11 июля 2011

Влияние этимизола и близких к нему соединений на активность нейронов

Интересные результаты были получены по изучению влияния этимизола и близких к нему соединений на активность нейронов в совместных исследованиях нашей лаборатории с лабораторией физиологии нервной системы Физиологического института им. А. А. Ухтомского при ЛГУ [Вислобоков А. И. и Мнухина Р. С, 1975; Вислобоков А. И., Лосев Н. А. и Зайцев Ю. В., 1979; Вислобоков А. И. и Зайцев Ю. В., 1980].

Опыты были выполнены на наиболее крупных нейронах париетальных и висцерального ганглиев моллюсков роговой катушки (Coretus corneus) и прудовика обыкновенного (Limnaea stignalis).

Установлено, что этимизол в концентрации 5 мМ/л вызывал характерные изменения формы потенциала действия (ПД).

Под действием этимизола длительность ПД возросла почти в 3 раза, амплитуда следовой гиперполяризации уменьшилась с 25 до 3 мВ, максимум скорости реполяризации ПД снизился с 10 до 3 В/с, а скорость развития восходящей фазы ПД не изменилась.

Изменение формы потенциала действия нейрона висцерального ганглия роговой катушки при введении этимизола  Изменение формы потенциала действия нейрона висцерального ганглия роговой катушки при введении этимизола

а — ПД (1) и его первая производная (2) до воздействия этимизола;

б — то
же при действии этимизола в концентрации 5 мМ/л. Калибровка — 20 мВ, 10
В/с, 20 мс.

Эффект начинал развиваться через 7 мин от начала действия этимизола и был легко обратим. Обычно спустя 10 мин после отмывания препарата параметры ПД возвращались к исходным значениям.

Этиразол и кофеин в аналогичной концентрации были малоэффективными. Этиразол в концентрации 20 мМ/л не вызывал значительного увеличения длительности ПД, а амплитуда следовой гиперполяризации при его действии даже возросла до 32 %, возросли амплитуда ПД, критический уровень деполяризации и межимпульсный интервал фоновой импульсной активности. Подобно этимизолу, он повышал ПП и сопротивление мембраны.

В серии экспериментов в условиях фиксации напряжения на мембране нейронов снимались вольтамперные характеристики до и после добавления в среду 10 мМ/л этимизола.

Один из экспериментов этой серии представлен на рисунке.

Вольтамперные характеристики мембраны нейрона висцерального ганглия роговой катушки до воздействия (белые кружочки) и под воздействием этимизола (черные кружочки)  Вольтамперные характеристики мембраны нейрона висцерального ганглия
роговой катушки до воздействия (белые кружочки) и под воздействием
этимизола (черные кружочки)

IK; — выходящие калиевые токи;

INa, Ca — входящие натриевые и кальциевые токи. Фиксируемый исходный потенциал на мембране — 45 мВ.

Как видно из данного опыта, ПД на нейроне роговой катушки фиксировался на уровне 45 мВ. При действии этимизола снижались как выходящие, так и входящие ионные токи.

Следует отметить, что в данном опыте влияние этимизола происходило на фоне деполяризации и снижения скорости развития восходящей фазы ПД. Алкилированные аналоги этимизола не обладают подобным влиянием на электрическую активность нейронов моллюсков.

Возможно, что гиперполяризация, вызванная этимизолом, связана со снижением проницаемости мембраны для ионов Na+ в покое и активацией электрогенного транспорта ионов в целом. Реакция одиночного нейрона моллюска на одну и ту же дозу этимизола всегда была однозначной. В условиях целостного головного мозга, как показали цитологические исследования, этимизол оказывает преимущественное влияние только на те синапсы и нейроны, которые функционально активны в момент его введения.

О своеобразном облегчающем действии этимизола на синаптическую проводимость свидетельствуют эксперименты, выполненные в нашей лаборатории Н. А. Лосевым и С. Е. Шелемехой. Так, на кроликах с имплантированными во фронтальную и зрительную область коры больших полушарий электродами в условиях острого и хронического эксперимента было изучено влияние различных доз этимизола на характер вызванных потенциалов (ВП) при световой стимуляции зрительного анализатора.

Оказалось, что в дозе 1 мг/кг при внутривенном введении он снижал амплитуду ВП, регистрируемого в фокусе максимальной активности зрительной зоны коры с 367,2 мкВ до 248,4 мкВ, т. е. на 32,4 %.


Изменение вызванного потенциала коры больших полушарий
кролика под действием этимизола

Изменение вызванного потенциала коры больших полушарий кролика под действием этимизола

а — зрительная,
б — фронтальная область коры;

I — исходный ВП,
II — после внутривенного введения этимизола в дозе 1 мг/кг,
III — в дозе 3 мг/кг.


Однако это снижение было обусловлено лишь уменьшением на 55,1 % положительного компонента ВП, тогда как амплитуда последующей отрицательной волны, наоборот, увеличивалась на 11,8%. Последующее введение этимизола в дозе 3 мг/кг практически не оказывало влияния на положительный компонент ВП, но зато еще больше увеличивало амплитуду отрицательного компонента.

В лобной доле коры регистрировалось лишь длительное отрицательное колебание, которое, по-видимому, включает в себя первичный и вторичный отрицательные ответы. Таким образом, можно полагать, что этимизол облегчает проведение нервного импульса в синапсах тех нейронов мозга, которые обеспечивают формирование отрицательной фазы ВП.

В настоящее время чрезвычайно большое влияние уделяется медленно управляющей биоэлектрической системе мозга.

Чрезвычайно интересным и своеобразным действием этимизол обладает в отношении этой медленной биоэлектрической активности головного мозга, которую мы рассматриваем как один из важнейших элементов системы контроля за конформационным положением макромолекул белка синапса и мембранных комплексов нейрона [Бородкин Ю. С. и Лапина И. А., 1975; Лапина И. А. и др., 1979]. Оказалось, что этимизол, вызвав негативное отклонение сверхмедленного колебания, например в области поля CA1 дорсального гиппокампа, обычно стабилизирует его в таком положении в течение 3 ч и более.


Действие нейротропных средств на амплитуду сверхмедленных
колебаний в дорсальном гиппокампе

Действие нейротропных средств на амплитуду сверхмедленных колебаний в дорсальном гиппокампе

По оси абсцисс — время в мин; по оси ординат — амплитуда в мВ. Стрелка — введение вещества.

В то же время его алкилированные аналоги, кофеин и другие структурно близкие к нему соединения, таким действием не обладают.


В частности, этиразол, который по целому ряду показателей идентичен этимизолу и даже улучшает хранение выработанного навыка активного избегания в первые 12 дней после окончания обучения [Борисова Г. Ю. и др., 1977], оказывает на сверхмедленные колебания совершенно противоположное действие.

Этимизол стабилизирует динамику сверхмедленных процессов преимущественно секундного диапазона (СМКРП), регистрируемых с поверхности головы у больных паркинсонизмом. При этом формируется определенный фенотип СМКРП, который доминирует на протяжении 2 ч и более после однократного введения препарата.

«Нейрохимические и функциональные основы долговременной памяти»,
Ю.С. Бродкин, Ю.В. Зайцев



Установлено, что при повторном тестировании выработанной реакции активного избегания через сутки после окончания обучения число сочетаний, необходимое для осуществления 3 последовательных правильных ответов в контрольной группе подопытных животных, значительно уменьшается. Этот эффект практически отсутствует при тестировании ее спустя 7 сут (выработанный навык полностью утрачен). Введение в этом случае самого аденина увеличивает на 66 % число…

Активация генетического аппарата нервных клеток

В настоящее время сложилось представление, что активация генетического аппарата нервных клеток является пусковым фактором в индукции синтеза макромолекул (РНК, полипептиды), которые принимают участие в процессах обучения и памяти. Одним из важнейших показателей активности генетического аппарата клеток является РНК-полимеразная активность ядер, характеризующая уровень транскрипции хроматина. Поэтому было изучено влияние этимизола на синтез РНК в изолированных ядрах…

Удаление алкильного радикала из первого положения имидазольного кольца

При удалении алкильного радикала из первого положения имидазольного кольца, т. е. при переходе к норантифеину и этефилу, наблюдается выраженная дифференцировка биологического действия препаратов. В частности, эти вещества утрачивают метаболические эффекты, приобретают иной характер действия на высшую нервную деятельность, но сохраняют стимулирующее влияние на функцию дыхания. В то же время электронно-конформационные характеристики этих соединений изменяются незначительно….

Конформационные формы этиразола

Для этиразола также свойственны четыре конформационные формы, причем при переходе из конформации А, которая является наиболее предпочтительной, в конформацию В требуется не 38,4 кДж/моль, как у этимизола, а всего 12,95 кДж/моль. В то же время переход из конформации А в конформацию Б, как и в первом случае, требует всего 1,6 — 1,7 ккал/моль. Следовательно, этиразол…

Этимизол повышал уровень кортикостероидов в плазме крови наиболее эффективно спустя 40 мин после его введения. Эта же тенденция, но, естественно, в меньшей мере, сохранялась и после двусторонней адреналэктомии. Уровень содержания кортикостероидов (мкг) в плазме крови после введения этимизола Группы животных Уровень кортикостероидов через 20 мин через 40 мин Неоперированные: контроль (20) 17,8±2,1 — этимизол (20)…