Eeg-analysis of the effect of combined use of carbamazepin and mexidolum on the epileptiform brain activity

Full Text

В многочисленных исследованиях последних лет показана существенная роль структурно-функционального состояния мембран и свободно-радикальных процессов в патогенезе различных нервно-психических состояний — судорог, стресса, неврозов. Однако, к сожалению, до настоящего времени эти базисные представления практически не использовались как основа для применения мембраноактивных веществ в неврологической клинике. Среди известных антиоксидантов можно выделить производные 3-оксипиридина, которые являются ингибиторами свободно-радикальных реакций, изменяют структурно-функциональное состояние мембран. Представлялось интересным изучить возможности нового препарата мексидола из класса 3-оксипиридинов с антиоксидантами и мембранотропными свойствами для усиления противосудорожных свойств известных антиэпилептических средств.

Целью настоящего исследования является электрофизиологический анализ комбинированного применения мексидола и карбамазепина в различные сроки созревания хронического эпилептогенного очага.

Эксперименты проводились на белых беспородных крысах-самцах массой тела от 180 до 220 г с хронически вживленными электродами. Эпилептогенный очаг создавался аппликацией порошка металлического кобальта на поверхность сенсомоторной коры левого полушария (координаты АД — 1,5 мм, 1 — 1,5 мм). Биоэлектрическую активность сенсомоторной области коры (ипси- и контралатеральное полушария по отношению к очагу), дорзального гиппокампа и латерального гипоталамуса регистрировали ежедневно начиная со 2-го дня после аппликации кобальта. Подсчитывали число и длительность разрядов в минуту, длительность одного разряда и анализировали латентное время возникновения отдельных пароксизмов в каждой исследуемой структуре [2].

Ранее было показано, что в развитии эпилептиформной активности (ЭпА) крыс с кобальтовым эпилептогенным очагом можно выделить стадии, различающиеся по электрофизиологическим и нейрохимическим характеристикам [1, 3]. Исходя из этого, изучение влияния веществ и их комбинаций на ЭпА проводили отдельно в начальной стадии развития эпилептической системы (ЭС) — через 24—48 часов после аппликации кобальта и в стадии генерализации ЭпА — через 24—48 часов после аппликации эпилептогена.

В начальном периоде развития ЭС в электрограммах всех исследуемых областей отмечается большое количество отдельных острых высокоамплитудных волн, пиков, а также синхронно возникающих пароксизмальных разрядов. Введение мексидола в дозе 50 мг/кг в этот период вызывает угнетение ЭпА, что выражается в снижении числа разрядов ЭпА и их амплитуды.

Статистическая обработка данных с учетом числа разрядов за минуту, длительности отдельных пароксизмов и общей длительности разрядов в минуту в каждой исследуемой структуре для всей группы животных показала, что в начальном периоде развития ЭС наибольшее угнетение ЭпА под влиянием мексидола происходит в отведениях зеркального очага (число разрядов уменьшается в 2,78 раза, а их длительность за минуту — в 5,68 раза), а наименьшее угнетение — в истинном очаге (число разрядов уменьшается в 1,74 раза, а их длительность за минуту — в 3,65 раза).

Введение карбамазепина в дозе 20 мг/кг на ЭпА мозга крыс в начальном периоде развития эпилептогенного очага уменьшает как число эпилептических разрядов, так и их длительность. Наибольший эффект наблюдается в корковых очагах, тогда как в электрограммах латерального гипоталамуса и дорзального гиппокампа значения не достигают достоверных различий с уровнем контроля. Изменения показателей ЭпА в корковых очагах достоверно различаются через час после введения препарата и сохраняются в течение 4 часов.

Под влиянием карбамазепина (10 мг/кг) на первой стадии развития ЭС эпилептиморфная активность меняется незначительно. При анализе изменений отдельных показателей было установлено, что снижение длительности разрядов наблюдается лишь через 3 часа после введения препарата и достигает достоверных различий лишь в кортикограммах ипсилатерального полушария (рис. 1). Число разрядов ЭпА в электрограммах сенсомотороной коры ипси- и контралатерального полушария и латерального гипоталамуса при этом увеличивается, но уменьшается длительность отдельных разрядов, то есть эффекты карбамазепина в дозе 10 мг/кг направлены в основном на уменьшение длительности разрядов, но не на число разрядов.

 

Рис. 1. Влияние карбамазепина (10 мг/кг) на длительность разрядов (1 с)

 

Анализ временных характеристик возникновения ЭпА показал, что на этой стадии разряды чаще всего начинаются в электрограммах латерального гипоталамуса и сенсомоторной коры, тогда как в гиппокампограммах разряды возникают реже. Под влиянием карбамазепина (10 мг/кг) через 30 минут происходят активация гиппокампального очага и подавление коркового очага в ипсилатеральном полушарии. Через 2 часа после введения вещества угнетается очаг ЭпА в латеральном гипоталамусе.

Наиболее устойчивым к воздействию карбамазепина (10 мг/кг) оказался зеркальный очаг: на рис. 2 видно, что процесс возникновения ЭпА в зеркальном очаге (сенсомоторная кора контралатерального полушария) постепенно нарастает к 2 часам. Через 4 часа после введения вещества происходит некоторое перераспределение в активности первичного и вторичного очагов. Активность первичного очага угнетается (сенсомоторная кора ипсилатерального полушария), а вторичный очаг дорзального гиппокампа усиливается. Активность контралатерального очага и латерального гипоталамуса не меняется по сравнению с исходными данными (рис. 2). Следовательно, эффекты карбамазепина направлены на подавление первичного коркового очага ЭпА, однако активация гиппокампального очага маскирует эффекты препарата.

 

Рис. 2. Ведущая структура в 1 стадии

 

Комбинированное воздействие мексидола (50 мг/кг) и карбамазепина (10 мг/кг) на ЭпА в начальной стадии развития эпилептической системы вызвало снижение длительности разрядов в электрограммах всех исследуемых областей, кроме ипсилатерального очага, через 3 часа после введения веществ. В гиппо- 24 кампограммах эффект наступал через 30 минут после его введения (рис. 3). На таком же сроке число разрядов в кортикограммах ипсилатерального полушария уменьшилось, но их длительность несколько увеличилась; через 3 часа после введения во всех исследуемых структурах число разрядов уменьшилось, а их длительность сократилась.

Таким образом, комбинированное применение карбамазепина и мексидола на первой стадии развития ЭС вызывает уменьшение как числа, так и длительности эпилептиформных разрядов, при этом эффект более выражен в электрограммах дорзального гиппокампа и латерального гипоталамуса.

Влияние препаратов на ЭпА во второй стадии развития эпилептической системы. Мексидол (50 мг/кг), введенный на стадии генерализации ЭпА, образования вторичных эпилептогенных очагов, также оказывал заметное влияние на пароксизмальную активность. До введения препарата во всех отведениях регистрировалась отчетливо выраженная пароксизмальная активность в виде синхронно возникающих комплексов острых волн, амплитуда которых в отведениях латерального гипоталамуса была ниже, чем в других от ведениях. После введения мексидола в дозе 50 мг/кг отмечалось подавление ЭпА что выражалось как в уменьшении числа пароксизмов, так и в снижении амплитуды пароксизмальных разрядов.

Наибольший эффект мексидола проявлялся в отношении ЭпА зеркального очага и латерального гипоталамуса, где имело место как уменьшение числа разрядов, так и снижение их длительности, тогда как в отведениях истинного очага и дорзального гиппокампа сокращалась лишь длительность разрядов.

 

Рис. 3. Влияние мексидола и карбамазепина на длительность азрядов (1с)

 

Однократное применение карбамазепина в дозе 20 мг/кг на второй стадии развития ЭС при стойко сформированной генерализованной ЭпА вызывал достоверное уменьшение длительности эпилептических разрядов во всех исследуемых структурах. Эффект наступал через 30 минут после введения препарата и достигал максимальных значений через 3 часа. Таким образом, на второй стадии развития ЭС карбамазепин оказывает более выраженное действие на длительность эпилептических разрядов, чем в начальной стадии формирования ЭС дорзального гиппокампа и контралатеральной коры. Введение карбамазепина однократно в дозе 10 мг/кг на 5—6-й день

после аппликации кобальта, то есть во второй стадии развития ЭС, приводило к устойчивому снижению длительности разрядов в электрограммах латерального гипоталамуса и дорзального гиппокампа. Эффект наблюдался через 30 минут и сохранялся на протяжении 4 часов. В кортикограммах ипси- и контралатерального полушарий эффект препарата был выражен в меньшей степени (табл. 1). Число разрядов ЭпА под влиянием карбамазепина (10 мг/кг) незначительно уменьшалось в электрограммах всех исследуемых областей через 30 минут после введения препарата. Этот эффект был более выражен в кортикограммах, но сохранялся в течение часа, затем число разрядов начинало увеличиваться (табл. 1).

 

Таблица 1. Влияние карбамазепина (10 мг/кг) на ЭпА мозга крыс с хроническим эпилептогенным очагом в сенсомоторной области коры во второй стадии формирования очага (n=6)

Показатели	Условия опыта	Кора (зеркальный)	Кора (истинный)	Гипоталамус (латеральный)	Гиппокамп (дорзальный)
Число разрядов, мин	фон	13,75±2,1	12,61±3,6	13,34±3,8	12,49±1,17
	30 мин	11,03±1,53	11,67±1,82	12,88±0,72	11,62 ±0,62
	1 час	12,03±1,48	11,91±3,02	11,69±1	11,36±0,53
	2 часа	13,09±1,48	12,09±1,82	12,66±0,89	12,64±0,71
	3 часа	13,71±0,48	12,88±1,2	12,55±0,12	12,74±0,38
	4 часа	13,11±0,81	12,59±1,57	13,51±1,33	12,19±0,28
Длительность разрядов, мин	фон	5,7±0,7	6,36±0,01	6,26±0,07	7,45±0,02
	30 мин	3,52±0,01	3,26±0,01	3,35±0,03	3,54±0,04
	1 час	2,97±0,02	3,33±0,02	3,56±0,03	3,26±0,03
	2 часа	4,б±0,01	5,47±0,01	3,57±0,03	3,25±0,02
	3 часа	3,28±0,01	3,55±0,01	3,95±0,02	3,4±0,01
	4 часа	4,46±0,05	4,46±0,05	4,9±0,03	3,66±0,02

 

Длительность отдельных разрядов ЭпА под влиянием карбамазепина (10 мг/кг) уменьшалась через 30 минут после введения препарата во всех исследуемых структурах, однако этот эффект в кортикограммах был нестабилен, и через 2 часа длительность отдельных разрядов в кортикограммах ипсилатерального полушария увеличилась выше фоновых значений.

Итак, во второй стадии развития ЭС действие карбамазепина направлено в основном на ЭпА латерального гипоталамуса и дорзального гиппокампа, при этом эффект осуществляется главным образом за счет уменьшения числа разрядов ЭпА, длительность же отдельных разрядов варьирует на протяжении эксперимента.

Комбинированное применение мексидола (50 мг/кг) и карбамазепина (10 мг/кг) вызывало выраженное снижение длительности эпилептиформной активности во всех исследуемых структурах, кроме дорзального гиппокампа уже через 30 минут после введения веществ. При этом в гиппокампограммах отмечалось сокращение длительности отдельных разрядов. Уменьшение числа разрядов было наиболее выраженным в кортикограммах ипси- и контралатерального полушарий. Через 3 часа после введения препаратов длительность отдельных разрядов в электрограммах латерального гипоталамуса и кортикограммах ипси- и контралатерального полушарий заметно уменьшалась (табл. 2), однако число разрядов в электрограммах контралатерального полушария коры увеличивалось. Таким образом, происходили "дробление" разрядов и асинхронность их возникновения. Через 3 часа в гиппокампограммах отмечалось снижение как длительности отдельных разрядов, так и числа разрядов. Через 4 часа длительность отдельных разрядов уменьшалась во всех исследуемых структурах.

 

Таблица 2. Влияние карбамазепина (10 мг/кг) и мексидола (50 мг/кг) на ЭпА мозга крыс с хроническим эпилептогенным очагом в сенсомоторной области коры во второй стадии формирования очага (п=6)

Показатели	Условия опыта	Кора (зеркальный)	Кора (истинный)	Гипоталамус (латеральный)	Гиппокамп (дорзальный)
Число разрядов, мин	фон	25,53±2,1	25,52±3,6	23,97±3,8	27,07±1,17
	30 мин	18,44±0,73	18,3±2,82	20,81±0,72	25,04±0,62
	1 час	22,51±1,48	24,2±3,02	23,83±1	27,81±0,53
	2 часа	23,78±1,48	27,89±1,82	24,05±0,89	23,54±0,71
	3 часа	18,24±0,48	23,83±1,2	15,93±0,12	22,81±0,38
	4 часа	22,22±0,81	24,63±1,57	18,32±0,81	26,87 ±0,28
Длительность разрядов, мин	фон	5,32±0,7	6,52±0,01	5,09±0,07	4,85±0,02
	30 мин	3,73±0,01	4,5±0,01	4,35±0,03	5,22±0,04
	1 час	4,66±0,01	5±0,02	4,32±0,03	5,29±0,03
	2 часа	5,84±0,01	5,95±0,01	4,71±0,03	6,22±0,02
	3 часа	5,23±0,01	5,13±0,01	5,24±0,02	6,1±0,01
	4 часа	4,85±0,05	6,19±0,05	5,62±0,03	5,5±0,02

 

Анализ ведущих структур показал, что наиболее устойчивой к воздействию данной комбинации является ЭпА в гиппокампограммах. До введения веществ эпилептиформные разряды раньше всего возникали в корковых очагах, через 30 минут после введения веществ эпиразряды в дорзальном гиппокампе стали появляться раньше, чем в других отведениях. Можно предположить, что во второй стадии развития ЭС вторичный очаг в дорзальном гиппокампе становится детерминантным, что и затрудняет фармакологическое на него воздействие.

About the authors

О. L. Badalyan

Russian State Medical University; Research Institute of Pharmacology, Russian Academy of Medical Sciences

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow; Moscow

L. N. Nerobkova

Russian State Medical University; Research Institute of Pharmacology, Russian Academy of Medical Sciences

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow; Moscow

Т. А. Voronina

Russian State Medical University; Research Institute of Pharmacology, Russian Academy of Medical Sciences

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow; Moscow

G. N. Avakyan

Russian State Medical University; Research Institute of Pharmacology, Russian Academy of Medical Sciences

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow; Moscow

References

Supplementary files