Г И Ковалёв ФГБУ НИИ фармакологии имени В

Г. И. Ковалёв ФГБУ «НИИ фармакологии имени В. В. Закусова» РАМН, Москва Нейрохимическая фармакология ноотропов Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 1

Применение ноотропов n n n Снижение памяти и общей активности, головокружение, пониженная концентрация внимания, изменения настроения, нарушения походки (психоорганический синдром), вследствие: ¨ церебрального атеросклероза; ¨ хронической недостаточности мозгового кровообращения; ¨ у пожилых пациентов; ¨ болезни Альцгеймера и сенильной деменции типа Альцгеймера; ¨ травм головного мозга; ¨ других неврологических и соматических заболеваний. Лечение последствий инсульта (хроническая стадия ишемического инсульта), таких как нарушения речи, нарушения эмоциональной сферы, для повышения двигательной и психической активности. Хронический алкоголизм – для лечения психоорганического и абстинентного синдромов. В составе комплекной терапии низкой обучаемости у детей с психоорганическим синдромом. Для лечения кортикальной миоклонии в качестве моно- или комплексной терапии. Другое Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 2

Частота выписки рецептов нейрометаболических препаратов (включая ноотропы) (исследование Prindex, Com. Con, 2010) Невролог ноя. 2008 апр. 2009 ноя. 2009 апр. 2010 Кол-во рецептов в год на 1 врача (среди всех врачей) Пирацетам в т. ч. (Ноотропил/Луцетам) 345 429 388 400 Кавинтон (винпоцетин) 361 311 375 369 Фенотропил 197 176 258 188 Мексидол 156 128 159 165 Танакан (экстракт Гинко Билоба) 81 84 74 98 Фезам (пирацетам+циннаризин) 87 105 81 88 Винпотропил (пирацетам+винпоцетин) 75 50 70 58 Ноопепт 22 44 26 43 Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 3

Взаимосвязь клинических проявлений основных неврологических заболеваний и активности нейромедиаторных систем. Сравнительный анализ литературы и инструкций по применению Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 4

Терминология и классификация

Ноотропы Сам термин «ноотропы» был введён исследователем Corneliu Giurgea в 1972 -73 гг. n На май 2012 г. в Pub. Med зарегистрировано входов: На термин «nootropic» - 26 429; ¨ На термин «cognition enhancers» - 217; ¨ На термин «cognitive enhancers» - 26 364. ¨ ¨ База данных Thomson Reuters Pharma содержит 1 081 лекарственных препаратов в качестве ноотропов или усилителей когниции. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 6

Классификация “cognitive enhancers” по Froestl et al. (2012) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Вещества, взаимодействующие с рецепторами. Вещества, взаимодействующие с ферментами. Вещества, взаимодействующие с цитокинами. Вещества, взаимодействующие с генной экспрессией. Вещества, взаимодействующие с белками теплового шока. Вещества, взаимодействующие с гормонами. Вещества, взаимодействующие с ионными каналами (не рецепторными). Вещества, взаимодействующие с Фактором Роста Нервов (NGF). 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. Вещества, взаимодействующие с Факторами транскрипции. Вещества, взаимодействующие с транспортёрами НМ (психостимуляторы). Антиоксиданты. Хелаторы металлов. Натуральные продукты. Ноотропы ( «лекарства без механизма» ). Пептиды. Препараты, препятствующие агрегации бета-амилоида. Препараты, взаимодействующие с тау-белком. Стволовые клетки. Разные. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 7

Классификация “cognitive enhancers” по Froestl et al. , 2012) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Вещества, взаимодействующие с рецепторами. Вещества, взаимодействующие с ферментами. Вещества, взаимодействующие с цитокинами. Вещества, взаимодействующие с генной экспрессией. Вещества, взаимодействующие с белками теплового шока. Вещества, взаимодействующие с гормонами. Вещества, взаимодействующие с ионными каналами (не рецепторными). Вещества, взаимодействующие с Фактором Роста Нервов (NGF). 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. Вещества, взаимодействующие с Факторами транскрипции. Вещества, взаимодействующие с транспортёрами НМ (психостимуляторы). Антиоксиданты. Хелаторы металлов. Натуральные продукты. Ноотропы ( «лекарства без механизма» ). Пептиды. Препараты, препятствующие агрегации бета-амилоида. Препараты, взаимодействующие с тау-белком. Стволовые клетки. Разные. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 8

Церебропротектор n Нейропротектор n Cognitive enhancer n Ноотропное средство n Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 9

Нейроны, сосуды и глиальные клетки Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 10

Предполагаемая связь NMDA-рецепторов с расширением мозговых артерий и артериол n n n Глутамат активирует NMDAрецепторы нейронов. внутриклеточные каскады ведут к n. NOS-содержащим нейронам, в которых синтезируется NO. NO диффундирует в артерии и артериолы и вызывает вазодилятацию. NMDA-рецепторы могут быть повреждены реактивными формами кислорода (ROS, АФК). Роль дилятатора могут играть, видимо, аденозин и продукты и производные Р-450. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 11

Некоторые натуральные продукты, стимулирующие продукцию и/или биодоступность эндотелиального NO Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 12

Классификация препаратов с ноотропным действием МНН ТОРГОВОЕ НАИМЕНОВАНИЕ Производные пирролидона пирацетам Ноотропил, пирацетамы РФ Холинергические препараты холина альфосцерат Глиатилин ГАМК-ергические препараты ГАМК ГОПК (пантогам) никотиноил-ГАМК -амино- -ФМК HCl фенилоксопирролидинилацетамид Аминалон Пантогам, Пантокальцин Пикамилон Фенибут Фенотропил Глутаматергические пр-ты аминоуксусная к-та (глицин) мемантин -------- прямое ноотропное действие ГРУППА Глицин Акатинол Мемантин Нооглютил этил-метил-гидроксипиридин сукцинат Мексидол пиритинол Энцефабол Косвенное ноотропное действие Антиоксиданты и мембранопротекторы 2 -диметиламиноэтиловый эфир (4 -хлорфеноксил) ацетат Ацефен, Меклофеноксат Нейропептиды и аналоги гептапептид (фрагмент АКТГ) экстракт коры ГМ свиней и телят пептиды ГМ свиньи Семакс Кортексин Церебролизин Гинкго Билоба гинкго билоба ++ каналов циннаризин Блокаторы Са нимодипин Танакан, Билобил и др. Стугерон, циннаризины РФ Нимотоп Церебральные вазодилататоры Кавинтон, винпоцетины РФ Сермион, ницерголины РФ винпоцетин ницерголин Комбинированные пр-ты НИИФ, 11. 03. 2011 13 Екатеринбург, 21 мая 2013 г. Инстенон, Винпотропил, Фезам 13

Что такое ноотропы? Специфический эффект ноотропных средств заключается в их способности к восстановлению высших интегративных функций мозга, включающих память, обучаемость и т. п. , нарушенных различными патологическими или физиологическими факторами. Наиболее адекватные модели нарушений этих высших функций включают в себя показатели пластичности мозга, проявляющиеся на следующих уровнях: Поведенческом – условные рефлексы, ориентировочно-исследовательское поведение (Воронина, 1989; 2000; Салимов, 1988; 1996; Арушанян, 2004); Клеточном – феномен “долговременной потенциации” (Bliss & Lomo, 1973); Нейрохимическом – эффективность синаптической передачи (Ковалёв, 1993). Молекулярном – рецепторы нейромедиаторов, нейротрофинов, ферменты, ионные каналы… Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 14

n Выдающийся немецкий врач и исследователь, работавший в различных областях биологии, химии, экспериментальной патологии и терапии, Пауль Эрлих (Paul Ehrlich) родился 14 марта 1854 года. В 1908 году за работы в области иммунологии ему (совместно с И. И. Мечниковым) была присуждена Нобелевская премия по медицине. n n Именно Эрлиху принадлежат знаменитые слова: Corpora non agunt nisi fixata — «Лекарства не действуют, пока не свяжутся» . Постулат, вызвавший бурные споры при жизни ученого, сейчас ни у кого не вызывает сомнения. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 15 15

Corpora non agunt nisi fixata n На заре развития современной фармакологии Эрлих предсказал существование мишеней, определяющих терапевтические эффекты лекарственных средств (ЛС). Ученый предполагал, что клетки содержат так называемые боковые ветви или рецепторы, в результате селективного взаимодействия с которыми молекулы ЛС индуцируют свой эффект. n В настоящее время можно утверждать, что рецепторная теория Эрлиха обрела материальную основу. Вскрытие механизма действия молекул ЛС сделало возможным интенсивное развитие методов направленного поиска новых ЛС — drug design. n Такой подход подразумевает выбор потенциальной мишени (рецептора, фермента, ионного канала, ДНК) в контексте ее физиологического значения, изучение молекулярной архитектуры ее активного центра, моделирования с помощью ЭВМ химической структуры молекулы ЛС и ее взаимодействия с рецептором. n Таким образом достигается направленный синтез селективных молекул ЛС с высокой аффинностью к выбранной терапевтической мишени. Учение Пауля Эрлиха является методологической основой современной фармакологии. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 16

Мишени для лекарственных средств Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 17

Некоторые примеры эндогенных веществ, контролирующих физиологические функции: n Нейромедиаторы: n Гормоны: n Ацетилхолин АТФ Галанин Гистамин 2 -Арахидонилглицерол Аспартат Глутамат Норадреналин Анандамид Дофамин ГАМК Глицин Серотонин И т. п. …………. n Пролактин Мелатонин Парат-гормон Эстрогены Андрогены Кальциферол Секретин ФСГ Инсулин Прогестерон Холецистокинин Соматостатин Кальцитонин Гастрин и т. п. …………………. n n n n n n n Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 18

Что такое мишень для препарата? n n «Мишень является молекулярной структурой (с химически определяемой молекулярной массой), которая будет иметь специфическое взаимодействие с химическим веществом, обозначаемым как препарат, поскольку оно будет лечить определенное заболевание. Это взаимодействие вещества с мишенью должно иметь прямую связь с клиническим эффектом» . [Imming et al. Nature reviews Drug discovery 2006, 5(10): 821 -834]. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 19

Что есть нейрохимическая фармакология ноотропов? n n Нейрохимия – часть биохимии, изучающая функции, специфичные для нервной ткани. Таковыми для нервной ткани являются процессы, лежащие в основе генерации и распространения нервного импульса, и в частности, передача его в синапсе. Следовательно, нейрохимическая фармакология занимается изучением механизмов влияния психотропных препаратов на синаптическую передачу. Нейрохимическая фармакология ноотропов - это часть психофармакологии, исследующая влияние ноотропных средств на разнообразные звенья регуляции синаптической нейропередачи (секрецию нейромедиаторов, их биосинтез, систему обратного захвата, рецепторы, ферменты, физикохимическое состояние биомембран и т. п. ). Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 20

Объекты моделирования эффектов ноотропов Условные рефлексы Поведение Ноотропы УРПИ, УРАИ Спонт. исслед. активность Лабиринты Электрофизиология ДВП Нейрон Функц. нейрохимия Молекулымишени Секреция Рецепторы, нейротрофины, ионные каналы, ферменты…. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 21 21

Об участии нейромедиаторных систем в эффектах ноотропов n n 1972 -1984 гг. - считалось, что в основе психофармакологического эффекта пирацетама лежит лишь влияние на биосинтез белков, нуклеиновых кислот и макроэргов. Только в 1985 г. Bering & Muller впервые показывают, что Пирацетам способен влиять на рецепторное связывание 3 НГлутамата в мембранах мозга in vitro, но в высоких концентрациях (100 -1000 мк. М), соответствующих, впрочем, физиологическому уровню аминокислоты в мозге. Кроме того, появляются другие препараты с ноотропным действием, как в ряду рацетамов, так и в других химических рядах, включая пептиды. Какие же механизмы приводили эти разные по структуре вещества к схожему фармакологическому эффекту? Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 22

через какие молекулярные мишени и синаптические механизмы ноотропы осуществляют своё модулирующее действие на когнитивные процессы какие звенья в нейрохимическом механизме действия являются общими для всех ноотропов, а какие специфическими существуют ли универсальные для действия всех ноотропов фармакологические мишени Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 23

Отличительные особенности ноотропных препаратов Оптимальные способы изучения ноотропных препаратов Использовать модель неинвазивной патологии Действие на патологию мнестических функций Исследовать эффекты после субхронического введения Накопительный характер действия Исследовать эффекты после системного введения Системная реакция на препарат Разнообразие по механизму действия Разнообразие по химическому строению Изучить действие ноотропов на нейромедиаторные системы, нейротрофины, др. Исследовать ноотропные препараты из различных классификационных групп Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 24

По химическому строению «истинные» ноотропы подразделяются на 4 группы (Т. А. Воронина и С. Б. Середенин, 1998): n n n Рацетамы с преимущественным метаболическим эффектом. Холинергические вещества. Нейропептиды и их аналоги. ВАК-ергические вещества. …… Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 25

Основной вопрос: как объяснить, что класс ноотропов включает такие разные по структуре соединения? Екатеринбургб 21 мая 2013 г. 26

Влияние системного введения ноотропов на секрецию Дофамина в стриатуме крыс (микродиализ)

В 1988 г. нами была сформулирована рабочая гипотеза: нейрохимическим коррелятом ноотропного эффекта может быть эффективность синаптической нейропередачи. Пути экспериментальной проверки гипотезы: 1 -Неинвазивные модели нарушения мнестических функций должны сопровождаться изменением синаптической функции. 2 -Применение ноотропов должно восстанавливать синаптическую эффективность и мнестическую функцию в условиях in vivo, ex vivo и in vitro. 3 -Одинаковый фармакологический эффект разных по строению ноотропов на нейропередачу может осуществляться через разные первичные мишени. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 28

Синтез, секреция и обратный захват катехоламиновых нейромедиаторов Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 29

Высвобождение нейромедиатора: Потенциал действия открывает Са 2+-каналы, стимулирует слияние синаптических пузырьков с клеточной пресинаптической мембраной, что приводит к экзоцитозу нейромедиатора в синаптическую щель Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 30

Естественное старение, внутриутробная интоксикация ослабляют память, обучение и ex vivo секрецию Дофамина в стриатуме крыс Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 31

Внеклеточный дофамин, % Стандартные в/б дозы различных ноотропов мягко (до 120 -140%) активируют секрецию ДА в стриатуме крыс. Изменений в уровне метаболитов ДА и СТ – нет. 180 Площади под кривыми (60 -180 мин): 160 ПИР(400 мг/кг) -126% к Конт; Мекло(50) – 140%; 140 Ноопепт(0. 1) – 133%; Нооглютил(50) Инъекция – 120%. 120 100 20 40 60 80 100 120 140 160 180 80 Время, мин Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 32

DA НЕЙРОЛЕП. ТРАНКВИЛ. DA НООТР DOPAC HVA DA DA ПСИХОСТ. DA АНТИДЕПРЕС. HA HVA DOPAC Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 33

1991: Различные ноотропы модулируют синаптическую активность через различные первичные мишени Пирацетам и Ноопепт (но не Нооглю-тил или агонисты Глут-рецепторов) усиливают микровязкость аннулярных (но не общих или БЛМ) липидов мозга крыс Пирацетам (но не Нооглютил) неконкурентно изменяет рецепторное связывание 3 -H-Глутамата мембранами мозга крыс Kd Bmax (u. M) (pmol/mg) 190 Контр. 0. 44 96 ПИР 169* 0. 56 800 180 Микровязкость, % к Контролю Связывание 3 -H-Глут, % 200 170 160 150 140 130 120 700 Piracetam Nooglutil 600 500 NMDA 400 Quis 300 PIR+GDEE 200 110 100 90 0 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 0 0 Концентрация, lg. M -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 Концентрация, lg Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 34

Эксперименты с перевязкой средней мозговой артерии (СМА)

Неврологические нарушения у животных с ОСМА (Ахапкина В. И. , Поварова О. , 2005) 100% физраствор фенотропил 100 мг 80% фенотропил 200 мг фенотропил 300 мг 60% 40% 20% 0% 1 сут 2 сут 3 сут ложнооперированные 1 сут 2 сут 3 сут фенотропил + ОСМА Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 1 сут 2 сут 3 сут ОСМА + фенотропил 36

Окклюзия ветви средней мозговой артерии (по Green & Shuaib, 2009) Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 37

Ишемия, воспаление и распределение NMDAрецепторов через 14 дней после перевязки средней мозговой артерии (СМА) Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 38

Плотность NMDA-рецепторов в структурах мозга после перевязки СМА Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 39

NMDA-рецепторы в норме и при инсульте Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 40

Эксперименты с условнорефлекторным поведением (тест УРПИ)

Схема эксперимента по изучению УРПИ условной реакции пассивного избегания Освещённы й отсек Тёмный отсек 0. 3 -0. 6 м. А Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 42

Влияние скополаминовой амнезии и Фенотропила на плотность рецепторов в структурах мозга крыс D 1 250 200 150 n. ACh D 2 100 * 50 0 D 3 NMDA 5 -HT 2 Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 43

Фенотипическое моделирование когнитивного дефицита.

Изучение исследовательско-ориентировочной активности в крестообразном лабиринте 1 n 2 4 3 "ideal learner" (1432431234213) 1 4 2 n Данный неинвазивный метод основан на использовании врожденных индивидуальных способностей животных по пространственной ориентации в новой обстановке без предшествующего обучения, что принципиально отличает его от методов УРПИ и УРАИ. Тест способен выявлять положительный эффект психотропных препаратов на когнитивную активность (Salimov 1988, Salimov et al. , 1995), а также влияние препаратов на тревожность, вызванную новизной обстановки (Salimov, 1999). 3 "poor learner" (1241412314321) Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 45

Частотное распределение числа заходов в отсеки в течении первого патрулирования лабиринта мышами линии 1 CR Критерий χ2 (df=6) = 33, 6, p=0, 00001 Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 46

Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 47

Пирацетам Семакс Нооглютил Фенотропил Ацефен Пантогам Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 48

Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 49

Схема эксперимента Общая популяция мышей линии 1 CR Л а б и р и н т Cубпопуляция с НЭИП Контрольная группа (физ. р. р) Субпопуляция с ВЭИП Опытная группа (препарат) Контрольная группа (физ. р. р) Л а б и р и н т Д Cortex Hippo е к а Cortex E x v i v o "Клязьма", n. ACh BDNF NMDA n. ACh 03. 06. 2010 п и Hippo т а Cortex ц и Hippo я Hippo Cortex E x v i v o BDNF NMDA n. ACh BDNF NMDA Екатеринбург, 21 мая 2013 г. n. ACh BDNF NMDA 50

Влияние субхронического введения ноотропных препаратов на количество заходов при 1 -ом патрулировании у мышей линии 1 СR с низкой (НЭИП) и высокой (ВЭИП) эффективностью исследовательского поведения (m±SEM) t-критерий Стьюдента: * p<0, 05; # р<0, 0005 Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 51

Нейромедиаторы и их рецепторы

Memory Learning Nootropics n. AСh-R NMDA-R AMPA-R 5 HT-R… Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 53

Виды радиорецепторных исследований In vitro Ех vivo Исследуется способность препарата непосредственно взаимодействовать с рецептором Изучение реакции организма на патологическое и/или фармакологическое воздействие Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 54

Модель глутаматергического синапса Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 55

Влияние субхронического введения пирацетама (200 мг/кг/день, в/б) на характеристики связывания [G-3 H] МК-801 с NMDA-рецепторами гиппокампа мышей 1 СR с различной ЭИП ex vivo. F-критерий Фишера: # p<0. 01, ** p<0. 001 Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 56

Effects of Drugs on [3 H]MK-801 binding Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 57 57

Выводы по NMDA-рецепторам n n Гиппокампы мышей с НЭИП характеризуется меньшим количеством мест связывания NMDAрецепторов, чем у субпопуляции с ВЭИП Установлено, что после субхронического введения большинства ноотропных препаратов (пирацетама, фенотропила, пантокальцина, семакса, нооглютила, кроме меклофеноксата) позитивное модулирование плотности NMDAрецепторов наблюдается лишь в гиппокампах субпопуляции с НЭИП. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 58 58

n-Холинорецептор функционирует как ионный канал возбуждающего типа. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 59

Влияние субхронического введения пирацетама (200 мг/кг/день, в/б) на характеристики связывания [G-3 H]Никотина с n. ACh-рецепторами коры мозга мышей 1 СR с различной ЭИП ex vivo. F-критерий Фишера: * p<0. 01; #- p<0. 01 Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 60

Эффекты ноотропов на связывание с н-Холинорецепторами Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 61

Выводы по влиянию на н-АХ-рецепторы n n Кора мозга мышей с НЭИП характеризуется большим количеством мест связывания низкоаффинного сайта (α 7) n. ACh- рецепторов, чем субпопуляция с ВЭИП. Обнаружено, что модулирующий эффект на никотиновые холинорецепторы коры мозга мышей с НЭИП осуществляется пирацетамом и фенотропилом через воздействие на плотность как высокоаффинного сайта (α 4β 2), так и низкоаффинного сайта (α 7), а мекло-феноксатом и семаксом - только на плотность низкоаффинного сайта (α 7). Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 62

Специфическая мишень in vitro НООТРОПЫ РЕЦЕПТОР, IC 50 (мк. М) Пирацетам Никотиновый, 8. 1+0. 3 Фенотропил Никотиновый, 5. 9+0. 2 Нооглютил Глутаматный– АМПА, 6. 4± 0. 2 Семакс Глутаматный – m. Glu, 33± 2. 4 Пантогам ГАМК-А, 63+4. 5 Ацефен ? Ноопепт Глутаматный– АМПА, 80± 5. 6 Мемантин Глутаматный. NMDA, 5. 7± 0. 1 н. М Общий эффект ex vivo и in vivo НЕЙРОХИМИЧЕСКИЙ NMDAрецепторы. Никотиновые холинорецепторы. Уровни нейротрофинов. ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ Условно-рефлекторное поведение (УРПИ, УРАИ). Исследовательское поведение. Ориентация в пространстве. Реакция на новую обстановку Обучаемость Память …………. . Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 63

Эксперименты с ЭЭГ in vivo

ЭЭГ-подход в изучении рецепторных эффектов ноотропов Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 65

Фармако-ЭЭГ мозга крыс: эффекты Пирацетама в коре (В, С) и в гиппокампе (Н, I) Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 66

Фармако-ЭЭГ мозга крыс: блокатор NMDAрецепторов CPP (справа) противодействует эффектам Пирацетама и Ноопепта (слева) Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 67

… «Ноопепт у 14 больных с астеническими и когнитивными нарушениями, обусловленными травмами или сосудистыми заболеваниями мозга… вызывает изменения ЭЭГ, характерные для действия ноотропов: увеличение мощности альфа- и бетаритмов и снижение мощности частот дельта-ритма…» Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 68

Участие нейротрофинов в механизме действия ноотропов.

Нейротрофины – факторы роста n n Нейротрофины - семейство регуляторных белков нервной ткани, которые синтезируются нейронами, также клетками микроглии и глии, и способствуют пролиферации, дифференцировке и поддержанию жизнеспособности и функционирования периферических и центральных нейронов [Levi et al. , 1987 ]. При развитии нервной системы с помощью нейротрофинов регулируется выживаемость нейронов, то есть в зрелой нервной системе присутствуют те нейроны, которые в процессе развития нервной системы получили нейротрофины в надлежащем количестве от соответствующих клеток-мишеней [Hyman ea 1991 , Johnson ea 1986 , Yan ea 1993]. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 70

Нейротрофины – факторы роста n n n Естественной защитной реакцией мозга в первые минуты ишемии является синтез трофических факторов и рецепторов к ним. При быстрой и активной экспрессии генов, кодирующих нейротрофины (факторы роста), ишемия мозга может длительно не приводить к инфарктным изменениям [Takeda A. , Onodera H. 1992 ]. В случае же формирования ишемического повреждения высокий уровень трофических факторов обеспечивает регресс неврологического дефицита даже при сохранении морфологического дефекта, вызвавшего [ Twichell Т. Е. 1951 ]. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 71

Нейрогенез во взрослом мозге (по Hagg, 2009): n n Участки усиленной пролиферации и образования нейробластов определяются исключительно: в субвентрикулярной зоне фронтальной поверхности боковых желудочков (выделено синим) и в субгранулярной зоне зубчатой извилины гиппокампа (выделено красным). Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 72

Взаимодействие Нейротрофинов и ГЛУТрецепторов в синаптогенезе n n n n Эффект BDNF на пре- и постсинаптические контакты (жёлтые кружки): Секреция Глут Активация ГЛУТ-рецепторов Доставка BDNF Связывание BDNF со своими рецепторами Активация внутриклеточных сигнальных путей Взаимодействие с актином цитоскелета. Индукция роста и ветвления. Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 73

Роль фактора роста BDNF в синаптогенезе [Cohen-Cory et al. , 2009]

Уровень содержания BDNF (пг/мкг) в гиппокампе мышей линии 1 CR с различной ЭИП после субхронического введения препаратов t-критерий Стьюдента: * р<0. 05; **р<0. 005; # <0. 0005 Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 75

Посттравматический стресс и содержание BDNF в плазме крови L. Dell'Osso et al. / Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry 33, р. 899– 902 (2009) Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 76

Следующие вопросы: Общность внутриклеточного сигналинга? Общность влияния на транскрипцию?

Участие BDNF, NMDA и n. ACh рецепторов в синаптической пластичности (Hickmott, 2006; Massey, 2006 и Corvalho, 2007 в модификации). Обучение Хроническое лекарственное воздействие Изменение в поведении Кортикальные повреждения Синаптическая активность BDNF + - PLCγ Rho. GTPases Актин ERK Ca 2+ Ca. MKIV Ca. MKII Ras/Raf MEK n. AChрецепторы NMDAрецепторы trk. B Shc ACh Glu CREB MAPK MAP 2 Транскрипция Микротрубочи 78

Общие выводы

ОБЩИЕ СВОЙСТВА НООТРОПНЫХ ПРЕПАРАТОВ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Улучшают условно-рефлекторную деятельность. Улучшают исследовательскую активность. Усиливают альфа- и бета-активность , снижают дельта -частоты ЭЭГ, модулируемые глутаматными рецепторами. Увеличивают плотность NMDA-рецепторов в мозге. Уменьшают плотность никотиновых рецепторов в мозге. Увеличивают уровень BDNF в гиппокампе (но не в коре). Компенсируют патологически сниженную синаптическую концентрацию дофамина. …… Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 80

Благодарность сотрудникам лаборатории: Екатеринбург, 21 мая 2013 г. 81

Спасибо за внимание! Список последних публикаций – на сайте НИИ фармакологии имени В. В. Закусова РАМН www. academpharm. ru