EFFECT OF ADJUVANT PREPARATIONS ON THE EXPRESSION OF ANALGETIC ACTIVITY OF MORPHIN IN SOMATOGENIC PAIN


Cite item

Abstract

Combination of traditional opioid with coanalgesics is recommended to reduce the dose of analgesics and the side effects as well as the relief of different pain severity. In this study was evaluated the effectiveness of different adjuvant drugs: haloperidol (0,45 mg/kg), metoclopramide (5 mg/kg), gabapentin (90 mg/kg), diazepam (1 mg/kg), midazolam (0,3 mg/kg), clonidine (1 mg/kg), atropine (2,7 mg/kg) with subanalgesic dose of morphine (1 mg/kg) in the somatogenic pain test (somatogenic pain was modelled with tail-flick). It was shown that the severity of the antinociceptive effect of morphine was significantly increased when combined with haloperidol, clonidine, gabapentin and metoclopramide; did not change when co-administered with midazolam and atropine; decreased when combined with diazepam.

Full Text

В настоящее время в клинической практике опиоиды используются в качестве основных анальгетиков для лечения умеренной и сильной боли. Применение адъювантных анальгетиков (препараты, которые не предназначены для купирования боли, но могут использоваться для этой цели) наиболее эффективно при лечении невропатической боли, фибромиалгии, в комплексном лечении боли при онкологическом процессе. В качестве адъювантных препаратов чаще всего используются анксиолитики, антиконвуль-санты, спазмолитики, агонисты альфа-адрено-рецепторов. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучить анальгетическую активность адъювантных препаратов при совместном введении с морфином на модели соматогенной боли у мышей-самцов при внутрибрюшинном введении. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Эксперименты выполнены на 105 белых беспородных мышах-самцах массой 20-25 г, содержащихся в условиях вивария (температура 22-24 °С, относительная влажность воздуха 40-50 %) с естественным световым режимом на стандартной диете (ГОСТ Р 50258-92) при соблюдении правил лабораторной практики проведения доклинических ис-сл едова ний в РФ (ГОСТ З 51000.3-96 и 1000.4-96), а также правил и Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997). Эксперименты были одобрены региональным исследовательским этическим комитетом Волгоградской области (протокол № 2077-2018 от 30 октября 2018 г.) Лицензия на деятельность по обороту наркотических средств, психотропных веществ и их пре-ку рсоров (№ ФС-34-03-000004-16 от 25 октября 2016 г.). Изучение анальгетической активности препаратов проводилось на модели отдергивания хвоста от теплового изучения (tail flick) в соответствии с методикой, описанной в руководстве (Т.А. Воронина, Л.С. Гузееватых, 2012) [1]. Животные помещались в фиксатор, затем на дистальную часть хвоста наносилось локальное термическое раздражение источником инфракрасного света (Т = 55 °С) с автоматической регистрацией реакции отдергивания хвоста (Ugo Basile, Италия) (латентный период избавления от болевого раздражителя - ЛП, с). Во избежание повреждения тканей максимальное время температурного воздействия ограничивалось 15 с. Изучаемые препараты растворялись в дистиллированной воде и вводились внутрибрюшинно в объеме 100 мкл на 10 г веса животного. Регистрация ЛП проводилась трехкратно на 30, 60 и 90 минутах после введения адъювантного препарата. При совместном введении морфин вводился за 15 минут до адъювантного препарата. Животные случайным образом были распределены на следующие группы: группа контроля (дистиллированная вода); морфин (1 мг/кг) (Московский эндокринный завод, Россия); морфин (1 мг/кг) + галоперидол (0,45 мг/кг) (ООО «Озон», Россия); морфин (1 мг/кг) + мидазолам (0,3 мг/кг) (Cenexi SAS, Швейцария); морфин (1 мг/кг) + диазепам (1 мг/кг) (Московский эндокринный завод, Россия); морфин (1 мг/кг) + метоклопрамид (5 мг/кг) (Новосибхимфарм АО, Россия); морфин (1 мг/кг) + атропина сульфат (2,7 мг/кг) (Дальхимфарм, Россия); морфин (1 мг/кг) + клони-дин (1 мг/кг) (Органика АО, Россия); морфин (1 мг/кг) + габапентин (90 мг/кг) (ПИК-ФАРМА, Россия) по 5 особей в группе. Дозы препаратов выбраны в соответствии с литературными данными и ранее проведенными исследованиями [2]. Статистическая обработка проводилась в программе GraphPad Prism7.0 (среднее значение латентного периода и стандартная ошибка среднего) непарный t-тест и one-way ANOVA с поправкой Даннета. Для оценки влияния адъювантных препаратов рассчитывались показатели активности относительно значений группы контроля (%) и максимально возможного эффекта (МВЭ, %): МВЭ = ДПм-ДПкмтр * 100% , МАХВРЕМЯ “ЛПКОНР где ЛПоп - латентный период реакции после введения вещества, ЛПконтр - латентный период реакции до введения вещества, МАХвремя - максимальное время нанесения раздражителя (15 с). РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В ходе исследования влияния адъювантных препаратов на анальгетическую активность морфина была показана неоднородность их эффектов (табл. 1-7). Средние значения латентного периода отдергивания хвоста в контрольной группе животных составили (3,59 ± 0,50) с (ЛПКОнтр), что согласуется с данными литературы и результатами предыдущих исследований [3]. Средние показатели активности в группе морфина для 30, 60 и 90 мин - 60,6, 76,9 и 66,2 %, при этом величина МВЭ - 19,1; 24,7 и 21,6 % соответственно. На первом этапе исследования изучалось взаимодействие морфина с антагонистами D2 рецепторов - галоперидолом и метоклопрамидом (табл. 1, 2). Таблица 1 Влияние морфина при совместном введении с галоперидолом на анальгетическую активность в тесте отдергивания хвоста у мышей-самцов при внутрибрюшинном введении, с Время экспозиции, мин Контроль Морфин 1 мг/кг Морфин 1 мг/кг + галоперидол 0,45 мг/кг 30 3,95 ± 0,49 5,48 ± 0,35* 8,86 ± 0,60*# 60 4,07 ± 0,55 7,08 ± 0,65* 8,63 ± 0,46*# 90 4,10 ± 0,53 6,54 ± 0,42* 10,48 ± 0,69*# Здесь и далее: •достоверные отличия от группы контроля ANOVA, пост-тест Даннета, р < 0,05; # достоверные отличия от группы препарата сравнения -морфина. Непарный t-тест, р < 0,05. При комбинировании традиционного опиоида с галоперидолом показатель ЛП достоверно увеличивался во всех временных точках относительно как группы контроля, так и группы морфина. Величина МВЭ в группе совместного введения составила 46,2; 44,2 и 60,4 %, что в среднем в 2,3 больше, чем показатель МВЭ для группы морфина (см. табл. 1). Совместное введение морфина и метокло-прамида статистически значимо изменяло показатели ЛП относительно данных группы контроля на протяжении всего эксперимента и относительно группы препарата сравнения на 60-й и 90-й минут ах (табл. 2). При этом показатели активности при одновременном введении составили 82,7; 101,8 и 93,9 соответственно, что в среднем на 25 % превышает усредненные показатели активности морфина в каждой из временных точек. Таблица 2 Влияние морфина при совместном введении с метоклопрамидом на анальгетическую активность в тесте отдергивания хвоста у мышей-самцов при внутрибрюшинном введении, с Время экспозиции, мин Контроль Морфин 5 мг/кг Морфин 1 мг/кг + метоклопрамид 5мг/кг 30 3,13 ± 0,69 6,75 ± 0,55* 6,56 ± 0,65* 60 3,27 ± 0,36 6,32 ± 0,50* 7,23 ± 0,82*# 90 3,45 ± 0,46 5,67 ± 0,45* 6,93 ± 0,63*# На втором этапе изучалось влияние противо-эпилептического средства на выраженность мор-финовой анальгезии (табл. 3). Таблица 3 Влияние морфина при совместном введении с габапентином на анальгетическую активность в тесте отдергивания хвоста у мышей-самцов при внутрибрюшинном введении, с Время экспозиции, мин Контроль Морфин 1 мг/кг Морфин 1 мг/кг + габапентин 90 мг/кг 30 4,06 ± 0,62 5,48 ± 0,77* 7,05 ± 0,57*# 60 3,95 ± 0,49 6,04 ± 0,42* 7,92 ± 0,76*# 90 4,10 ± 0,56 7,08 ± 0,65* 7,07 ± 0,81* Одновременное применение морфина и габа-пентина статистически значимо увеличило показатели латентного периода отдергивания хвоста по сравнению с данными группы контроля и группой опиоида (за исключением временной точки 90 мин). Величина МВЭ при этом в 1,5 раза превышала показатели группы морфина (30,3; 38,0 и 30,5% соответственно). Третьим этапом являлось изучение влияния производных бензодиазепина на выраженность анальгетического эффекта морфина (табл. 4, 5) Таблица 4 Влияние морфина при совместном введении с диазепамом на анальгетическую активность в тесте отдергивания хвоста у мышей-самцов при внутрибрюшинном введении, с Время экспозиции, мин Контроль Морфин 4 мг/кг Морфин 4 мг/кг + диазепам 1 мг/кг 30 3,13 ± 0,69 5,29 ± 0,33* 4,17 ± 0,38*# 60 3,27 ± 0,36 6,46 ± 0,34* 3,88 ± 0,61# 90 3,10 ± 0,20 5,20 ± 0,38* 3,78 ± 0,37# При совместном введении диазепама и морф и на отличия ЛП от контрольной группы были выявлены только через 30 минут после введения (табл. 4). При этом во всех временных точках наблюдалось статистически значимое отличие от группы морфина, а показатели МВЭ прогре-диентно снижались в несколько раз (3,8; 9,7 и 12,9 раз соответственно). Таблица 5 Влияние морфина при совместном введении с мидазоламом на анальгетическую активность в тесте отдергивания хвоста у мышей-самцов при внутрибрюшинном введении, с Время экспозиции, мин Контроль Морфин 1 мг/кг Морфин 1 мг/кг + мидазолам 0,3 мг/кг 30 3,61 ± 0,21 5,80 ± 0,55* 5,46 ± 0,99* 60 3,64 ± 0,27 6,10 ± 0,80* 6,35 ± 0,75* 90 3,58 ± 0,34 5,65 ± 0,83* 6,23 ± 0,55* Комбинирование морфина и мидазолама привело к значительному увеличению показателей латентного периода отдергивания хвоста относительно данных группы контроля, при этом различий в ЛП с группой морфина выявлено не было (табл. 5). На четвертом этапе исследовалось взаимодействие морфина с агонистом а-адренорецеп-торов (табл. 6). Таблица 6 Влияние морфина при совместном введении с клонидином на анальгетическую активность в тесте tail flick у мышей-самцов при внутрибрюшинном введении, с Время экспозиции, мин Контроль Морфин 1 мг/кг Морфин 1 мг/кг + клонидин 1 мг/кг 30 3,95 ± 0,35 5,48 ± 0,77 10,98 ± 1,55*# 60 3,84 ± 0,32 6,04 ± 0,42* 9,50 ± 1,23*# 90 3,97 ± 0,42 7,08 ± 0,65* 11,14 ± 1,56*# Сочетание морфина и клонидина способствовало статистически достоверному увеличению показателей ЛП во всех временных точках относительно групп контроля и морфина. Активность этой группы в среднем на 125 % превосходила показатели группы морфина (205,85; 164,62; 210,31 % соответственно). На заключительном этапе оценивалось взаимодействие морфина и М-холиноблокатора (табл. 7). Таблица 7 Влияние морфина при совместном введении с атропином на анальгетическую активность в тесте отдергивания хвоста у мышей-самцов при внутрибрюшинном введении, с Время экспозиции, мин Кон троль Морфин 1 мг/кг Морфин 1 мг/кг + атропин 2,7 мг/кг 30 3,46 ± 0,31 6,16 ± 0,84* 5,50 ± 0,55* 60 3,68 ± 0,54 6,42 ± 0,58* 5,46 ± 0,97* 90 3,52 ± 0,36 6,16 ± 0,88* 5,80 ± 0,51* Совместное введение морфина и атропина значительно увеличивало показатели ЛП относительно группы контроля, при этом различий с группой морфина выявлено не было. Влияние адъювантных препаратов на выраженность анальгетического эффекта морфина может быть обусловлено фармакодинамическим и фармакокинетическим взаимодействиями. Дофаминовые рецепторы расположены пост-синаптически и являются G-белок сопряженными, ингибируют аденилатциклазу, запуская при этом разветвленный пострецепторный каскад. Усиление анальгетического эффекта морфина галоперидолом может быть реализовано через ингибирование Ca2+/кальмодулин-зависимой протеинкина-зы II а (CaMKII а). Предполагается, что CaMKIIa вызывает десенсибилизацию щопиоидных рецепторов (щОР) в клетках, в нейронах ганглиев дорсальных корешков и в поверхностных пластинках дорсального рога спинного мозга [4], тем самым увеличивая показатели ЛП при моделировании соматогенной боли (тест отдергивания хвоста tail flick основан на спинальном флексорном рефлексе в ответ на воздействие теплового излучения). Метоклопрамид, как и галоперидол, является антагонистом D2 рецепторов и в низких дозах используется в качестве антиэметика. Место его действия ограничено триггерной зоной area postrema, поэтому в выраженности влияния на анальгетическую активность морфина мето-клопромид уступает галоперидолу. Морфин оказывает влияние на многие участки нервной системы, в том числе и на спинной мозг, где щОР расположены как пре-, так и пост-синаптически и участвуют в ноцицептивной передаче. Связь морфина с щОР вызывает опосредованное уменьшение открытия потенциалзависимых кальциевых каналов, гиперполяризацию и снижение возбудимости нейронов. Взаимодействие с адъювантными препаратами может быть реализовано не только на уровне пострецептор-ных каскадов (галоперидол, метоклопрамид и др.), но и связано с уровнем Са2+. Габапентин не свя-зы в ается ни с одним из известных рецепторов нейротрансмиттеров, но взаимодействует с а2-б-субъединицей потенциал-зависимых кальциевых каналов и снижает поток Ca2+, играющего важную роль в возникновении боли. Можно предположить, что увеличение анальгетической активности морфина при взаимодействии с габапенти-ном обусловлено сонаправленным влиянием на уровень внутриклеточного Ca2+ [5]. щОР относятся к семейству GPCR. Присутствие морфина во внеклеточном пространстве вблизи щОР может искажать структуру рецептора, создавая «карман», в который может проникнуть потенциально активная молекула [6]. Этим объясняется усиление анальгетического эффекта морфина при комбинировании его с некоторыми производными бензодиазепина. С другой стороны, в клинической практике зачастую наблюдается обратный эффект. Исследования K.V.S. Nemmani и J.S. Mogil (2003) [7] впервые предполагают, что диазепам ослабляет у- и к-опиоидную анальгезию посредством серотонинергических механизмов, в то время как антисеротонинергические агенты ослабляют у- и к-опиоидную анальгезию через (косвенные) ГАМКергические механизмы в ядре дорсального шва. Известно, что метаболизм морфина и мидазолама протекает с участием ферментов, относящихся к семейству глюкуронозил-трансфераз (UGT). Вероятнее всего, при их одновременном введении происходит увеличение периода полувыведения и, как следствие, уменьшение анальгетической активности морфина на фоне приема мидазолама протекает в меньшей степени, чем на фоне введения диазепама, который метаболизируется при участии системы цитохро-мов (CYP3A и CYP2C19). Альфа-2-адренорецепторы и щОР экспрессируются в одной популяции нейронов, также подтверждено наличие физической связи между ними. Их взаимодействие приводит к образованию гетеромерных комплексов с измененными функциональными и лигандсвязывающими свойствами. Это может объяснять анальгетический синергизм между морфином и полным агонистом а2-адренорецепторов клонидином [8]. Механизм морфиновой анальгезии на уровне спинного мозга (СМ) можно представить в виде цепи событий [9]: введение морфина ^ активация М2-, М4-холинергических рецепторов СМ ^ образование оксида азота в дорсальном роге СМ ^ анальгезия. Следовательно, в высоких дозах неселективный М-холиноблокатор атропин может значительно снижать анальгетический эффект морфина. В результате проведенного исследования атропин при совместном введении с морфином не оказывал влияния на показатели ЛП отдергивания хвоста, что может быть связано с выбранной низкой дозой холиноблокатора. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате исследования влияния адъювантных препаратов на анальгетические свойства морфина в субанальгетической дозе (1 мг/кг) выявлена неоднородность их эффектов. Блокаторы D2 рецепторов галоперидол (0,45 мг/кг) и метоклопрамид (5 мг/кг) проявляют синергизм с антиноцицептивным эффектом морфина. Противоэпилептический препарат габапен-тин (90 мг/кг) усиливает анальгетический эффект морфина. Агонист бензодиазепиновых рецепторов диазепам (1 мг/кг) блокирует обезболивающие свойства морфина, в то время как мидазолам (0,3 мг/кг) не влияет на его антиноцицептивный эффект. Агонист а2-адренорецепторов клонидин (1 мг/кг) потенцирует анальгетические свойства опиоида. М-холиноблокатор атропин в выбранной дозе 2,7 мг/кг не влияет на анальгетические свойства морфина.
×

About the authors

Yu. V Semenova

FSBEI HE «Volgograd State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: j_semenova_pharm@mail.ru

N. V Eliseeva

FSBEI HE «Volgograd State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

A. A Spasov

FSBEI HE «Volgograd State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

References

  1. Воронина Т.А., Гузееватых Л.С. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Методические рекомендации по изучению анальгетической активности лекарственных средств под редакцией А.Н. Миронова. - М.: Гриф и К, 2012. - 944 с
  2. Leppert W., Gkulicz-Kozaryn I., Kaminska E., et al. Analgesic effects of morphine in combination with adjuvant drugs in rats // Pharmacology. - 2014. -Vol. 94 (5-6). - 207-213.
  3. Spasov A.A., Grechko О.У., et al. Analgesic activity of the kappa opioid receptor agonist - RU-1205 in rats // Journal of clinical and health sciences. - 2018. -Vol. 3 (2). - P. 13-18.
  4. BrQggemann I., et al. Colocalization of the mu-opioid receptor and calcium/calmodulin-dependent kinase II in distinct pain-processing brain regions // Brain Res Mol Brain Res. - 2000. - No. 85. - P. 239-250.
  5. Matthews E.A., Dickenson A.H. A combination of gabapentin and morphine mediates enhanced inhibitory effects on dorsal horn neuronal responses in a rat model of neuropathy // Anesthesiology. - 2002. - Vol. 96 (3). -P. 633-640.
  6. Staus D.P., Strachan R.T., et al. Allosteric nanobodies reveal the dynamic range and diverse mechanisms of G-protein-coupled receptor activation // Nature. - 2016. -Vol. 535 (7612). - P. 448-452.
  7. Nemmani K.V., Mogil J.S. Serotonin-GABA interactions in the modulation of mu- and kappa-opioid analgesia // Neuropharmacology. - 2003. - Vol. 44 (3). - P. 304-310.
  8. Tajerian M., Millecamps M., et al. Morphine and clonidine synergize to ameliorate low back pain in mice // Pain Res Treat. - 2012. - Vol. 2012. - P. 150842. - doi: 10.1155/2012/150842.
  9. Naser P.V., Kuner R. Molecular, cellular and circuit basis of cholinergic modulation of pain // Neuroscience. - 2018. - No. 387. - P. 135-148.

Copyright (c) 2020 Semenova Y.V., Eliseeva N.V., Spasov A.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 79562 от 27.11.2020 г.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies