ, %	ЛВ, с	НЛВ, %	ЛВ, с	НЛВ, %
1-я	144,8±13,5	70	141,1±16,2	60	131,8±19,1	60	122,7±22,4	56
2-я	68,7±38,4*	28*	72,6±27,1*	27	45,4±12,9*	22*	31,6±13,4*	17*
3-я	97,6±21,4	50	85,3±17,9	54	109,6±17,3**	58**	121,2±19,6**	64**

Примечание. JIB - латентное время захода в темную камеру; НЛВ - животные, не вошедшие в темную камеру.

В 3-й группе введение мексидола крысам в течение 7 дней способствовало восстановлению памяти на 7-й и 14-й день после операции. Под влиянием препарата статистически достоверно увеличилось число помнивших негативную ситуацию животных (через 7 сут - 58%, через 14 сут - 64%). Примерно в 4 раза по сравнению с крысами 2-й группы увеличивалось латентное время захода в темную опасную камеру (см. табл. 5).

Таблица 6. Влияние мексидола на выживаемость животных после геморрагического инсульта

Группа	Количество погибших в течение 14 сут животных
	1-е сутки		3-и сутки		7-е сутки		14-е сутки
	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%
1-я	0/10	0	0/10	0	0/10	0	1/9	10
2-я	4/18	22*	3/14	21*	2/11	18*	3/9	33*
3-я	0/12	0**	0/12	0**	0/12	0**	1/12	8**

Таким образом, мексидол при повторном введении способен восстанавливать нарушенную при ГИ память на модели УРПИ.

Изучение ориентировочно-исследовательского поведения в условиях методики открытого поля показало, что в 1-е сутки после операции у крыс 2-й группы значительно - почти в 2 раза снизились суммарные параметры двигательной активности и исследовательского поведения. Сходные показатели поведения крыс фиксировались и на 14-й день, хотя животные были и несколько активнее. Мексидол при регистрации эффекта через сутки после операции увеличивал суммарные параметры поведения до уровня животных 1-й группы.

Во время операции и непосредственно после нее погибли 30% крыс. Выживших в первые часы животных наблюдали в течение 14 сут. Как следует из табл. 6, с 1-х по 7-е сутки в 1-й группе не наблюдалось гибели крыс, на 14-е сутки погибла одна из 10.

Во 2-й группе в течение 1-х суток погибли 22% крыс, к 14-му дню этот показатель достиг 67%. Мексидол в дозе 100 мг/кг внутримышечно ежедневно в течение 7 дней почти полностью предупреждал гибель крыс с ГИ.

Заключение

Проведенные исследования показали, что в сравнении с ложнооперированными животными у крыс с ГИ - интрацеребральной посттравматической гематомой имеет место выраженный неврологический дефицит, нарушение координации движений, ослабление процессов обучения и памяти, повышен процент гибели. При этом отмечается углубление патологической симптоматики к 14-м суткам наблюдения.

Мексидол при введении животным в дозе 100 мг/кг внутримышечно через 3,5-4 ч после операции, а затем ежедневно в течение 7 сут значительно снижает выраженность постинсультных нарушений. Показатели неврологического статуса по шкале Mc Grow он улучшает уже через сутки после инсульта, а при курсовом применении повышает мышечный тонус и улучшает координацию движений на 7-е и 14-е сутки. При повторном применении мексидол улучшает нарушенную память и воспроизведение УРПИ на 7-е и 14-е сутки. Наиболее ярким его эффектом является его способность почти полностью предупреждать гибель животных с ГИ.

Таким образом, мексидол (100 мг/кг внутримышечно) при курсовом 7-дневном введении оказывает отчетливое противоинсультное действие у крыс на модели ГИ (интрацеребральная посттравматическая гематома).

Важной особенностью действия препарата является его способность оказывать комплексное влияние на разные нарушения, возникающие после ГИ. Мексидол снижает смертность животных после инсульта, улучшает неврологический статус, устраняет постинсультные нарушения памяти, оказывает анксиолитическое действие, улучшает ориентировочно-исследовательское поведение. Эффект препарата проявляется при введении непосредственно после ГИ и при курсовом применении в постинсультном периоде.

Полученные данные обосновывают значимость применения мексидола у больных с геморрагическим инсультом и определяют особенности его терапевтических эффектов.

ЛИТЕРАТУРА
1. Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. М: Медицина 2001.
2. Robinson R.G. The clinical neuropsychiatry of stroke. Cognitive, behavioral and emotional disorders following vascular brain injury. Cambridge University Press 1998; 30-41.
3. Комиссаров И.В. Синаптические ионотропные рецепторы и познавательная деятельность. Донецк: ДМУ 2001; 99-110.
4. Воронина Т.А., Смирнов Л.Д., Дюмаев К.М. Влияние мембраномодулятора из класса 3-оксипиридина на фармакологическую активность психотропных препаратов. Бюл экспер биол и мед 1985; ХСГХ: 5: 519-522.
5. Воронина Т.А., Гарибова Т.Л., Смирнов Л.Д. и др. Геропсихотропные свойства антиоксиданта из класса 3-оксипиридина в эксперименте. Бюл экспер биол и мед 1986; 9: 307-310.
6. Вальдман А.В., Воронина Т.А., Смирнов Л.Д. и др. Влияние производных 3-оксипиридина на центральную нервную систему. Бюл экспер биол и мед 1985; ХСГХ: 1: 60-62.
7. Середенин СБ., Бледнов Ю.А., Гордей МЛ. и др. Влияние мембраномодулятора 3-оксипиридина на эмоционально-стрессовую реакцию и связывание Н3-диазепама в мозге инбредных мышей. Хим-фарм журн 1987; 2: 134-137.
8. Дюмаев К.М., Воронина Т.А., Смирнов Л.Д. Антиоксиданты в профилактике и терапии патологий ЦНС. М 1995; 272.
9. Воронина Т.А. Антиоксидант мексидол. Основные эффекты и механизм действия. Психофармакол и биол наркол 2001; 1: 2-12.
10. Voronina T.A. Present-day problems in experimental psychopharmacology ofnootropic drugs. Sov. Med. Rev. Section G., Neuropharmacology Harwood Academic Publishers GmbH, Vol 2. United Kingdom 1992; 51-108.
11. Voronina T.A. Nootropic drugs in Alzheimer disease treatment. New Pharmacological Strategies. In: Alzheimer disease: therapeutic strategies. E. Giacobini, R. Becker (eds.) Boston: Birkhauser 1994; 265-269.
12. Воронина Т.А., Середенин СБ. Методические указания по изучению транквилизирующего (анксиолитического) действия фармакологических веществ. В кн.: Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. М 2000; 126-130.
13. Воронина Т.А., Островская Р.У. Методические указания по изучению ноотропной активности фармакологических веществ. В кн.: Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. М 2000; 153-158.
14. Jackowski A., Crockard A., Burnstock G. et al. The time course of intracranial pathophysiological changes following experimental subarachnoid haemorrage in the rat. J Cerebral Blood Flow Metabol 1990;10: 835-849.
15. Smith S., Hodges H, Sowinski P. Long-Term beneficial effects of BW619C89 on neurological deficit, cognitive deficit and brain damage after middle cerebral artery occlusion in the rat. Neuroscience 1997; 77: 4: 1123-1135.
16. Ганнушкина И.В. Функциональная ангиоархитектоника головного мозга. М: Медицина 1977; 224.
17. Voronina T.A., Seredenin S.B. Analysis of the mechanism of psychotropic action of 3-hydroxypyridine derivative. Ann Ist Super Sanit 1988; 24: 461-466.