4 курс / Общая токсикология (доп.) / Метаболическая_коррекция_алкогольной_интоксикации_Лелевич_С_В_,
.pdfсистемы, побудило исследователей к применению его в качестве антинаркотического препарата [374].
Показано, что триптофан при его применении крысам в дозе 50 мг/кг вызывает выраженную активацию серотониновой системы за счет усиления, как синтеза, так и распада медиатора, происходит повышение содержания 5-гидрокситриптофана в отделах мозга. Кроме этого, введение триптофана вызывало снижение содержания тирозина в гипоталамусе, что, вероятно, объясняется конкурентными взаимоотношениями на уровне системы транспорта ароматических аминокислот. Триптофан не оказывал существенного влияния на системы метаболизма аминокислот-нейротрансмиттеров [375]. На фоне синдрома отмены этанола также была обнаружена способность триптофана корригировать нарушения функционирования серотонинергической системы [315, 375].
«Гепатил» (соль орнитина и аспарагиновой кислоты – L-орнитин-L-аспартат) является эффективным средством лечения печеночной недостаточности и печеночной энцефалопатии. В экспериментальной модели острой печеночной недостаточности L-орнитин-L-аспартат в дозе 0,33 г/кг/час внутривенно снижал уровень аммиака в плазме, предотвращал развитие отека мозга. Протективные эффекты препарата сопровождались повышением уровня глутамата, ГАМК, таурина, аланина, а также АРУЦ в плазме крови [376]. Клинические исследования доказали эффективность L-орнитин-L-аспартата при субклинической печеночной энцефалопатии. Двойное слепое плацебоконтролируемое исследование показало, что L-орнитин-L- аспартат в дозе суточной дозе 20 г в течение 7 дней снижал уровень аммиака в крови и улучшал выполнение психомоторных тестов [376]. Таким образом, можно полагать, что «Гепатил» влияет не только на метаболизм аминокислот в печени и периферических тканях, но и оказывает центральное действие, изменяя уровень классических нейромедиаторов и нейротрансмиттерных аминокислот.
Нами проведено изучение влияния введения аминокислотной композиции «Гепатил» на формирование спектра свободных аминокислот в сыворотке крови и ткани печени, а также аминокислот и биогенных аминов в отделах
~131~
мозга крыс через 12 ч после форсированной алкогольной интоксикации
«Гепатил» (инъекционная форма), вводимый внутрибрюшинно в суммарной суточной дозе 100 мг/кг массы животным в период форсированной алкоголизации (этанол внутрижелудочно через 12 ч в дозе 5 г/кг на протяжении 7 суток), повышал в плазме крови уровень гликогенных аминокислот глутамата, аланина, серина, метаболита аргинина цитруллина, а также ароматической аминокислоты тирозин. В целом, введение «Гепатила» препятствовало развитию аминокислотного дисбаланса в плазме, несмотря на существенное повышение фракции заменимых аминокислот. В печени животных, получавших «Гепатил», аминокислотный дисбаланс также был выражен в меньшей степени.
У животных, получавших одновременно с этанолом «Гепатил», в стволе мозга существенно увеличивалась концентрация норадреналина (с 12,57 до 35,05 нмоль/г ткани) и снижалось количество 3,4-дигидроксифенилуксусной кислоты (с 53,5 до 15,2 нмоль/г ткани). В гипоталамусе выше, чем в контрольной и в получавшей только этанол группе животных, регистрировался уровень дофамина.
Известно, что дофамин в высоких концентрациях оказывает нейротоксическое действие, хотя он важный нейротрансмиттер и предшественник других норадреналина и адреналина. Добавление экзогенного дофамина в культуру нейронов вызывало их гибель, а введение в стриатум – дозозависимую гибель клеток мозга. Нейротоксичность дофамина может быть обусловлена не только ферментативным, но и неферментативным образованием чрезвычайно активных соединений типа хинонов, а также и генерацией активных радикалов кислорода, вследствие деаминирования дофамина моноаминооксидазой. Показано прямое взаимодействие дофамина и цепью тканевого дыхания в митохондриях. Полагают, что именно нейротоксичность дофамина является причиной развития нейродегенеративных изменений в мозге при болезни Паркинсона [377].
Таким образом, повышение концентрации дофамина, вероятно, следует рассматривать как негативный эффект последствия введения «Гепатила», который может быть
~132~
обусловлен как накоплением тирозина и его метаболитов в периферических тканях (например, плазма крови, печень), так и в отделах головного мозга.
«Тавамин» представляет собой комплексный препарат, в состав которого входит таурин и АРУЦ. Основным показанием для применения препарата является поражение печени различной этиологии, в том числе алкогольной.
Нами проведен анализ эффективности аминокислотной композиции «Тавамин» в нормализации спектра свободных аминокислот в сыворотке крови и ткани печени, а также аминокислот и биогенных аминов в гипоталамусе, стриатуме и стволе мозга крыс через 12 ч после форсированной алкогольной интоксикации. «Тавамин», вводимый в виде 2,5% водного раствора внутрижелудочно в суммарной суточной дозе 200 мг/кг животным в период форсированной алкоголизации (этанол внутрижелудочно через 12 ч в дозе 5 г/кг на протяжении 7 суток) повышал в плазме крови уровни таурина и глутамата, снижал концентрации треонина и глицина. После курсового введения «Тавамина» на фоне форсированной алкоголизации в печени уменьшается общее количество свободных аминокислот, главным образом вследствие снижения содержания цистеиновой кислоты, аспартата, глутамина, аланина, орнитина и незаменимых аминокислот треонина, фенилаланина, лизина и гистидина.
Если форсированная алкоголизация приводила к дисбалансу возбуждающих и тормозных нейроактивных аминокислот в отделах мозга, то у животных, получавших «Тавамин», уровни таурина, возбуждающих нейротрансмиттерных аминокислот в гипоталамусе, а также биогенных аминов в стриатуме и стволе мозга существенно не отличались от контрольных значений. Кроме того, введение «Тавамина» повышало содержание серотонина в стволе мозга. Одновременно, в гипоталамусе назначение тавамина не влияло на повышенные уровни дофамина и серотонина.
Таким образом, аминокислотная композиция, содержащая АРУЦ и таурин («Тавамин»), обладает определенным протективным действием при форсированной алкоголизации. В большей степени ее эффект реализуется на уровне отделов
~133~
головного мозга и, вероятно, сопряжен с общим увеличением утилизации аминокислот на биосинтетические процессы. Отрицательным моментом использования «Тавамина», повидимому, является сохраняющийся повышенный уровень дофамина, который, как указывалось выше, считается нейротоксическим соединением.
«Талерин», экспериментальная аминокислотно-витаминно- минеральная композиция, состоящая из таурина, лейцина, солей магния и цинка, а также содержащая рибофлавин, обладает гепатозащиным эффектом, уменьшая степень развития жирового гепатоза при интоксикации тетразлорметаном. Нами проведены исследования возможности коррекции «Талерином» аминокислотного дисбаланса, определяемого по уровням свободных аминокислот в крови, печени и нейротрансмиттерных соединений в отделах мозга при хронической алкогольной интоксикации.
Курсовое введение «Талерина» (2 раза в сутки, внутрижелудочно, в общей дозе 250 мг/кг) на фоне хронического введения этанола стимулировало развитие гипоаминоацидемии и поступление аминокислот в ткани. При этом степень аминокислотного дисбаланса несколько уменьшалась. Так, соотношение заменимые/незаменимые аминокислоты уменьшилось с 7,94 в группе получавшей только этанол, до 7,12 (6,62 - в контрольной группе). При этом повышалось и соотношение АРУЦ/ААК. Помимо этого, введение «Талерина» приводило к нормализации скорости гидроксилирования фенилаланина у животных.
В печени увеличение содержания свободных аминокислот сопровождалось одновременной нормализацией их баланса, резким снижением соотношения заменимые/незаменимые аминокислоты. Одновременно в печени, как и в плазме крови, повышался коэффициент АРУЦ/ААК. Коэффициент фенилаланин/тирозин повышался, что, вероятно, связано с притоком свободного фенилаланина из плазмы в печень.
Курсовое введение «Талерина» оказывало, в целом, благоприятное действие на нейрохимические процессы возбуждения и торможения в отделах головного мозга. Так, введение «Талерина» вызывало изменения ряда метаболитов
~134~
(цистеиновая кислота, глутамин, гистидин, 3,4- гидроксифенилуксусная кислота, дофамин, 5- гидроксииндолуксусная кислота) в коре больших полушарий. В коре больших полушарий наблюдалось уменьшение соотношения возбуждающие/тормозные аминокислоты.
Вмозжечке после введения животным «Талерина» увеличивалось содержание аспартата, при одновременном небольшом увеличении содержания таурина и, значительно, ГАМК, что в итоге приводило к снижению коэффициента возбуждающие/тормозные аминокислоты с 2,21 до 1,99 (при 2,06
вконтрольной группе).
Встриатуме мозга введение «Талерина» вызвало резкое увеличение уровней основных возбуждающих аминокислот – аспартата и глутамата, а также аспарагина. Одновременно снижалась концентрация глицина, но увеличивалось содержание одного из основных тормозных нейромедиаторов – ГАМК. В результате значительного преобладания суммарного пула возбуждающих аминокислот, соотношение «возбуждающие/ тормозные аминокислоты» увеличивалось в несколько раз не только по сравнению с опытной группой, но и с контрольной. Данные, полученные в стриатуме мозга, достаточно резко контрастируют с результатами, полученными в других анализируемых отделах мозга. Так, например, в среднем мозге под действием «Талерина» снижалось количество возбуждающих аминокислот: аспартата, глутамата, аспарагина и глутамина, повышались концентрации ГАМК и глицина. В результате, соотношение возбуждающие/тормозные аминокислоты уменьшалось не только при сравнении с группой, получавшей только этанол (0,83 против 1,88), но и контрольной группой. В данном отделе мозга регистрировали падение уровня тирозина и его метаболитов (адреналина). Между тем, ниже, чем в других группах в данном отделе мозга был и уровень триптофана и его метаболитов.
Таким образом, результаты проведенных исследований протективных свойств аминокислотно-витаминно-минеральной композиции («Талерин») показывают, что потенциальный лекарственный препарат обладает выраженным биологическим эффектом, направленным на нормализацию нарушений,
~135~
возникающих при хронической алкогольной интоксикации, способствует уменьшению нейрохимического дисбаланса в отделах головного мозга.
Результаты экспериментальных исследований, проведенных в ЦНИЛ и на кафедре биологической химии ГрГМУ, позволили дать комплексную оценку состояния аминокислотного и нейромедиаторного обменов по показателям концентраций свободных аминокислот и их производных в плазме крови и ткани печени, а также нейротрансмиттерных аминокислот и биогенных аминов в отделах мозга при различных режимах алкоголизации животных. Было исследовано влияние выпускаемых фармацевтической промышленностью аминокислотных препаратов «Тавамин» и «Гепатил» на пул свободных аминокислот печени крыс при форсированной алкоголизации в состоянии отмены этанола и в условиях хронической алкогольной интоксикации. Установлено, что после принудительной интенсивной алкоголизации крыс сопровождается обеднением аминокислотного пула печени, вследствие уменьшения содержания как гликогенных, так и некоторых незаменимых аминокислот. Показано, что препараты «Тавамин» и «Гепатил» оказывают положительное действие на формирование метаболического баланса. Хотя эффекты введения «Гепатила» и «Тавамина» на формирование фонда свободных аминокислот имеют много общего, однако, «Тавамин» оказывал более выраженное нормализующее действие. Тем не менее, при введении этих препаратов в ткани мозга регистрируется повышенный уровень дофамина, что может оказывать определенное нейротоксическое действие. Возможно, совместное применение «Гепатила» и «Тавамина» позволит снизить нежелательный эффект введения «Гепатила» – снижение индекса Фишера и будет способствовать в большей степени нормализации нейрохимических нарушений в отделах мозга.
Анализ эффективности с использованием корреляционного и дискриминантного анализа разработанной нами оригинальной композиций «Талерин» при хронической алкогольной интоксикации доказал ее высокую биологическую активность в отношении активации метаболизма аминокислот и их производных в периферических тканях и нейрохимических
~136~
процессов в отделах головного мозга (кора больших полушарий, мозжечок, стриатум, гипоталамус).
Вцелом, анализ результатов полученных в эксперименте по коррекции аминокислотного и нейромедиаторного дисбаланса при хронической алкогольной интоксикации «Талерином» показал следующее:
1.Композиция, состоящая из таурина, лейцина и солей Zn и Mg,
атакже рибофлавина, обладает выраженным влиянием на спектр исследованных соединений.
2.Общее обеднение аминокислотного фонда в отделах мозга при хронической алкогольной интоксикации предотвращается введением «Талерина».
3.Учитывая отсутствие повышения уровня таурина во всех исследованных отделах мозга, регистрируемые эффекты следует считать опосредованным их влиянием композиции на транспорт аминокислот через гематоэнцефалический барьер, на активность реакций межуточного обмена, а также перераспределение внутри- и внеклеточных пулов свободных аминокислот и соответствующих им α-кетокислот.
Взаключение, необходимо подчеркнуть, что при хронической алкогольной интоксикации наибольший терапевтический эффект аминокислотных композиций, вероятно, обусловлен присутствием лейцина, основного модулятора синтеза белка и соединения, оказывающего инсулиноподобное действие. Присутствие дополнительных компонентов как аминокислотной, так и иной природы, усиливает метаболическое действие АРУЦ вследствие уменьшения окислительного стресса и модуляции функции клеток иммунной системы. Следует заметить, что препараты, уменьшающие токсическое действие алкоголя («Гепатил»), наиболее эффективны в печени и периферических тканях, но и оказывают благоприятное цетральное действие, изменяя уровень нейротрансмитерных аминкислот и биогенных аминов.
~137~
ЛИТЕРАТУРА
1.Ripley T.L., Stephens D.N. Critical thoughts on current rodent models for evaluating potential treatments of alcohol addiction and withdrawal // Br.J. Pharmacol. – 2011. – Vol. 164, N 4. – P. 13351356.
2.Majchrowicz E. Comparison of ethanol withdrawal syndrome in humans and rats // Adv Exp Med Biol. – 1977. - N 85B. – P. 15-23.
3.Tanchuck M.A., Yoneyama N., Ford M.M., Fretwell A.M., Finn D.A. Assessment of GABA-B, metabotrophic glutamate, and opioid receptor involvement in an animal model of binge drinking
//Alcohol. – 2010. - Vol 45, N 1. – P. 33-44.
4.Zhang Z., Morse A. C., Koob G. F., Schulteis G. Doseand timedependent expression of anxiety-like behavior in the elevated plusmaze during withdrawal from acute and repeated intermittent ethanol intoxication in rats // Alcohol Clin Exp Res. – 2007. – Vol. 31, N 11. – P. 1811-1819.
5.Dyr W. Struktura spożywania alkoholu w modelach zwierzęcych // Alkoholizm i Narkomania. – 2004. – Vol 17, N 1-4. – P. 151-157.
6.Ripley T.L., Whittington M.A., Butterworth A.R., Little H.J. Ethanol withdrawal hyperexcitability in vivo and in isolated mouse hippocampal slices // Alcohol Alcohol. – 1996. – Vol. 31, N 4. – P. 347-357.
7.Hellevuo K., Kiianmaa K., Kim C. Effect of ethanol on brain catecholamines in rat lines developed for differential ethanolinduced motor impairment // Alcohol. – 1990. – Vol. 7, N 2. – P. 159-163.
8.Морозов Ю.Е., Охотин В.Е., Коновко О.О., Калиниченко С.Г. Окисляющие этанол и ацетальдегид ферменты мозга при отравлении алкоголем // Вопросы наркологии. – 2003. – C. 6273.
9.Кошкина Е.А., Киржанова В.В. Современное состояние наркоситуации в России по данным государственной статистики // Наркология. – 2009.- N 8. – C. 41-46.
10.Шабанов П. Д., Лебедев А.А., Роик Р.О., Шевелева М.В., Яклашкин А.В. Нейромедиаторные и гормональные механизмы прилежащего ядра в реализации подкрепляющих
~138~
эффектов наркогенов у крыс // Наркология. – 2012. – N 8. –
C.49-57.
11.Сиволап Ю.П. Поражение печени у больных алкоголизмом
// Наркология. – 2012.- N 3. – C. 76-83.
12.Востриков В.В., Павленко В.П., Шабанов П.Д. Биохимические маркеры алкогольной и опиатной зависимости //Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. – 2004. – N 3. – C. 18-55.
13.Бохан Н.А., Иванова С.А. Окислительный стресс при алкоголизме: возможности метаболической коррекции на этапе формирования ремиссии // Наркология. - 2010. – N 10. – C. 4549.
14.Rubin E., Rottenberg, H. Ethanol-induced injury and adaptation in biological membranes // Fed Proc. – 1982. – Vol. 41, N 8. –
P.2465-2471.
15. Lyon R.C., McComb J.A., Schreurs J., Goldstein D.B. A relationship between alcohol intoxication and the disordering of brain membranes by a series of short-chain alcohols // J Pharmacol Exp Ther. – 1981. – Vol. 218, N 5. – P. 669-675.
16.Tabakoff B., Hoffman P. L., Liljequist S. Effects of ethanol on the activity of brain enzymes // Enzyme. – 1987. – Vol 37, N 1-3. –
P.70-86.
17.Тарасов Ю.А., Лелевич В.В. Эндогенный этанол и ацетальдегид, их биомедицинское значение (обзор литературы) // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. – 2011. – N 2. – C. 8-11.
18.Aragon C.M., Rogan F., Amit Z. Ethanol metabolism in rat brain
homogenates by a catalase-H2O2 system // Biochem Pharmacol. – 1992. – Vol. 44, N 1. – C. 93-98.
19.Deng X.S., Deitrich R.A. Putative role of brain acetaldehyde in ethanol addiction // Curr Drug Abuse Rev. – 2008. – Vol. 1, N 1. –
P.3-8.
20.Eriksson C.J., Deitrich R.A. Evidence against a biphasic effect of acetaldehyde on voluntary ethanol consumption in rats // Pharmacol Biochem Behav. 1980. – Vol. 13, Suppl 1. – P. 291296.
21.Hamitouche S., Poupon J., Dreano Y., Amet Y., Lucas D. Ethanol oxidation into acetaldehyde by 16 recombinant human
~139~
cytochrome P450 isoforms: role of CYP2C isoforms in human liver microsomes // Toxicol Lett. 2006. – Vol. 167, N 3. – P. 221-230.
22.Mira L., Maia L., Barreira L., Manso C.F. Evidence for free radical generation due to NADH oxidation by aldehyde oxidase during ethanol metabolism // Arch Biochem Biophys. – 1995. – Vol. 318, N 1. – C. 53-58.
23.Божко Г., Бойко Т.П., Волошин П.В. Катехоламины в тканях
икрови крыс после введения ацетальдегида и этанола // Физиологический журнал – 1991. – Т. 37, N 1. – С. 49-53.
24.Сметанин В.А., Бардинова Ж.С.. Петрушова О.П., Генгин М.Т. Влияние этанола на уровень нейропептидов в организме // Известия Пензенского государственного педагогического университета. – 2008. - N 14. – C. 49-53.
25.Kiianmaa K. Neuronal mechanisms of ethanol sensitivity // Alcohol Alcohol. – 1990. – Vol. 25, N 2-3. – P. 257-262.
26.Clapp P., Bhave S.V., Hoffman P.L. How adaptation of the brain to alcohol leads to dependence: a pharmacological perspective // Alcohol Res Health. – 2008. – Vol. 31, N 4. – P. 310-339.
27.Blednov Y.A., Benavidez J.M., Black M., Chandra D., Homanics G.E., Rudolph U., Harris R. A. Linking GABA(A) receptor subunits to alcohol-induced conditioned taste aversion and recovery from acute alcohol intoxication // Neuropharmacology. – 2012. – Vol. 67. - P. 46-56.
28.Wadleigh A., Valenzuela C.F. Ethanol increases GABAergic transmission and excitability in cerebellar molecular layer interneurons from GAD67-GFP knock-in mice // Alcohol Alcohol.
– 2011. – Vol. 47, N 1. – P. 1-8.
29.Gatch M.B. Ethanol withdrawal and hyperalgesia // Curr Drug Abuse Rev. – 2009. – Vol. 2, N 1. – P. 41-50.
30.Ikonomidou C., Bittigau P., Ishimaru M.J., Wozniak D.F., Koch C., Genz, K., Price M.T., Stefovska V., Horster F., Tenkova T., Dikranian K., Olney J.W. Ethanol-induced apoptotic neurodegeneration and fetal alcohol syndrome // Science. – 2000. – Vol. 287. – P. 1056-1060.
31.Holownia A., Ledig M., Menez J.F. Ethanol-induced cell death in cultured rat astroglia // Neurotoxicol Teratol. – 1997. – Vol. 19, N 2. – P. 141-146.
~140~