Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изучение механизмов нейролептического действия производных фенотиазинового ряда

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Изучение механизмов нейролептического действия производных фенотиазинового ряда"

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И МЕДИЦИНСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

л п

1 и V,)

На правах рукописи

ИВКОВ Николай Николаевич

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ НЕЙРОЛЕПТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ПРОИЗВОДНЫХ ФЕН0ТИАЗИН0В0Г0 РЯДА

03.00.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва - 1995

Работа выполнена в Российском государственном медицинском университете.

Научный консультант - член-корр. РАМН,

профессор Л.Ф.Панченко

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,

профессор Федоров Н. А. доктор медицинских наук, профессор Жердев В. П. доктор медицинских наук, профессор Тогузов Р. Т.

Ведущее учреждение - Кафедра биохимии - Московского медицинского стоматологического института им. Н. А. Семашко

Защита диссертации состоится на заседании Специализированного Ученого Совета N3 Д 084.14.03 РГМУ (ул. Островитянова, 1).

20 " ноября 1995 г. в 14 часов.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГМУ (ул. Островитянова, 1).

.Автореферат разослан "_____"_________1995 г.

Ученыи секретарь Специализированного Совета доктор медицинских наук,

профессор П. К. Джанашия

Актуальность работы. Производные фенотиазинового ряда в. настоящее время составляют основную группу психотропных препаратов и, в целом ряде случаев патологических нарушений со стороны нервной системы, являются незаменимыми агентами для их купирования. С другой стороны, интенсивное изучение биохимических свойств и молекулярных механизмов действия производных фенотиазинового ряда в значительной мере расширили их сферу применения в медицине. Если в первые два десятилетия после начала их применения препараты этого, ряда использовались преимущественно в психиатрии, то в настоящее время они с успехом применяются в самых различных областях медицины и, в-частности, в кардиологии в качестве антиаритмических и ко-ронарорасширяющих средств,- - в хирургии ß составе литических смесей, в аллергологии в качестве антигистаминных препаратов и т.д.

Интенсивное изучение всех биологических эффектов производных фенотиазинового ряда и попытки выяснить их механизмы породили огромное количество экспериментальных данных и концепций, трактующих механизм их действия. Количество полученных сведений, касающихся действия фенотиазинов на организм человека и животных настолько'велико и настолько они разнообразны, что это вызывает целый ряд затруднений из-за мульти-дисциплинарности исследований с одной стороны, и из-за противоречивости результатов и их трактовок с другой стороны. Однако, среди всей совокупности фактов и наблюдений непреложными остаются факты снижения активности нервной системы, особенно выраженные при патологическом ее возбуждении, значительного уменьшения активности психостимуляторов при совместном их применении,., .снижения.температуры тела iT уменьшения потребления кислорода организмом в целом и отдельными тканями (Машковский М.Д., 1985; Лупандин Ю: В., Прозоровский В. Б., 1978; Матеша А. М., 1974;.- . Раевский К. С., 1976; ВаЛЬдман А. В., 1972; Лейдер М., 1971; Савченко 3. И., 1968; Bradley Р.В., Wol-stencraft J.H., Hosli L., Avanzino G. L., 1966; Seeman P., Van to 1 H.H. M. ,1994; Avvad AG., 1993;)."

В связи с тем, что при введении фенотиазинов в организм человека и животных наиболее ранними и значительными призна-''

- г -

ками проявления их действия на организм, являются изменения со стороны центральной нервной системы, то основное внимание исследователей было сосредоточено на изучении этой феноменологии и ее связи с молекулярными.аспектами действия фенотиа-зинов на субклеточном уровне (Загоскин П. П., Хватова Е. М., Лу-KbflHQBa Л. Д., 1977; ИвковН.Н., Муханкин А. И., Панченко Л. Ф., 1977;Добрецов Г.Е., Спирин М. М. ,1980; Bui lough D. A. and al., 1985; Burkhardt С. andal., 1993; CannJ.R. and al., 1981.)

Чтобы в полной мере оценить важность применения производных фенотиазинового ряда в медицине можно сослаться . на тот факт, что- только за первые двадцать лет их применения ими лечилось более 250 млн. человек (Раевский, 1976). Благодаря применению этих препаратов большая часть больных смогла вернуться к нормальной трудовой и социальной деятельности. Только один экономический эффект от применения фенотиазинов составляет многие миллиарды рублей .

Вплоть до настоящего времени непреложным остается тот факт, что клиническая практика всегда опережала теорию и эксперимент в силу целого ряда обстоятельств. Не избежали этой участи и производные фенотиазинового ряда, хотя в данном случае экспериментальные исследования начались практически параллельно с применением нейролептиков в клинике для купирования психотических приступав, но полученные результаты вплоть до настоящего времени не позволяют.создать какой-либо единой концепции или теории, рассматривающей меха-I низм действия фенотиазинов на нервную систему, хотя частных теорий, объясняющих определенную совокупность полученных • экспериментальных данных достаточно много, из которых наибольшей популярностью является теория Ф. Симэна в соответствии с которой, нейролептики фенотиазинового ряда являются блокаторами дофаминовых рецепторов, что согласуется с гипер-допаминэргической гипотезой возникновения шизофрении, предложенной Мельтцером и Шталем в 1976 году. Однако с позиций этой теории многие факты не находят объяснения, что послужило поводом для пересмотра своей концепции самим автором в 1993 году (Seeman'Р., 1993):

В последние годы появилась возможность по новому взглянуть на всю совокупность фактов, полученных в области изучения механизмов действия производных фенотиазинового ря-

/

да, благодаря прогрессу достигнутому в понимании структуры и функции биологических мембран. Это позволяет создать более обобщенные концепции, объясняющие механизм биологического действия.нейролептиков на субклеточном уровне, и на их основе разработать более рациональные рекомендации по их применению и па новому взглянуть на патогенез некоторых психоневрологических нарушений.

Анализ полученных нами, результатов экспериментальных' " 'исследований и литературных данных позволил прийти к заключению, что главенствующим в механизме действия нейролептиков -фенотиазинового ряда при их однократном введении .является изменение заряда клеточных ■ мембран-и, в частности, нейроцитов, приводящее к уменьшению токов утечки и, соответственно, к сохранению энергетических ресурсов клеток, а также к уменьшению возбудимости нейрональных мембран. Эта концепция позволяет объяснить практически всю совокупность имеющихся на сегодняшний день экспериментальных и клинических данных после введения разовых терапевтических доз нейролептиков фенотиазинового ряда.

Цель исследования: - Изучить"" Характер и механизм взаимодействия производных фенотиазинового ряда с некоторыми метаболическими и регуляторными системами клетки и с клеточными мембранами.

Основные задачи исследования:

1. Изучить влияние фенотиазинов на систему энергообеспечения клетки как в условиях in vivo, так и в условиях in vitro в зависимости от используемых концентраций фенотиазинов.

2. Выяснить влияние, фенотиазинов на активность- мембраносвязан-ных ферментов, участвующих как в транспорте ионов, ' так и в модуляции гормональных стимулов.

3. Исследовать влияние фенотиазинов на-уровень-цАМФ'в'мозге в норме'и в условиях стресса.

4. Выяснить влияние фенотиазинов на поверхностный заряд природных. v. модельных мембран.

5. Изучить влияние фенотиазинов на электрофизиологические параметры плазматической мембраны нейрона.

6. Исследовать влияние фенотиазинов на жидкостные свойства фос-

фолипидного бислоя модельных мембран и на их электрическую стабильность.

7. Опираясь на полученные результаты подготовить рекомендации по рациональному использованию производных фенотиа-зинового ряда в клинике и в экспериментальной работе.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые проведено комплексное исследование действия фенотиазинов как на уровне целостного организма, так и на уровне клеток, субклеточных образований и модельных систем, которое позволяет объяснить многообразие биологических эффектов фенотиазинов и научно обосновать их рациональное использование в клинике.

На основании полученных данных впервые объяснено действие фенотиазинов при использовании терапевтических доз на энергетический обмен организма, в частности , снижение потребления кислорода, гипотермический эффект, изменение уровня макроэргов в тканях.

Впервые показано, что фенотиазины снижают уровень цАМФ в клетках мозга как в норме, так и в условиях стресса.

Показано, что фенотиазины изменяют заряд модельных фосфолипидных мембран в сторону положительных значений, а также в терапевтических концентрациях (5"10"7-Г 10"6) снижают ионную проводимость изолированных нейронов и субклеточных структур.

Практическая ценность работы заключается в разработке научно-обоснованных рекомендаций по рациональному использованию производных фенотиазинового ряда в клинической практике.

Использованные в работе приемы могут быть применены для изучения молекулярных механизмов действия целого ряда других психотропных препаратов. Полученные в работе данные по изучению механизмов действия производных фенотиазинового ряда могут быть использованы при преподавании соответствующих разделов студентам на кафедрах биохимии, молекулярной биологии и фармакологии медицинских вузов и в институтах усовершенствования врачей.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Нейролептики фенотиазинового ряда сообщают положительный заряд изначально электронейтральным фосфолипидным липосомам и инвертируют отрицательный заряд модельных фосфолипидных мембран на положительный.

2. Фенотиазины, используемые в терапевтических концентрациях, непосредственного влияния на систему энергообеспечения клеток не оказывают.

3. Фенотиазины в .терапевтических концентрациях•снижают уровень цАМФ в мозге экспериментальных животных, как в условиях физиологического покоя, так и в условиях стресса, при этом большие дозы фенотиазинов, вызывают большее снижение цАМФ..

4 УстгксЕЛОНо, что феноткаггааг в терапевтических концентрациях практически не влияют на активность таких мембраносвя-занных ферментов как К+-Ма+-АТФаза и аденилатциклаза, а также на активность водорастворимого фермента фосфодиэстеразы.

5. Фенотиазины снижают ионную проводимость нейрональных мембран и предотвращают быстрое энергетическое истощение нервной ткани в условиях стресса.

6. Производные фенотиазинового ряда препятствуют изменению ,„ потенциала покоя■плазматической мембраны нервных клеток и

снижают способность нейромедиаторов генерировать потенциал действия.

7. Нейролептики фенотиазинового ряда способствуют повышению энергетического заряда клеток.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на И-Всесоюзной конференции "Современные проблемы биохимии дыхания и клиника" в 1971 году в Иваново, на Всесоюзном симпозиуме "Клеточное-.дыхание—в-норме и в условиях гипоксии" в 1973 году в Горьком, на 2-ом Всесоюзном симпозиуме "Структура, биосинтез и превращение липидов в организме животного и человека" в 1975 году в Ленинграде," на~7-ой"Всесоюзной нейрохимической конференции в 1976 году в Ленинграде, на 2-ом Всесоюзном симпозиуме "Циклазная система и ее роль в регуляции клеточного обмена" в 1978 году в Ташкенте, на 6-ой Всесоюзной конференции по космической биологии и авиакосмичес-

кой медицине" в 1979 году в Калуге, на 3-ем Всесоюзном симпозиуме по медицинской энзимологии в 1979 году в Астрахани, на совместной научной конференции Лейпцигского университета и медико-биологического факультета РГМУ в 1979 году. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 26 работ в центральных научных журналах, в сборниках научных работ и в материалах Всесоюзных симпозиумов и конференций. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, глав, посвященных изложению собственных результатов, заключения, выводов и практических рекомендаций.

В диссертации содержатся результаты экспериментальных исследований по изучению влияния однократных доз нейролептиков на систему окислительного фосфорилирования печени и мозга крыс, на уровень цАМФ в мозгу в норме и в условиях стресса, вызванного гипоксической гипоксией, на активность мембранос-вязанных и цитоплазматических ферментов. Также в диссертации приводятся результаты экспериментов по изучению влияния нейролептиков фенотиазинового ряда на заряд модельных фосфоли-пидных мембран и на электрофизиологические характеристики изолированных нейронов моллюска.

Диссертация изложена на 252 стр. и содержит 60 рисунков, графиков и таблиц. Литературный указатель содержит около 500 источников на русском и иностранных языках.

Материалы и методы исследований.

Работа выполнена на лабораторных животных (1200 белых беспородных крыс),на изолированных нейронах большого прудовика Limnaea stagnaiis, на изолированных субклеточных структурах, на модельных фосфолипидных мембранах. При этом были использованы следующие методы: дифференциальное центрифугирование для получения субклеточных фракций, полярографическое определение параметров системы окислительного фосфорилирования изолированных митохондрий, экстракция и количественное определение содержания аминазина в субклеточных фракциях мозга и печени животных спектрофотометрическим методом.

количественное определение цАМФ в различных отделах мозга радиометрическим методом, определение активности ферментов аденилатциклазы, фосфодиэстеразы, АТФаз в различных отделах мозга, формирование модельных фосфолипидных мембран из яичного лецитина, флуоресцентные методы изучения связывания фе-нотиазинов с модельными мембранами, определение дзета-потен-ци ла модельных мембран в присутствии фенотиазинов, определение электроосмотической, резистентности модельных мембран по потенциалу пробоя, электрофизиологические методы изучения ионной проводимости изолированных нейронов. Результаты исследования подвергались статистической обработке на РС АТ 386

Результаты исследований. . --. - -

Исследование' распределения аминазина по субклеточным фракциям мозга и печени крыс как при пероральном так и при внутривенном способе его введения показало (табл 1 и 2), что

Табл. 1.

Содержание аминазина (в %) в субклеточных фракциях печени крыс (М±т), п=7.

Объект исследования

| Доза (мг/кг) |

| 50 1 | 200 1

| время в часах |

1 2 1 1 4 1 1 2 1 I ■ 1 1 4 |

|28, 39±3, 55 |51,40±ЗДХГ 120, 39±3, 55 125, 26±1,10 |537б3±2, 42 |21,11±2, 54 Г 125, 33±2.86„ 155, 00±3, 54 119, 67±1, 31 ! |24,60±1;-51- | 155,04±3, 65 | 120, 37±2, 81 |

129, 65±0, 81 |45,37±2,12 |24,96±2, 82 |24, 48±1, 50 ¡54,13±2, 95 |21,39±2, 87 1 |24,93±2,81 |56,45±3,05 118, 69±2, 69. |22,46±2, 57 | 157,14±3, 41 | 120, 41 ±2, 80 |

При-в/м-введении: -

ядра

- митохондрии супернатант При введении per os. Ядра

Митохондрии Супернатант

Табл. 2.

Содержание аминазина (в %) в субклеточных фракциях подкорковых образований и полушарий головного мозга крыс (М±т),п=10. Доза - 100мг/кг веса.

Способ введения

Объект исследования пероральный внутримышечный

время в часах

2 4 2 4

Кора головного мозга 54, 63±2, 82 35, 60±2, 71 9, 77±0, 88

я-с фракция митохондрии супернатант 54, 77±3, 07 36, 51 ±2, 93 8, 72±1, 21 58, 91 ±3, 00 30, 66±1, 99 10. 43±1,13 52, 39±2,15 36, 90±2, 18 10, 71 ±0, 99

Подкорковые структуры я-с Фракция Митохондрии Супернатант

67, 81 ±2, 98 25, 37±2, 11 6, 82±0, 57 67, 83±3, 13 24,14±1, 83 8, 03±0, 89 70, 29±2, 95 21, 93±0, 79 7, 75±1, 01 69, 72±2,16 21, 68±1, 56 8, 60±1,17

Примечание: я-с - ядерно-синалтосомальная фракция

аминазин обладает высоким сродством к липидсодержащим структурам, в частности к митохондриям и к синаптосомальным образованиям, что хорошо согласуется с литературными данными по определению коэффициента распределения масло/вода (Ahmed М. and al., 1981; Cheng S. W. andal., 1990). Обращает на себя внимание различный характер распределения аминазина по субклеточным фракциям в печени и мозге. В частности в мозговой ткани большая часть аминазина оказалась в ядерно-синаптосо-мальной фракции, тогда как в печени, преимущественно в мито-

хондриях. Это обусловлено, по всей вероятности, тем, что в ядерно-синаптомальной фракции содержится большое количество синаптических образований, богатых ганглиозидами, к которым фенотиазины имеют большое сродство(Jaramilio (De) G. ,1969). В дополнительных экспериментах по разделению ядерно-синаптосо-мальной фракции в градиенте плотности сахарозы мы показали, что практически весь аминазин этой фракции обнаружился в подфракции синаптосом. Это заставило нас предположить, что действие фенотиазинов направлено, в первую очередь, на изменение функционирования мембранных-структур, или мембраносвя-занных ферментных комплексов или отдельных мембраносвязанных ферментов. Основываясь на данных- литературы; что "фенотиазины оказывают выраженное действие на энергетический обмен, мы решили проверить это предположение, исследуя функционирование системы окислительного фосфорилирования, которая, как хорошо известно, является интегральной частью внутренней мембраны митоходрий.

Как показали результаты исследования (табл 3 и 4) ами-

Таблица 3.

Потребление кислорода митохондриями . печени крыс--(в нмо— "лях7мг*"бёлка/сек), использующих в качестве субстрата окисления сукцинат и глутамат, при введении различных доз аминазина in vivo. (М±м),п=8.

1 | Условия опыта i i Vi 1 i v2 i 1 ь ДК I i

1 | контроль (сукцинат) 124±12, 6| 287±15, 6 |118±14,2... i .2.32- |-

-[• аминазш-50 мг/кг "" 132±14ЛГ 301±16, 7 1127±13, 3 2,28 |

| аминазин 100 мг/кг i 126 + 13, 8.| . _ _ _ .' 289±15, 2 |146±17, 5 2,30 | i

1 контроль (глутамат) 1 -96'±16;8Г467±31,2 | 88±15, 9 4,86 |

| аминазин 50 мг/кг 98±14,8| 468±29, 8 | 94±14, 8 '4,78 |

|' аминазин 100 мг/кг ■i 116±18, 71 i 537±28, 7 ' |126±18, 1 i 4,63 • | i

VI - скорость потребления кислорода до добавления АДФ -- У2 - скорость потребления кислорода при добавлении АДФ УЗ - скорость потребления кислорода после исчерпания АДФ ДК - дыхательный контроль (У2Л/3) .....

Таблица 4.

Потребление кислорода митохондриями коры мозга крыс (в нмо-лях/мг белка/сек), использующих в качестве субстрата окисления сукцинат и глутамат, при введении различных доз аминазина in vivo. (М±м),n=8.

1 ... | Условия опыта 1 i Vi 1 i V2 i 1 v3 i ДК | 1

1 | контроль (сукцинат) | аминазин 50 мг/кг | аминазин 100 мг/кг 1 1 158±14,8| 146±16, 41 138±23,2| i 319+16,8 306±18, 4 286+14, 3 1152±18,2 |139±12,1 1131 ±19, 8 1 2,09 | 2,20 | 2,18 | 1

1 | контроль (глутамат) | аминазин 50 мг/кг | аминазин 100 мг/кг 1 1 И0±18,4| 108±15,2| 112±16,4| i 547±26,2 536±21,6 492±24,2 1108±16, 2 |103±15, 8 1114±17, 5 i 5,01 | 5,18 | 4,31 | i

VI - скорость потребления кислорода до добавления АДФ V2 - скорость потребления кислорода при добавлении АДФ V3 - скорость потребления кислорода после исчерпания АДФ ДК - дыхательный контроль,(V2/V3)

назин даже в весьма высоких концентрациях при введении его in vivo практически.не оказывал существенного влияния на основные параметры системы окислительного- фосфорилирования изолированных затем митохондрий печени и мозга крыс. Это могло быть результатом разбавления аминазина в результате процедуры выделения митохондрий из тканей. С этой целью мы исследовали влияние аминазина при его добавлении к предварительно выделенным митохондриям. Как показали результаты этого исследования аминазин даже в концентрациях в несколько раз превышающих терапевтические не оказывал существенного влияния на основные параметры системы окислительного фосфорилирования митохондрий печени и мозга крыс как при окислении НАД-зависи-мых субстратов, так и при окислении ФАД-зависимых субстратов. Таким образом, прямого влияния на систему окислительного фосфорилирования аминазин в "терапевтических" концентрациях практически не оказывает.

-и-

о х

Хорошо известно, что транспорт Са в митохондрии и его удержание там является энергозависимым процессом, связанным с внутренней мембраной этих органелл. Мы также решили исследовать влияние аминазина на кинетику накопления ионов кальция изолированными митохондриями по измерению количества протонов выбрасываемых стехиометрически из матрикса в среду инкубации. Как показали результаты исследования в присутствии те-

« ? +

рапевтических концентрации аминазина транспорт Са в митохондрии осуществлялся с меньшей скоростью и, после достижения насыщения, время его удержания увеличивалось в несколько раз по сравнению с интактными митохондриями. Таким образом аминазин как бы - оказывает препятствие проникновению ионов Са внутрь митохондрий, что может .иметь..очень--важные следствия-для регуляции внутриклеточного метаболизма. .

Кроме того нами была исследована АТФ-азная активность изолированных синаптосом (уабаин чувствительная и нечувствительная к данному гликозиду)' в присутствии разных концентраций нескольких производных фенотиазинового ряда. Как показали проведенные исследования активность мембраносвязанных АТФ-аз (рис.1-6) в присутствии "терапевтических" концентраций прак-

Л/тах 7с

100

50

Аминазин

Пропазин

10"

10"

г 5

10"

10

,-6

10'

-5

10"

4

Рис. 1. Влияние различных концентраций аминазина и про-пазина в М на Ушах К-Иа-АТФазы в % от контроля. Примеч.: К - Ушах в отсутствие препарата.....

тически мало изменялась, и только достаточно высокие дозы нейролептиков приводили к снижению АТФазных активностей си-налтосом.

Хорошо известно, что существенное влияние на систему энергообеспечения клеток и проводимость ионных каналов оказывает состояние аденилатциклазной системы и соответственно концентрация цАМФ в клетках (Федоров H.A., 1979; Какiuchi S. and al., 1969). С этой целью мы изучили влияние различных доз аминазина вводимых лабораторным животным на содержание цАМФ в мозге и на активность аденилатциклазы и фосфодиэстеразы в

Ушах %

Нонахлазин

Трифтазин

100

50

К 10"6 10"5 10"4

К 10"6 10"5 10"4

Рис.2. Влияние различных концентраций нонахлазина и

трифтазина в М на Ушах К-Иа-АТФазы в % от контроля Примеч.: К - Ушах в отсутствие препарата

Уюах %

Хлорацизин

100

50

К 10"6 10"5 10"4

Рис.3. Влияние различных концентраций хлорацизина в М на Ушах К-Иа-АТФазы в % от контроля. Примеч.: К - Утах в отсутствие препарата

Утах % 100

50

Хлорацизин

10"

10'

,-5

10"

Рис.4. Влияние различных концентраций хлорацизина . в М на Ушах Р1-АТФазы синалтосомальных митохондрий в'%от контроля. Примеч.: К - Утах в отсутствие препарата

Ушах X

100

50

Аминазин

Пропазин

50'

,-6

10'

,-5

10'

г 4

10'

г 6

10'

г 5

10'

г4

Рис.5. Влияние различных концентраций аминазина и про-пазина в М на Утах Р^АТФазы синалтосомальных митохондрий в % от контроля. Примеч.: К - Утах в отсутствие препарата

Ушах %■■

100

Нонахлазин

Трифтазин-..-

10'

г 6

4

10"

4-

10'

,-4

10'

,-6

10'

1-5

10'

Г 4

Рис.6. Влияние.различных концентраций-нонахлазина и

трифтазина в М на Ушах Р< -АтФазы синалтосомальных

митохондрий в % от контроля.

Примеч.: К - Ушах в отсутствие препарата

различных отделах мозга крыс. На рис 7 представлены данные по содержанию цАМФ в мозге при введении различных доз аминазина животным, из которых следует, что нейролептики вызывают существенное снижение его содержания в ткани мозга. При этом

цАМФ (пкмоль/г ткани)

2000

1500

1000

500 О

1 мг/кг

10 мг/кг

Л

1,

Цмин)

Рис. 7 Содержание цАМФ в мозге крыс в зависимости от

времени после введения аминазина и разных его доз. Прим.: К - контрольные животные •

1 - через 3 мин после введения нейролептика

2 - через 20 мин -»-»-••-»-"-»-"-»-«-«-»-»3 - через 60 мин

4- через 120 мин -"-»-»-»-»-»-

II _ Н II и

большие концентрации препарата вызывают более выраженное его снижение. Изучение же аденилатциклазной и фосфодиэстеразной активностей не выявило столь однозначной картины по отделам мозга (табл. 5,6),хотя в целом можно отметить, что в "терапевтических" концентрациях изучаемый нейролептик не оказывал существенного влияния ни на мембраносвязанную аденилатциклазу, ни на водорастворимую фосфодиэстеразу.

Таблица 5.

Определение базальной активности аденилатциклазы в различных отделах мозга в пкмолях/мин/мг белка после в/бр введения аминазина крысам (10 мг/кг веса). (М±м),п=7.

время после введения

отделы мозга

кора

мозжечок

ствол

таламус

■ 1-3 мин

20 мин К 60 мин 120 мин

'231, 8+ 8, 7 242, ОНО, 8 253, 0±22, 7 ■ 266, 6±24, 5

364, 2±26, 2 351, 8± 7, 1 448, 2±13, 8 417, 2±19,0

136, 6±' 9,0 166, 0122, 4 178, 5123,4. 182, 8±12,0

246, 6±15, 9 268, 5±23, 5 ,295, 0±25, 3 332,2±25, 4

1-3 мин .190,6115,0 , 335, 6±31, 3

20 мни' О I 252, ?Л 7,2 384,2±17,3

60 мин 232,0± 9,7 367, 4±20, 8

120 мин 247, 8И7.8 377,4±16,9

108, 6±12,0 234, 8± 12, О

171, 8± 4,9 297, 8±15, 4

149, 8±15,1 249, 2±17, 3

141, 3± 8,9 269, 2±16, 7

Примечание: К - контрольные животные, которым через указанные промежутки времени вводили физиологический раствор; О - опытные животные.

Таблица 6.

Определение активности фосфодиэстеразы разных отделов мозга крыс в пкмолях/мин/мг белка после в/бр введения аминазина в дозе 10 мг/кг веса (М±м),п=7.

время после введения отделы мозга

кора мозжечок ствол таламус

1.-3 .мин — 20 мин К 60 мин 120 мин 3236±110 3827+373 2871±471 4194±427 - 1359И71 " 1474±260 1114±176 12571285 12191 58 18011269 1201±214 13181517 20581 87 2343±203 1934±369 26701291

1-3 мин 20 мин 0 60 мин 120 мин 4969+225 4008±245 3997+342 4745±313 17451387 1258± 95 1525± 81 12681101 1766И72 1463И20 1696±160 1301+227 26601464 21331280 23051344 22291 73 ' '

Примечание: К - контрольные животные, которым через указанные промежутки времени вводили физиологический раствор; О - опытные животные......

Для того, чтобы выявить связь между системой энергообеспечения клетки и ее функциональными параметрами как целостной структуры, нами было предпринято исследование электрофизиологических параметров изолированных нейронов большого прудовика, которые по своим основным характеристикам мало чем отличаю1-ся от нейронов высших млекопитающих Шгиепег Р., ИагаЬаБМ Т., 1972). В результате проведенных экспериментов было показано, что аминазин в "терапевтических" концентрациях значительно снижает величины как входящих, так и выходящих токов и, соответственно величину пиковой компоненты выходящего тока. При этом отмывка клеток от нейролептика полностью восстанавливала все электрофизиологические параметры нейрона до первоначального уровня. Наши данные хорошо согласуются с результатами полученными в работе Нага11а51й (1978) на гигантских аксонах кальмара. Эти результаты, четко указывают на то, что нейролептики обладают способностью модифицировать мембрану нейронов, изменяя ее ионную проводимость.

Чтобы выявить специфику воздействия нейролептиков на биологические мембраны, нами был выполнен цикл работ по изучению влияния нейролептиков на физико-химические параметры модельных мембран.

Хорошо известно, что фенотиазины, обладающие нейролептическим действием при нейтральных значениях рН имеют положительный заряд на молекуле. Мы предположили, что в основе изменения функциональных особенностей биологических мембран в присутствии нейролептиков этого ряда лежит их способность сорбироваться на поверхности мембран, с одной стороны, и изменять поверхностный заряд самой мембраны, с другой стороны, что особенно важно для функционирования нейронов. Удобней всего было проверить это предположение на модельных фосфоли-пидных мембранах, начальный заряд которых можно контролировать в процессе их получения. Сначала нами была проверена способность фенотиазинов сорбироваться на поверхности липосо-мальных фосфолипидных мембранах с помощью флуоресцентных зондов. Наиболее подходящим для этой цели оказался флуоресцент-' ный зонд метилбензантрацен (МБА). Как было показано в'нашей работе фенотиазины действительно обладают довольно высокой способностью сорбироваться на поверхности мембран липосом, хотя эта способность несколько варьирует в зависимости от

конкретной природы фенотиазина, с одной стороны и исходного заряда модельной мембраны с другой стороны.

В следующей серии экспериментов нами было проведено изучение влияния фенотиазинов на поверхностный заряд изначально нейтрально заряженных липосом и липосом, которым придавали отрицательный заряд за счет включения в мембрану липосом молекул арахиновой кислоты. Данные представленные в табл.7 и 8 свидетельствуют о том, что фенотиазины действительно заряжают поверхность липосомальной мембраны положительно, а в случае

Таблица 7. - — ■ Величина ^-потенциала лецитиновых липосом в присутствии различных производных фенотиазинового ряда. Ш±м} , а=7

нейролептик 1-30" С-потенциал липосом (тУ)

Аминазин +37,5 ±1,9

Динезин +29,3 ±3,5

Трифтазин +27,9 ±1,7

Тизерцин +18,5 ±1,4

Фторацизин +16,2 ±0,8

Примечание: Исходная величина ^-потенциала липосом была ^авна^лю.. Ионная сила среды 0,-003, - рН-7, 4,

липосом, у которых поверхность мембраны изначально была заряжена отрицательно фенотиазины' инвертировали отрицательный заряд на положительный, хотя величина его была значительно меньше, чем в случае изначально нейтрально заряженных липосом.

Таблица 8.

Влияние производных фенотиазинового ряда,обладающих нейролептической активностью на дзета-потенциал липосом, сформированных-.из яичного-лецитина. (м±м), п=б

нейролептик 1- 10_тг М начальный г,-потен- " циал липосом с арахиновой кислотой ^-потенциал липосом после добавления нейролептика . _ т_____ —

тУ

Аминазин Динезин Трифтазин Фторацизин Тизерцин.. -(14,1±1, 3) -(14,5+1,7) - (20, 8±2, 1) - (22, 5±3, 2) -(10,1*1.2) • + (23, 6±2,0) + (13, 8±1, 6) + (12, 9±1, 5) + (10, 4±1, 3) + (18, 5+1,7) '

Примечание: Исходная величина ^-потенциала липосом была равна уулю.. Ионная.сила среды-0,-003,-рН-7,4,

Эти данные несомненно указывают на.то; что.фенотиазины, обладающие нейролептическим действием изменяют электрические характеристики природных мембран, в .частности, плазматической мембраны нейронов, что по всей вероятности, и является основой их нейролептического действия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Данные по распределению различных производных фенотиази-нового ряда, обладающих нейролептической активностью, в различных отделах головного мозга,опубликованные в мировой литературе, свидетельствуют о неоднородности их распределения в центральной нервной системе (Федоров H.A., Шноль С. Э., 1956; Федоров H.A., 1957; Авакумов В. М., БатулинЮ. М., 1970; Guth P.S., Jar ami По G.А.,1962; Hansson Е., Schraiterlov С. G. ,1961; Huang С. L., Jeh J. Z. .Muni F. A.. 1970; Jaramillo (De) G.. 1963; Kohl H.H., Brune G.G. .Himwich H.E.,1964; Kwant W. 0.,Seeman P., 1971; Livingston A., Phillips E., 1975; ). При этом, в целом ряде случаев при приблизительно одинаковых экспериментальных условиях характер распределения нейролептиков в ЦНС зависел от природы конкретных заместителей в фенотиазиновом кольце, которые с одной стороны могут модифицировать величину электрического заряда молекулы нейролептика, а с другой стороны изменять его растворимость в воде и липидах, или, другими словами, менять величину коэффициента распределения масло/вода. Характер же распределения конкретного нейролептика в ЦНС, " по всей видимости, зависит от величины поверхностного заряда нейролеммы, от плотности распределения синаптосом на телах нейронов и" от природы ганглиозидов, представленных в конкретных нервных' образованиях, которые существенным образом^ влияют на электрический поверхностный заряд нейролеммы. Данных по внутриклеточному распределению фенотиазинов в доступной нам литературе оказалось крайне мало,, что и побудило нас изучить экспериментально данный вопрос. Результаты проведенных нами экспериментов подтвердили общую тенденцию нейролептиков фенотиазинового ряда взаимодействовать со структурами богатыми липидами, а именно, с биологическими мембранами.

Первые результаты, опубликованные в литературе по при-

менению нейролептиков фенотиазинового ряда в клинике, показали, что помимо основного клинического эффекта, они вызывали снижение температуры тела на 5-7°С, снижение больными количества потребляемого кислорода и увеличение веса тела, тем самым указывая на то, что фенотиазины каким-то образом влияют на энергетический обмен. В экспериментах на животных эти наблюдения были подтверждены,- что послужило толчком к изучению влияния фенотиазинов иа системы энеогообеспечения клеток как in vivo, так и in vitro, в первую очередь, на активность ферментов гликолиза (Меркурьева А.Г., 1973; Bernsonn J. and al., 1956; Gey К. F. and al., 1965; Chowdhury A.K. and al., 1969; Iriye T.T. and al., 1976; ), на систему окислительного фосфорилирования; интактных митохондрий (Пигарева 3.Д., Доведова Е. Л., Боголепов H. Н.. 1966; Доведова Е. Л., 1967; Загоскин П. П., Хватова Е. М., 1977; Савченко 3. И., 1968; Bernsohn J. and al., 1956; Century В.,Horwitt M.К. ,1956;' Berger M.,1957; Dawkins M. j,R. and al., 1959; ), на активность ферментов цикла трикарбоновых кислот (Клещинов В.Н., 1980; Chowdhury A.K. and al.,1969), на активность отдельных участков дыхательной цепи митохондрий (Jacksonlewis V. and al., 1994; ),. на активность АТФаз - (Мирсалихова H. M: ' и"Др., 1974; Chowdhury A.K. and al., 1968; 1969; Bullough D.A.and al., 1985), на,энергозависимый транспорт ионов и молекул субстратов через. биологические мембраны (Cristiansen J. Е.Н. and al.„.1982;... Fevre ,(Le) P. G., Sternberg D., 1982; Tanaka H. , and ,.al.., 1994) m т.д.

Данные, полученные многими авторами носили весьма противоречивый характер: одни авторы утверждали, что нейролептики/ производные фенотиазинового ряда угнетают- активность-гликолитических ферментов и ферментов цикла Кребса, другие авторы-не отмечали сколько-нибудь заметного влияния этих нейролептиков на ферментные системы энергетического обмена, третьи авторы отмечали активирующее действие нейролептиков на эти же системы. Но один факт оставался бесспорным: производные фенотиазинового ряда понижали температуру тела человека и животных и снижали количество потребляемого ими кис-лорода(Бакуля М.Ф., 1973;Лупандин Ю.-В. и др., 1978;Lipovac К., Birek 2.,1981; Mitchell S.С.,3982). Кроме того, большинство авторов, определяющих уровень макроэргов. _в тканях животныхг

которым предварительно вводили фенотиазины, отмечали все же увеличение их количества, что несомненно указывало на то, что фенотиазины каким-то образом влияют на энергетический обмен клеток. Внимательно проанализировав литературные данные по влиянию фенотиазинов на различные звенья энергетического обмена в зависимости от используемых в экспериментах концентраций нейролептиков, мы обнаружили один существенный факт, что фенотиазины в терапевтических концентрациях практически не оказывают заметного влияния ни на окислительное фосфори-лирование в целом, ни на отдельные звенья гликолиза и дыхательной цепи. Данные полученные нами и представленные выше в таблицах полностью подтвердили наши предположения. Как оказалось фенотиазины в терапевтических концентрациях не влияли ни на скорость окисления янтарной и глутаминовой кислот, ни на другие параметры окислительного фосфорилирования, как нейрональных, так и печеночных митохондрий. Влияние более высоких концентраций нейролептиков на метаболические системы и отдельные ферменты для нас не представляло практического интереса из-за того, что в условиях in vivo они оказывали летальный или высокотоксический эффект. Следовательно, продукция АТФ при лечении нейролептиками фенотиазинового ряда не увеличивается, а более высокий уровень макроэргов в тканях, скорее всего, является результатом снижения его расходования, в частности, на восстановление потенциала покоя клеток.

В настоящее время считается установленным факт участия энергсзависимого транспорта ионов кальция изолированными митохондриями в осуществлении ряда важных клеточных процессов, как например, в сокращении миокарда и др. Только в присутствии ионов кальция возможно нормальное проведение нервного импульса и осуществление синаптической передачи. Концентрации ионизированного кальция в цитоплазме большинства клеток колеблются в пределах 10"4 - 10"7 М в то время как в экстра-целлюлярных жидкостях его содержание равно 10"2 - 10"3М (Ев-тодиенко Ю. В. и др. ,1974). Следовательно, ионы кальция должны поступать в клетку по градиенту концентрации. В покое низкая концентрация ионов кальция в цитоплазме поддерживается благодаря существованию механизма активного выведения его или секвестрирования. При возбуждении ионы кальция поступают в цитоплазму либо из экстрацеллюлярного пространства, либо

из внутриклеточных органелл, при этом концентрация этих ди-валектных ионов может возрастать в несколько раз, или на несколько порядков, что приводит к значительному изменению метаболизма. После устранения внешнего раздражителя, вызывающего возбуждение клетки, концентрация кальция в цитоплазме вновь снижается в результате активного транспорта во внутриклеточные специализированные "депо", "например, в "цистерны" саркоплазматического ретикулюма, митохондрии или в другие внутриклеточные образования.. При этом существенную, а в некоторых органах основную роль в удалении ионов кальция из цитоплазмы играют митохондрии. Проведенные нами экспериимен- ., ты по"транспорту "ионов кальция в изолированные интактные митохондрии, показали, что аминазин снижает скорость поступления этих ионов внутрь органелл и во много раз увеличивает время удержания митохондриями накопленных ионов кальция. Мы предположили, что этот эффект связан с влиянием данного нейролептика на структуру митохондриапьных мембран, тем более, что в литературе к времени проводимых нами исследований было достаточно много указаний о мембранотропности нейролептиков этого pflfla(Spirtes М.А.,Guth P. S., 1963; Seeman Р.,Kwant W.O., 1969; . Papahadjopoulos D. ,1972; OgiSo'T. and 'al., 198lf-.Marro-um P.J. and al.,1993). В связи с этим, мы решили уделить больше внимания изучению влияния нейролептиков на мембранос-вязанные ферменты, имеющие прямое или косвенное отношение к энергетическому обмену. Из проведенных нами экспериментов по изучению влияния различных нейролептиков фенотиазинового ряда на активность АТФаз синаптосом и нейрональных митохондрий в зависимости от их концентраций, мы опять обнаружили факт, заслуживающий внимания.. Оказалось,—что-фенотиазины терапевтических концентрациях практически не изменяют их актив-.....

ности и только в концентрациях во много раз превышающих терапевтические, дозы, наблюдается их тормозящий эффект-на~ак-' тивность этих мембраносвязанных ферментов, также отмечаемый многими авторами (Davis P. W.,Broudy Т.М., 1966;Cliowdiiury A.K. and al., 1969; Bullough'D.A. and al., 1985; ), которые на основе этих наблюдений нередко делали неверные заключения.

Кроме определения - активности^'мембраносвязанных АТФаз в присутствии нейролептиков, мы решили проверить их влияние на активность очень важного лдембраносвязанного фермента— адени-

латциклазу. Через этот фермент опосредуются многие регулятор-ные сигналы получаемые клеткой извне в виде порции того или иного медиатора или гормона, воздействующей на постсиналтичес-кие рецепторы; связанные в единый комплекс с аденилатцикла-зой, а также определить уровень цАМФ в мозгу животных, после предварительного введения им аминазина. Как оказалось, предварительное введение животным аминазина приводило к существенному снижению уровня цАМФ (Ивков Н.Н., Муханкин А.И., Пан-ченко Л. Ф., 1978; Wolf J., Jones А. В., 1970; Weiss В., Green-berg L.H. ,1975), при этом оказалось, что чем выше концентрация введенного аминазина, тем существеннее снижался уровень цАМФ, который сохранялся сниженным на протяжении 2-х часов после введения нейролептика (см. рис.7). В то время как ба-зальная активность аденилатциклазы определяемая в разных отделах мозга: кора, ствол, мозжечок и средний мозг - сколько-нибудь достоверно не изменялась, наблюдаемое нами снижение цАМФ в ткани мозга после введения терапевтических доз аминазина можно объяснить, либо снижением активации этого фермента медиаторами или гормонами, в результате чего выработка этого вторичного мессенджера будет снижена, либо повышением активности фосфодиэстеразы, которая вызывает его гидролиз. Анализ литературных данных также выявил интересную особенность, что производные фенотиазинового ряда, как правило, в терапевтических концентрациях не вызывают сколько-нибудь существенного изменения активности этих ферментов и только при концентрациях фенотиазинов в несколько раз превышающие терапевтические они оказывают ингибирующий эффект.

Во многих работах было показано, что нейролептики фенотиазинового ряда блокируют целый ряд нейромедиаторных рецепторов, которые при взаимодействии с нейромедиаторами, как правило, активируют аденилатциклазную активность, повышая уровень цАМФ в клетках-мишенях (Uzunov P. .Weiss В. ,1971; Seeman P., Vantol Н. Н. М., 1994). Следовательно, нейролептики должны понижать уровень цАМФ как в состоянии покоя, так и в состоянии стресса, что и было показано в нашем исследовании. Этот результат имеет очень важное значение в практическом отношении, так как известно очень много патологических состояний, сопровождающихся энергетическим истощением центральной нервной системы, при которых нейролептики фенотиазинового ряда

могут оказать благоприятное воздействие на восстановление энергетического потенциала нейронов. Кстати, в практическом здравоохранении многие медики эмпирически используют это свойство нейролептиков. При этом необходимо отметить следующий факт, что нейролептики в экспериментах in vivo и in vitro не проявляют какой-либо выраженной специфики по отношению к определенному виду рецепторов (Alemán V. and al., 3981; Blackmore P. F. and al., 1981; BorisonR.L. and al., 1991; Grant S, Fitton A.,1994;),- хотя целый ряд авторов предпочитает делать акцент именно на том, что нейролептики фенотиа-зинового ряда специфически воздействуют именно на- дофаминовые рецепторы", а именно на D-2 рецепторы (Seeman Р., 1993) и, исходя из этого строят концепцию, объясняющую якобы механизм действия нейролептиков на этой основе, игнорируя при этом огромное количество фактов не укладывающихся в эту гипотезу. В частности это объясняется тем, что синдром отмены нейролептиков после их длительного применения манифестируется экстрапирамидными нарушениями паркинсоноподобного вида, которые наиболее наглядны и убедительны, хотя при этом игнорируются, либо умалчиваются многие другие нарушения, не связанные-с нейростриатумом,'как например гепатиты и дерматиты, а также другие нарушения хорошо известные клиницистам (Burc-kart G.I. and al., 1983; Jones J. К., 1983; Burrows N. P. and al., 1У94; Hull M. and al., 1994; ).

Для того, чтобы убедиться в том, что нейролептики в терапевтических концентрациях действуют не только на рецептор-ные системы, мы провели серию экспериментов по влиянию фено-тиазинов на свойства модельных фосфолипидных мембран и на электрофизиологические.характеристики изолированного' "" нейрона. Результаты, представленные в табл. 7 и 8 убедительно свидетельствуют о том, что нейролептики изменяют заряд исходно нейтральных лецитиновых^липосом-на положительный. Для того, чтобы еще в большей степени убедиться в этом свойстве нейролептиков, мы с помощью арахиновой кислоты создавали на леци-тиновых липосомах отрицательный заряд и затем определяли их поверхностный мембранный потенциал в присутствии фенотиази-нов. И в этом случае фенотиазины не только нейтрализовали отрицательный заряд липосом, но и инвертировали его на положительный, причем этим.свойством, в той или иной мере, обладали все исследованные нами нейролептики фенотиазинового ряда.

Еще один очень важный момент удалось нам выявить при изучении влияния нейролептиков на вязкостные характеристики и величину потенциала пробоя лецитиновых липосом, а именно, что фенотиазины в терапевтических концентрациях мало изменяют названные параметры модельных мембран, в то время как увеличение их концентрации приводит к повышению вязкости фосфолипидного бислоя и к снижению потенциала пробоя мембран липосом. На наш взгляд это очень важный момент в практическом отношении, так как он свидетельствует о том, что нейролептики фенотиазинового ряда в терапевтических концентрациях не вызывают значительного нарушения обменных процессов в клетках после одноразового применения, что подтверждается обширной клинической практикой, но как только в организме возникает передозировка этих препаратов, то в клетках начинают происходить грубые нарушения метаболизма, которые возможны также при хроническом применении этих препаратов, в результате которого возможно их накопление в организме.

Представляется очевидным, что терапевтические концентрации фенотиазинов не производят каких-либо существенных и заметных изменений, как в активности изученных нами мембраносвя-занных и водорастворимых ферментов, так и в структуре модельных и нативных мембран. В целом это согласуется с экспериментальными данными полученными другими авторами по изучению влияния нейролептиков на активность целого ряда других клеточных ферментов и ферментных систем, за.исключением изменения поверхностного заряда мембран в сторону положительных значений. Именно этот момент и привел нас к необходимости провести эксперименты с изолированными нейронами,для которых изменение электрических параметров мембраны имеет решающее значение по своим физиологическим . последствиям. . Первые же■ эксперименты, проведенные' нами на этих объектах, показали, что фенотиазины, в концентрациях значительно меньше терапевтических, существенным образом влияют на их электрофизиологические параметры. В частности, они сильно снижали значение пиковой компоненты потенциала действия, одновременно снижая величины входящего натриевого и выходящего калиевого тока, тем самым, увеличивая также время его реализации. А это означает только то, что фенотиазины, создавая положительный зарядовый экран на поверхности плазматических мембран клеток, с

одной стороны, препятствуют прохождению ионов по ионным каналам, а с другой стороны способствуют стабилизации потенциала покоя, резко снижая в частности токи утечки.А это в свою очередь приводит к тому, что снижается нагрузка на К+ -Na+ -АТФазу и, следовательно, в клетке повышается пул макроэргов и нагрузка на систему энергообеспечения нейронов снижается, но не в.результате непосредственного- воздействия . фенотиазинов' на звенья системы энергоснабжения, а опосредованно, через уменьшение расхода АТФ. В экспериментах на изолированных гигантских аксонах кальмара (Narahashi Т. and al., 1976) было показано, что нейролептики фенотиазинового ряда не изменяют пот ■тенциала покоя, а "только снижают проводимость мембраны для ионов, независимо.от того-с какой-стороны■ мембраны*они"добавлялись и, соответственно, снижали величины входящих и выходящих токов, что было нами подтверждено на изолированных нейронах прудовика. Следовательно, если клеточные мембраны изначально обладают повышенной проницаемостью для ионов щелочных металлов ■в силу особенностей их фосфолипидного состава, то энергетический обмен у таких нейронов должен протекать более напряженно, так как для поддержания потенциала покоя на необходимом уровне для-нормального -протекания "потенциала действия, К+-Иа+-АТФаза должна расщеплять значительно большее количество АТФ для его обеспечения. Таким образом эти нейроны при обычных функциональных нагрузках подвержены с большей вероятностью энергетическому истощению по сравнению с нейронами . с более низкой проницаемостью для ионов щелочных металлов.

Исходя из этих соображений можно в общих чертах обрисовать патогенез таких психических нарушений как реактивные психозы и маниакальный., синдром,-.. -тем.более,-—что-нейролептики наиболее эффективны именно при.этих состояниях, - не устраняя причины их развития, а только лишь снижая электрофизиологическую активность нервной..ткани. и,_ устраняя, -таким-образом-феноменологию нервно-психического возбуждения.

В современной психиатрии считается доказанным наличие наследственных форм шизофрении, следовательно, носителем молекулярного дефекта должен быть эффекторный белок, который каким-то образом изменяет электрофизиологические параметры плазматической мембраны нейрона. Этот белок может быть либо

одним из ферментов ответственных за синтез мембранных липи-дов, либо белок, ответственный за рецепцию нейромедиатора или за канальную мембранную проводимость. Хорошо известно также, что в пределах одного и того же организма липидный состав клеток остается весьма специфичен и, даже, в пределах одной клетки соотношение липидов мембран различных органелл весьма варьирует и, в пределах данной мембраны, это соотношение относительно строго контролируется. Например, ни один тип мембран в клетке не содержит кардиолипина, кроме внутренней мито-хондриальной мембраны, которая,кстати, по сравнению с другими мембранами этой же клетки не содержит и холестерина. Следовательно, биосинтез мембранных липидов в клетке строго координируется как со стороны генома, так и по принципу обратной связи на уровне индивидуальных ферментов и ферментных систем, что приводит, в конечном итоге, к достаточно строгой специализации клеток и клеточных структур. Если наследственный дефект затрагивает изменение кинетических характеристик ферментов, ответственных за синтез мембранных компонентов, не носящее грубого характера, то такие изменения практически невозможно выявить без целенаправленной программы экспериментов. Поэтому на сегодняшний день все попытки выявить какие-либо существенные и бесспорные отклонения в обмене веществ больных шизофренией или маниакально-депрессивным психозом остаются фактически безрезультатными, так как носят в основном случайный характер. Полученные нами результаты, совершенно определенно указывают на то, что фенотиазины с нейролептической активностью модифицируют поверхностный заряд всех без исключения биологических мембран, но, по всей вероятности, в разной степени в зависимости от природы конкретной биомембраны. Тем самым изменяются скорости ионных трансмембранных потоков, которые играют существенную и специфическую роль в электровозбудимых мембранах, поэтому эффекты фенотиазинов на них наиболее ярко манифестируются, вместе с тем, определенно указывая на нарушения в функционировании плазматической мембраны нейронов при реактивных психозах й других психических заболеваниях, не сопровождающихся грубыми органическими нарушениями. Эти нарушения могут затрагивать изменение соотношения липидных компонентов в результате наследственных мо-

дификаций кинетических параметров конкретного фермента ответственного за синтез соответствующего липида, либо в результате изменения уровня синтеза самого этого фермента. В литературе нам не удалось найти какие-либо данные, затрагивающие сравнительное изучение липидного состава нейрональных мембран психически здоровых людей и больных с ярко выраженными психическими нарушениями, а также экспериментальные данные по сравнительному изучению электрофизиологических параметров электровозбудимых мембран этих двух категорий пациентов. Нам . . кажется, что эти исследования могли бы внести ясность в пато- ' генез психических нарушений. Безусловно, проведение подобных исследований сопряжено с хорошо известными трудностями, но эти трудности не кажутся непреодолимыми. Полученные нами результаты позволяют указать пути создания адекватных экспериментальных моделей психических нарушений, используя лабораторных животных. Основной же аргумент скептиков, что животные не обладают психикой, подобной человеку, нам представляется не состоятельным, так как структурно-функциональная организация нейронов, по крайней мере высших животных (Huffier.. S. W... and • al., 1976), практически идентична. Поэтому изменения в липид-ном составе нейрональных мембран, обязательно будут сопровождаться изменениями поведенческих реакций у данного животного, другое дело, что в животном мире действует естественный отбор и животные с явными отклонениями в поведении элиминируются из популяции. Но тем не менее, нам не представляется безнадежной попытка выявить в популяциях лабораторных или домашних животных особей с отклонениями в поведенческих реакциях, которые^ были бы гомологичны" поведению людей, страдающих шизофренией. Сейчас эти попытки все активней и активней предпринимаются исследователями (Spealman R.D., and al., 1983; Kornetsky С., Markowitz R., 1982). Сравнительное изучение поведения животных и человека, по всей вероятности, помогло бы выявить эти гомологии, что позволило бы сдвинуть эту трудную проблему с мертвой точки и перевести ее решение на экспериментальные рельсы. .

Выводы:

1. Нейролептики фенотиазинового ряда изменяют электрический заряд клеточных мембран в сторону положительных значений, создавая таким образом положительно заряженный экран для катионов и снижая скорости ионных токов и токов утечки, тем самым, способствуя стабилизации потенциала покоя в первую очередь на электровозбудимых мембранах, что способствует сохранению внутриклеточного пула макроэргических соединений и снижению рассеяния энергии клетками.

2. На изолированных нейронах прудовика Limnaea Stagnaiis показано, что аминазин снижает скорости входящих и выходящих потоков ионов щелочных металлов через клеточную мембрану начиная с концентраций 5' 10",7 М, что соответствует снижению частоты генерации нервных импульсов и повышению порога возбудимости нейрональной мембраны. Это в свою очередь должно приводить к снижению.энергозатрат в нервной клетке и увеличению ее энергетического заряда.

3. Показано, что аминазин прежде всего изменяет те функции клеточных мембран, которые связаны с транспортом ионов. Так в митохондриях происходит снижение скорости входа ионов кальция в матрикс этих органелл и скорости пассивного выхода их в окружающую среду, что может оказывать существенное влияние на изменение регуляции внутриклеточного метаболизма.

4.Введение аминазина контрольным животным приводит к снижению уровня цАМФ в мозгу, который наиболее значителен по истечении первых 20 минут после введения и затем начинает возрастать к первоначальному уровню к концу второго часа после введения, однако не достигая его. Более высокие дозы аминазина приводят к сходным результатам, но только более резко выраженным.

5.Базальная активность аденилатциклазы, определяемая в различных отделах мозга существенно не изменяется даже после введения нейролептика в количестве трехкратно превышающем высшую разовую дозу для человека.

7.Ивков H.H. Роль фосфолипидов в функционировании митохондрий. Тезисы докладов отчетной научной конференции МВФ 2-го МОЛГМИ им. Н. И. Пирогова, "Проблемы молекулярной и клеточной патологии и фармакологии", Москва, 1973, стр.54.

8.Ивков H.H. Полярографический метод определения скорости потребления кислорода. Практикум по биохимии для биофизического и медкибернетического отделений МВФ. 2-ой МОЛГМИ им. Н.И.Пирогова, Москва, 1977, стр. 78-82.

9. Ковалева Н. С., Тенцова А. И., Ладыгина Г. А., Ивков H.H. Внутриклеточное распределение аминазина в печени крыс в зависимости от способа введения, дозы и времени нахождения препарата в организме животных. Фармация, 1975,2,30-35.

Ю.Ковалева Н.С. .Деев А.И..Тенцова А.И.,Ивков H.H. Связывание лекарственных веществ с липосомами. Фармация, 1975,6,16-19.

11. Ковалева.Н. С., Тенцова А. И., Ладыгина Г. А., Ивков Н. Н. Биофармацевтическая оценка накопления аминазина в печени и мозге крыс. Фармация, 1978,1, 31-34.

12. Наумов Ю. И., Матюшин А. И., Ивков H.H. Влияние морфина на дыхание нейрональных и синаптических митохондрий головного мозга крыс. Фармакология и токсикология, 1976, 39, 3, 268-271.

13. Наумов Ю. И., Ивков H.H. .Матюшин А. И. Окислительное фосфори-лирование различных отделов мозга крыс при введении морфина. Фармакол. и "токсикол!, 1976, 39, 6, 662-665.

14. Панченко Л. Ф., "Муханкин А. И., Ивков Н. Н. "Антигипоксический • эффект аминазина. ДАН СССР, 1978,242, 2, 481-483.

15.Парнев О.М., Ивков H.H. Изучение влияния фенотиазинов на вязкость и. электрическую стабильность модельных фосфолипидных мембран. В кн: Научно-технический прогресс и здравоохранение Кузбасса. Тезисы докладов. Кемерово, 1986, т. 2, ч. 1, 264.

16.Парнев 0.М., Наумов 0.Г., ИвковН.Н., Владимиров Ю. А. Влияние фенотиазинов на вязкость и электрическую стабильность модельных фосфолипидных мембран. Бюлл. экспер. биол. и мед. ,1987, 103,5, 555-57.

17. Петров В. В., Мольнар А. А., Ковалева Н. С., Ивков Н. Н., Тенцо-ва А. И., Антонов В. Ф. Влияние веществ фенотиазинового ряда на поверхностный заряд бислойных липидных мембран. Фармация, 1978,27,3,8-10.

18.Тенцова А.И., Ковалева Н.С. .Ярова Е. А., Ивков H.H. Липосо-мы, возможности их применения в фармации и фармакологии. Фармация, 1976,3,82-85.

19. Тенцова А. И., Ковалева Н. С., Ладыгина Г. А., Ивков H.H. К механизму действия фенотиазинов. Взаимодействие фенотиазинов с мембранными структурами. ВНИИМИ, Москва, 1974, 48-58.

20. ЯроваЕ. А., Деев А. И., Ковалева Н. С., Ивков H.H. Влияние структуры поверхностного слоя мембран липосом на связывание фенотиазинов. Фармакол. и токсикол., 1978,41,1,8-12.

21. ЯроваЕ. А., Деев А. И., Ковалева Н. С., Ивков Н. Н. Изучение взаимодействия фенотиазинов с липосомами методом флуоресцентных зондов. 2-ой Всесоюзный симпозиум "Структура, биосинтез и превращение липидов в организме животного и человека. Тезисы докладов, Ленинград, 1975,118.

22.L.F.Panchenko, А.М.Olfer'ev, N.N. Ivkov. Changes in infrared absorption spectra of mitochondrial suspensions depending of their functional state. 4-th International biophysics congress, 1972, Abstracts, EIXa4/4, p. 34.

23. A.F. Poglazov, N.N. Ivkov, L.F.Panchenko, Yu. A. Vladimirov. Functional state and enzyme organization of rat liver mitochondrial membranes. 4-th International biophysics congress, 1972, Abstracts, ElXal/10, p. 11.

24. Ivcov N.. Duran J. Eífecto de la chlorrrooooina cobre la resistencia osmotica de las membranas plasmáticas de eritrocitos himno:.. Jorrada Científica XXI11 An v . s<v-o del Hospital V. I.Lenin, Hüigiun, Cuba, 1988, Resúmenos, 16.

25. Ivcov , Duran J C.-.tudio de la re- st n ia ocosotica de lo. ¡orna1 bajo 1 encia del pH ■ 'a : ".■"■eratura. Revira do . Ved. as Holguin, Cub ; 988, : 8, ¡a. 2, p. 1-4.

<CO. 1VL.UV 1*. . uui un . lu ...W « *------- ...w...l_ i <-.. I ...

plasioatiCó» du ci ¡iiooitüi> humanos tratada cMcrproaazina. V Conferencia medica nacional cubano-sov íctica, Holguin, Cuba, 1989, p.2.